在我國的沿海地區(qū),特別是珠三角、長三角等地區(qū),地基中廣泛分布著很厚的軟土質(zhì)地層,一般呈流塑狀,具有含水量高、壓縮性大、滲透性差、內(nèi)摩擦角及內(nèi)聚力小、側(cè)壓力系數(shù)大,承載力及抗剪強(qiáng)度低等復(fù)雜特點,在荷載作用下地基變形幅度大,難以滿足一般建筑工程對地基的要求,施工難度很大。
預(yù)應(yīng)力混凝土管樁具有承載力高、耐久性良好、沉樁方便、可批量化生產(chǎn)等優(yōu)點,在建筑基礎(chǔ)工程中廣泛應(yīng)用。但絕大多數(shù)管樁的設(shè)計,對其在使用中承受的側(cè)向土體壓力考慮不夠。這樣,一旦在軟土地基環(huán)境下進(jìn)行施工,由于軟土地質(zhì)的特點,當(dāng)遇到基坑面積較大、基坑不對稱開挖或回填等情況,基樁就會承受很大的側(cè)壓力,產(chǎn)生水平位移,甚至出現(xiàn)傾斜、彎裂,嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。因此,施工中必須要針對軟土地質(zhì)特點,采取有效技術(shù)措施,確保挖土進(jìn)度和樁基質(zhì)量。
一、影響因素
1、地質(zhì)條件
軟土地區(qū)的地質(zhì)一般以深厚的淤泥軟土為主,具有復(fù)雜的特點,極易引起基坑的空間效應(yīng),即基坑各部分支護(hù)結(jié)構(gòu)受其空間結(jié)構(gòu)形式和受力狀態(tài)影響,受力和變形相互影響而發(fā)生改變的性質(zhì)。而基坑的空間效應(yīng)則是引發(fā)基坑變形的重要原因。
2、設(shè)計方面
一些工程設(shè)計單位和工程設(shè)計者對軟土地區(qū)的地質(zhì)狀況認(rèn)識不夠,對施工難度及可能出現(xiàn)的結(jié)果重視不足或考慮不周,因此在設(shè)計文件中沒有明確提醒施工單位,在基坑施工中應(yīng)采用合適的施工方案或圍護(hù)結(jié)構(gòu)(支撐)系統(tǒng)。
3、基坑施工方面
不少施工隊伍在基坑施工中,缺乏必要的維護(hù)措施。沒有按規(guī)范要求做到先撐后挖,而是采取先挖后撐,甚至一挖到底的不良施工方式。
4、樁基施工方面原因
(1)有些工程為使管樁滿足設(shè)計文件要求的貫入度,對管樁施打
的錘擊數(shù)過多,這樣很容易造成樁身某些部位出現(xiàn)松散,抗彎強(qiáng)度下降,在較大的側(cè)壓力作用下樁身彎曲或斷裂;
(2)柴油錘選擇不合理:施工單位貪圖方便,不按照設(shè)計文件規(guī)定,適時選擇恰當(dāng)規(guī)格的柴油錘;
(3)追求施工速度,對接焊縫施工不認(rèn)真、未按規(guī)定時間讓焊縫自然冷卻,造成樁身對接焊接部位發(fā)生斷裂。
二、施工控制與協(xié)調(diào)
除對上述因素要認(rèn)真對待,加以重視以外,管樁與基坑施工之間的控制和協(xié)調(diào)對工程質(zhì)量的制約影響也是不容忽視的。這里以某工程為例進(jìn)行分析和闡述。
1、工程概況
某工程總建筑面積約為30萬m2,建筑面積約為8萬m2,一層為地下室,地上結(jié)構(gòu)為小高層住宅樓?;A(chǔ)設(shè)計為錘擊直徑500mm的高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁,基礎(chǔ)地處軟土地質(zhì)地區(qū)。
基坑長約400m,寬約200m,開挖深度約6m,開挖土方量約為40萬m3(基底回填約8萬m3)。基坑主要采用二級放坡兼水泥攪拌重力式擋墻的形式進(jìn)行支護(hù),部分區(qū)域基底被動區(qū)采用水泥土攪拌樁加固,水泥土攪拌樁兼作止水作用。
該區(qū)域地質(zhì)勘測報告顯示:工程場地范圍內(nèi)未揭示有明顯不良地質(zhì)現(xiàn)象,但存在較厚的淤泥質(zhì)土層和淤泥層,屬軟土地基施工。
2、施工工序控制
基坑開挖方案的確定要具體問題具體分析,確?;娱_挖不影響范圍內(nèi)建筑設(shè)施的安全。針對本工程的實際情況,經(jīng)多方論證后,確定施工工序為:土方開挖與攪拌樁支護(hù)同時施工,從基坑中心向四周開挖;預(yù)留基坑周邊20m寬的土體,以保證施工安全和支護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量,待支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計要求后再對預(yù)留土體進(jìn)行開挖;基坑逐步回填和支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計要求后再進(jìn)行錘擊沉樁,沉樁采取“從中間往四周打,中間復(fù)打”的方式;被動土體內(nèi)的工程樁施工則采取先完成支護(hù)攪拌樁,然后再在支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)引孔的辦法。
以上施工工序,兼顧了基坑施工與管樁施工之間的技術(shù)協(xié)調(diào),使得樁基礎(chǔ)工程安全、進(jìn)度、質(zhì)量和造價等方面均得到有效控制,取得了良好的現(xiàn)實效果,積累了寶貴經(jīng)驗。
3、基坑支護(hù)施工重點
(1)控制攪拌樁施工速度,防止漏樁;
(2)結(jié)合地質(zhì)報告和現(xiàn)場實際,對樁長進(jìn)行靈活適當(dāng)?shù)卣{(diào)整,確保樁的穩(wěn)定性和有效性;
(3)設(shè)置孔壓計、測斜管等監(jiān)測設(shè)備,對地基穩(wěn)定性進(jìn)行實時監(jiān)測,防止基坑變形;
(4)建立基坑支護(hù)應(yīng)急預(yù)案,防患于未然。
4、土方挖運(yùn)控制
針對基坑面積大的特點,采用中心島盆式機(jī)械開挖,并逐步回填70cm厚磚渣、碎石,加快工程進(jìn)度;
開挖前進(jìn)行地表水的清理、排干工作,制訂降排水的預(yù)案和措施;
(3)優(yōu)化和明確土方挖運(yùn)路線,盡量降低和消除施工機(jī)械來回行駛、無序停放所帶來的擠土影響;
(4)基坑邊緣設(shè)兩級放坡,并對其表面層進(jìn)行噴砂漿處理;
(5)基坑邊留土的寬度和邊坡高度,必須嚴(yán)格按設(shè)計要求及規(guī)范執(zhí)行。攪拌樁強(qiáng)度達(dá)到要求后,在對現(xiàn)場情況進(jìn)行綜合考慮后,再確定坑邊土方的開挖時間;
(6)采用分塊、分層、跳挖的方式,對承臺土方進(jìn)行開挖,以方便承臺施工,分散釋放土體應(yīng)力;
(7)要控制基坑邊荷載,邊坡附近不得放置臨時土方。
5、錘擊沉樁控制
錘擊沉樁施工的重點是控制土方挖運(yùn)與沉樁施打速度。
(1)按施工工序,沉樁施工要后于土方挖運(yùn)進(jìn)行,因此土方挖運(yùn)路線不要過于靠近沉樁現(xiàn)場;
(2)受軟土地質(zhì)的影響,沉樁后土體受到擾動,難以迅速恢復(fù),容易產(chǎn)生較大的超孔隙水壓力,并且不能快速消散,因此在施工中要對沉樁速度和樁機(jī)間距進(jìn)行限制;
(3)打樁收錘后,要立即測量樁頂標(biāo)高,建立相應(yīng)記錄,定期復(fù)測分析。同時還要注意觀察附近建筑物是否出現(xiàn)沉降、開裂等現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)問題及時上報、及時處理。
(4)樁基置換率大于5%時引孔打樁。施工中如發(fā)現(xiàn)沉樁過短或過長,要及時聯(lián)系設(shè)計單位,進(jìn)行復(fù)核處理,重新試樁或調(diào)整施工參數(shù);
(5)按照施工工序,攪拌樁將先于工程樁完成,這樣由于擠土效應(yīng)的影響,工程樁會對圍護(hù)樁造成一定的擠壓。為降低或消除這一不利影響,要對靠近圍護(hù)體5m內(nèi)的樁基提前施工,并根據(jù)現(xiàn)場實際,在坑邊設(shè)置砂井、隔震溝和應(yīng)力釋放孔等設(shè)施。
三、結(jié)束語
本文所述的軟土地質(zhì)條件在全國雖不是廣泛分布,但沿海地區(qū)還是很普遍的,它給建筑施工帶來了相當(dāng)大的困難。本文舉例的工程,由于采取了有效的針對性措施,實現(xiàn)了管樁施工與基坑施工的相互協(xié)調(diào),獲得了良好的效果,具有很強(qiáng)的借鑒意義。同時也希望建筑業(yè)同仁在遇到類似地質(zhì)條件時能引起足夠的重視,避免不必要的損失和費(fèi)用,創(chuàng)造出更多更好的精品工程。
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