我國沿海的一些地區(qū),分布著軟土質(zhì)的地層,尤其是長江三角洲和珠江三角洲。這些地質(zhì)層一般是流塑狀的,它們的含水量比較高、滲透性較差、壓縮性很大、內(nèi)摩擦較小、內(nèi)聚力較小、側(cè)壓力的系數(shù)比較大大,而且承載力與抗剪的強度比較低。這種軟土質(zhì)的地層在荷載的作用下,地基變形的幅度比較大,很難滿足一般的建筑對地基強度的要求,因此,施工的難度比較大。
基于這種地質(zhì)特點,建筑施工時就常用到預(yù)應(yīng)力的混凝土管樁,這種管樁的承載力較高、耐久性能也比較良好,而且沉樁簡單方便,管樁也可以批量生產(chǎn)。不過,絕大多數(shù)的設(shè)計人員在對管樁進行設(shè)計的時候,考慮都不周全,例如疏于對管樁在工程里將要受到的側(cè)向土體的壓力的考慮。當(dāng)遇到基坑的面積比較大、基坑開挖不對稱或基坑回填不對稱等情況時,管樁就要承受非常大的側(cè)壓力。這種側(cè)壓力會使管樁產(chǎn)生水平的位移,有的還會出現(xiàn)傾斜和彎裂,從而嚴重地影響到工程質(zhì)量。因此,在施工中施工人員一定要根據(jù)軟土地質(zhì)的復(fù)雜特點,保證挖土的進度與樁基的質(zhì)量。
一、 影響基坑和管樁質(zhì)量的因素
(一)地質(zhì)因素
在軟土地層中,一般都是淤泥軟土占主要部分,地質(zhì)特點極其復(fù)雜,很容易致使基坑產(chǎn)生空間效應(yīng),也就是說基坑的空間結(jié)構(gòu)的形式與受力的狀態(tài)會直接影響基坑的各部分的支護結(jié)構(gòu),使基坑在受力與變形的互相影響下改變原有狀態(tài)??梢赃@么說,導(dǎo)致基坑發(fā)生變形的主要原因就是基坑產(chǎn)生空間效應(yīng)。
?。ǘ┰O(shè)計因素
有些工程的設(shè)計單位與設(shè)計者在設(shè)計的時候,沒有提前做好軟土地區(qū)地質(zhì)的調(diào)查,因此對這類地質(zhì)情況的認識不足,對施工的難度和可能發(fā)生的問題的重視度不夠,對施工設(shè)計考慮得不周全。最后就沒能在設(shè)計的文件中做明顯的標識,提醒建筑的施工單位要在基坑的施工中采用圍護支撐機構(gòu)或者是符合要求的施工方案。
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在基坑和樁基的施工中,有很多施工人員沒有在基坑的施工中做好維護措施,也沒有按照相關(guān)的規(guī)范與要求實施先撐后挖,多數(shù)情況下是先挖后撐,有的還是一直到結(jié)束都不會撐。而有些建筑工程,為了使管樁符合設(shè)計文件里要求的貫入程度,對管樁過多地錘打,這樣以來就非常容易使樁身的部位出現(xiàn)松散的情況,而且抗彎的強度也會下降,從而導(dǎo)致側(cè)壓力過大時下樁身的彎曲和斷裂。還有一些施工方,為了使施工更加方便易行,就沒有按照設(shè)計上的規(guī)定選擇合適的柴油錘。除此之外,單純追求工程進度,沒有認真焊接,這也很容易造成樁身的斷裂。
二、施工的協(xié)調(diào)和控制
在施工中,除了要多加注意以上會造成質(zhì)量不過關(guān)的因素以外,還要對管樁和基坑的施工進行協(xié)調(diào)和控制,因為這也是對工程質(zhì)量構(gòu)成影響的重要原因。下面,筆者以一實際工程為例,對施工的協(xié)調(diào)和控制進行分析。
?。ㄒ唬?span id="oouyaek" class="Apple-tab-span" style="white-space:pre"> 工程的基本情況
該工程的建筑總面積約為三十萬平方米,建筑的面積約為八萬平方米,第一層是地下室,地上是小高層的住宅樓。該建筑的基礎(chǔ)修建在軟土地質(zhì)的地區(qū),在基礎(chǔ)設(shè)計上,管樁的錘擊直徑為500毫米。
基坑的長大約為四百米,寬大約為兩百米,開挖的深度大約六米,開挖的土方量大約為四十萬立方米,其中,基底的回填大約是八萬立方米?;拥闹ёo形式是二級放坡與水泥攪拌的重力式擋墻,部分區(qū)域的基底被動區(qū)的加固是用水泥土攪拌樁,而且水泥土攪拌樁還有止水的作用。
建筑修建地區(qū)的地質(zhì)勘測報告明確標識出:工程場地的范圍內(nèi)沒有揭示明顯的不良地質(zhì)現(xiàn)象,不過,場地范圍內(nèi)有深厚的淤泥質(zhì)土層與淤泥層,該工程在軟土地基施工的范圍內(nèi)。
(二)施工工序控制
確定基坑開挖的方案時,要根據(jù)具體的情況進行分析。以保證基坑的開挖不會對周圍的建筑設(shè)施造成安全事故。根據(jù)該工程的情況,結(jié)合多方的論證,最后確定的施工工序是:土方的開挖和攪拌樁的支護同時進行施工,從基坑的中心向四周擴散開挖。基坑周邊預(yù)留二十米寬的土體,確保施工的安全與攪拌樁支護的質(zhì)量,等到攪拌樁支護滿足設(shè)計的標準再對預(yù)留的土體開挖?;靥罨优c支護的結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計的要求后再對管樁進行錘擊,沉樁的方式為由中間向四周擴散打,中間部位反復(fù)捶打。被動的土體內(nèi)工程樁的施工要采用內(nèi)引孔的施工方法進行施工。
上面的工序,使基坑和管樁施工二者之間得以協(xié)調(diào)控制,從而控制了樁基礎(chǔ)的工程的工程進度、工程安全、工程質(zhì)量和工程造價。
(三)基坑支護的施工重點
在對基坑的支護結(jié)構(gòu)進行施工的時候,首先要控制攪拌樁的施工速度,避免漏樁,然后要結(jié)合設(shè)計的地質(zhì)報告與現(xiàn)場實際情況,對樁的長度適當(dāng)調(diào)整,保證基樁的穩(wěn)定和有效,最后還要設(shè)置監(jiān)測設(shè)備實時監(jiān)測地基的穩(wěn)定,避免基坑變形,建立基坑支護的應(yīng)急預(yù)案。
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對于基坑面積大這一特點,施工人員應(yīng)當(dāng)采用“中心島盆式”機械開挖,并在開挖時逐步回填七十厘米厚的磚渣和碎石,以此加快工程的進度。
在開挖前,工作人員應(yīng)當(dāng)對地表水進行清理與排干,并且制定相關(guān)的降排水預(yù)案和處理的措施。明確且優(yōu)化土方的挖運路線,合理降低與消除施工機械在行駛和無序停放方面帶給地面的擠土影響。在基坑的邊緣設(shè)置兩級放坡,且在它的表面層噴砂漿,而基坑邊的留土寬度與邊坡高度,要嚴格按照設(shè)計的要求和規(guī)范去執(zhí)行,當(dāng)攪拌樁的強度達到文件的要求后,再結(jié)合現(xiàn)場的實際情況進行分析,最后確定坑邊預(yù)留土方的挖運時間。
在開挖土方時,要采用分層、分塊和跳挖的方式開挖承臺的土方,以便承臺的施工,分散且釋放土體的應(yīng)力。此外,控制基坑邊的荷載也很重要,邊坡的周圍絕對不能放有臨時的土方。
(五)錘擊沉樁的控制
控制土方的挖運和沉樁的施打速度是錘擊沉樁的施工重點。按照施工的工序來看,沉樁的施工要在土方挖運的后面進行,所以,在我們對土方進行挖運的時候,其路線不能過于接近沉樁的現(xiàn)場。由于軟土地質(zhì)的特點,沉樁后的土體容易受到擾動,而且很難在短時間里恢復(fù),并會產(chǎn)生較大的“超孔隙水壓力”,這種壓力不能迅速消散。因此,在施工中我們要特別對沉樁的速度與樁機之間的間距進行嚴格的限制。打樁收錘后,施工人員要立即對樁頂?shù)臉烁哌M行測量并記錄,以便定期的復(fù)測分析。同時,還要注意對周期的建筑是否出現(xiàn)異常進行觀察,如果發(fā)現(xiàn)沉降和開裂的問題,要及時上報和處理。
三、結(jié)束語
綜上所述,雖然軟土地質(zhì)的建筑分布范圍不廣,但是它給施工帶來的困難是不容忽視的。本文所介紹的措施,是實際工程中進行實踐過,具有可操作性。希望同行在處理類似問題的時候,能適當(dāng)考慮到文中提到的方法,避免造成損失,創(chuàng)造更好的工程。
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