软土地基工程中基坑施工与管桩施工的关系与协调

2015-08-25 222 0

  我国沿海的一些地区,分布着软土质的地层,尤其是长江三角洲和珠江三角洲。这些地质层一般是流塑状的,它们的含水量比较高、渗透性较差、压缩性很大、内摩擦较小、内聚力较小、侧压力的系数比较大大,而且承载力与抗剪的强度比较低。这种软土质的地层在荷载的作用下,地基变形的幅度比较大,很难满足一般的建筑对地基强度的要求,因此,施工的难度比较大。
 
  基于这种地质特点,建筑施工时就常用到预应力的混凝土管桩,这种管桩的承载力较高、耐久性能也比较良好,而且沉桩简单方便,管桩也可以批量生产。不过,绝大多数的设计人员在对管桩进行设计的时候,考虑都不周全,例如疏于对管桩在工程里将要受到的侧向土体的压力的考虑。当遇到基坑的面积比较大、基坑开挖不对称或基坑回填不对称等情况时,管桩就要承受非常大的侧压力。这种侧压力会使管桩产生水平的位移,有的还会出现倾斜和弯裂,从而严重地影响到工程质量。因此,在施工中施工人员一定要根据软土地质的复杂特点,保证挖土的进度与桩基的质量。
 
  一、 影响基坑和管桩质量的因素
 
  (一)地质因素
 
  在软土地层中,一般都是淤泥软土占主要部分,地质特点极其复杂,很容易致使基坑产生空间效应,也就是说基坑的空间结构的形式与受力的状态会直接影响基坑的各部分的支护结构,使基坑在受力与变形的互相影响下改变原有状态。可以这么说,导致基坑发生变形的主要原因就是基坑产生空间效应。
 
  (二)设计因素
 
  有些工程的设计单位与设计者在设计的时候,没有提前做好软土地区地质的调查,因此对这类地质情况的认识不足,对施工的难度和可能发生的问题的重视度不够,对施工设计考虑得不周全。最后就没能在设计的文件中做明显的标识,提醒建筑的施工单位要在基坑的施工中采用围护支撑机构或者是符合要求的施工方案。
 
  (三)基坑施工和桩基施工的因素
 
  在基坑和桩基的施工中,有很多施工人员没有在基坑的施工中做好维护措施,也没有按照相关的规范与要求实施先撑后挖,多数情况下是先挖后撑,有的还是一直到结束都不会撑。而有些建筑工程,为了使管桩符合设计文件里要求的贯入程度,对管桩过多地锤打,这样以来就非常容易使桩身的部位出现松散的情况,而且抗弯的强度也会下降,从而导致侧压力过大时下桩身的弯曲和断裂。还有一些施工方,为了使施工更加方便易行,就没有按照设计上的规定选择合适的柴油锤。除此之外,单纯追求工程进度,没有认真焊接,这也很容易造成桩身的断裂。
 
  二、施工的协调和控制
 
  在施工中,除了要多加注意以上会造成质量不过关的因素以外,还要对管桩和基坑的施工进行协调和控制,因为这也是对工程质量构成影响的重要原因。下面,笔者以一实际工程为例,对施工的协调和控制进行分析。
 
  (一) 工程的基本情况
 
  该工程的建筑总面积约为三十万平方米,建筑的面积约为八万平方米,第一层是地下室,地上是小高层的住宅楼。该建筑的基础修建在软土地质的地区,在基础设计上,管桩的锤击直径为500毫米。
 
  基坑的长大约为四百米,宽大约为两百米,开挖的深度大约六米,开挖的土方量大约为四十万立方米,其中,基底的回填大约是八万立方米。基坑的支护形式是二级放坡与水泥搅拌的重力式挡墙,部分区域的基底被动区的加固是用水泥土搅拌桩,而且水泥土搅拌桩还有止水的作用。
 
  建筑修建地区的地质勘测报告明确标识出:工程场地的范围内没有揭示明显的不良地质现象,不过,场地范围内有深厚的淤泥质土层与淤泥层,该工程在软土地基施工的范围内。
 
  (二)施工工序控制
 
  确定基坑开挖的方案时,要根据具体的情况进行分析。以保证基坑的开挖不会对周围的建筑设施造成安全事故。根据该工程的情况,结合多方的论证,最后确定的施工工序是:土方的开挖和搅拌桩的支护同时进行施工,从基坑的中心向四周扩散开挖。基坑周边预留二十米宽的土体,确保施工的安全与搅拌桩支护的质量,等到搅拌桩支护满足设计的标准再对预留的土体开挖。回填基坑与支护的结构满足设计的要求后再对管桩进行锤击,沉桩的方式为由中间向四周扩散打,中间部位反复捶打。被动的土体内工程桩的施工要采用内引孔的施工方法进行施工。
 
  上面的工序,使基坑和管桩施工二者之间得以协调控制,从而控制了桩基础的工程的工程进度、工程安全、工程质量和工程造价。
 
  (三)基坑支护的施工重点
 
  在对基坑的支护结构进行施工的时候,首先要控制搅拌桩的施工速度,避免漏桩,然后要结合设计的地质报告与现场实际情况,对桩的长度适当调整,保证基桩的稳定和有效,最后还要设置监测设备实时监测地基的稳定,避免基坑变形,建立基坑支护的应急预案。
 
  (四)土方挖运控制
 
  对于基坑面积大这一特点,施工人员应当采用“中心岛盆式”机械开挖,并在开挖时逐步回填七十厘米厚的砖渣和碎石,以此加快工程的进度。
 
  在开挖前,工作人员应当对地表水进行清理与排干,并且制定相关的降排水预案和处理的措施。明确且优化土方的挖运路线,合理降低与消除施工机械在行驶和无序停放方面带给地面的挤土影响。在基坑的边缘设置两级放坡,且在它的表面层喷砂浆,而基坑边的留土宽度与边坡高度,要严格按照设计的要求和规范去执行,当搅拌桩的强度达到文件的要求后,再结合现场的实际情况进行分析,最后确定坑边预留土方的挖运时间。
 
  在开挖土方时,要采用分层、分块和跳挖的方式开挖承台的土方,以便承台的施工,分散且释放土体的应力。此外,控制基坑边的荷载也很重要,边坡的周围绝对不能放有临时的土方。
 
  (五)锤击沉桩的控制
 
  控制土方的挖运和沉桩的施打速度是锤击沉桩的施工重点。按照施工的工序来看,沉桩的施工要在土方挖运的后面进行,所以,在我们对土方进行挖运的时候,其路线不能过于接近沉桩的现场。由于软土地质的特点,沉桩后的土体容易受到扰动,而且很难在短时间里恢复,并会产生较大的“超孔隙水压力”,这种压力不能迅速消散。因此,在施工中我们要特别对沉桩的速度与桩机之间的间距进行严格的限制。打桩收锤后,施工人员要立即对桩顶的标高进行测量并记录,以便定期的复测分析。同时,还要注意对周期的建筑是否出现异常进行观察,如果发现沉降和开裂的问题,要及时上报和处理。
 
  三、结束语
 
  综上所述,虽然软土地质的建筑分布范围不广,但是它给施工带来的困难是不容忽视的。本文所介绍的措施,是实际工程中进行实践过,具有可操作性。希望同行在处理类似问题的时候,能适当考虑到文中提到的方法,避免造成损失,创造更好的工程。
 
  参考文献:
 
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