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关键词:地基施工;质量监管;问题;措施
中图分类号:TU47 文献标识码:A文章编号:
0前言
随着现代建筑产业的发展,工程施工管理的重要性越发明显。建筑在地基处理施工的质量监管中,存在诸多的问题,尤其是监管的不规范、监管力度的缺乏,严重制约着监管的有效性。于是,基于存在的监管问题,强化监管的有效性,尤其是监管体制的完善、监管体系的构建,是强化监管工作的重要举措。并基于监管工作的优化和改革,更有助于现代建筑产业的发展。
1地基处理施工中质量监管存在的问题
随着我国改革开放的不断深入,建筑产业的发展日益繁荣。当前,我国建筑产业不够完善,尤其是建筑产业链缺乏完善的体制,在规范管理上相对欠缺,以至于建筑地基处理施工监管落实不到位,诸如质量监管工作,在施工阶段比较欠缺。于是,地基处理工程的施工管理,在一定程度上存在诸多的问题,涉及到人力、物力、财力等方面,而且这些监管问题,在一定程度上制约监管工作的开展。
1.1工程管理不规范,尤其是监管人员缺乏良好的素质
目前,我国建筑领域的人才相对缺乏,在工程的施工建设中,存在诸多不规范、不科学的行为。在地基处理工程施工中,高密度的和谐施工环境,需要基于有效的施工管理。而实际的施工监管工作相对缺乏,监管人员对各项管理工作落实不到位,监管工作带有形式的色彩,以至于施工人员相对散漫,工程安全隐患增多,施工质量难以确保。同时,施工管理人员非专业出身,都是由领导担任,这就造成监管缺乏专业性,对于监管中的问题不能及时发现,最终影响工程质量的管理工作。
1.2施工人员的安全意识淡薄,尤其是施工技术的缺乏
地基处理工程的施工监管,在于对高密度的施工群体进行协调的分化管理,以强化施安全管理和质量监管。而实际的施工建设,施工人员的专业性缺乏,对于安全缺乏一定的意识,以至于施工操作出现不同程度的不规范操作,影响施工建设的质量。同时,企业的监管制度不完善,缺乏对于施工人员进行技术培训,最终造成施工现场“鱼龙混杂”,各类安全问题、质量问题都孕育而成,进而加剧了施工质量监管的难度。
1.3工程施工的质量监管力度缺乏,尤其是监查不到位
地基处理工程在一定程度上,工程系统性强,尤其是多工种、多技术下的施工建设,对施工质量监管带来较大的难度。实际的工程监管,缺乏监管的力度,对于工程项目的管理执行力落实不到位,在一定程度上滋生了各类质量问题的出现。同时,施工项目的监查不到位,表面形式下的监管工作,严重影响着工程的有序开展。并且,管理的监查缺乏完善的体系,各监查部门的职能不明确,监查工作无法落到实处,最终造成监管缺乏有效性。
2强化地基处理工程监管的若干措施
现代人的生活理念发生了本质性转变,建筑结构的施工建设更加复杂,地基处理施工难度加大,诸多的监管问题制约着现代施工建设的发展。针对上述的若干问题,提出强化地基处理工程监管的几点措施,诸如创新监管理念、监管制度等,都可以提高施工的安全性,以及工程施工质量。
2.1规范施工监管工作,尤其是提高管理人员的专业能力
地基处理施工是一个高密度的施工工程,施工监管的规范性,是监管工作开展的基础。在施工项目的管理中,要规范管理制度,明确好各管理部门的职责,并落实到人,这样在规范的监管体制下,强化监管的力度。同时,监管人员的职业能力,尤其是综合管理素质,是监管工作有序开展的重要因素。地基处理施工多工种、多工艺的施工环境,决定监管人员,具有较强的监管能力,对于项目中的各项问题,进行妥善而及时的处理,是地基处理施工监管者所必须的。并且,管理者应该具有创新的监管理念,不断强化工程的监管力度,以落实各项监管职能。
2.2构建完善的监管体系,尤其是强化工程质量的监管
地基处理工程建设在于质量控制,在完善的管理体系中,落实好质量监管是基础。公地基处理施工的质量问题源于多个方面,这就要求监管工作必须做到全面而细致,对于工程项目的质量问题,进行有效的规避。在质量监管中,要强化施工人员的施工技术,进而规范其施工操作。并对其施工技术进行培训,以完善有效施工的自身条件。同时,质量监管是管理工作的核心内容,于是在监管中,控制好施工各环节的工程质量,避免人为因素或外部因素下的工程质量。而且,施工质量问题下的“二次”施工,不仅影响工程进度,还增加了工程的成本输出。所以,在地基施工管监管中,构建完善的监管体系,对于地基处理工程质量方面,进行全面而细致的施工质量监管。
2.3强化监管职能,尤其是提高监查力度
地基处理施工中,多工种、多工艺的施工环境,需要基于有效的监查力度,对于施工的各环节进行规范监管。地基处理工程比较特殊,管理的职能部门,在监管的职能上比较模糊。于是,在强化监管的工作中,对于管理部门的完善,尤其是监管职能的优化,可以强化检查的力度。同时,对于监管中的问题,要进行及时的问题分析,进而有效的问题反馈,以强化监管的有效性。并且,监管的开展需要基于完善的检查制度,以规范各监管工作的有效落实。
3结语
基于上述,我们知道:地基处理施工质量监管存在诸多的问题,尤其是监管工作的落实不到位,监管缺乏全面性和有效性,严重制约监管工作的有序开展。于是,基于管理体制的完善、管理体系的构建,对于落实监管工作,优化监管效率,具有实质性的意义。
参考文献:
[1]龚梅,彭更旺.地基处理施工质量管理分析[J].现代商贸工业,2010(07)298—299.
[2]曾永生.强化工民建筑工程施工管理的探讨[J].中国新技术新产品,2012,(5):179.
关键词:建筑工程;软土地基;深层搅拌;施工; 应用
一、前言
深层搅拌法是利用特制的深层搅拌机械,在地基深处将软土与固化剂(水泥、石灰等掺合剂)就地进行强制搅拌,经搅拌后土体与固化剂发生一系列的物理化学反应,形成具有一定整体性、水稳定性和一定强度的加固体。这种地基处理技术适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、饱和黄土、粉土、粘性土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。与其他施工方法相比较,深层搅拌法具有设计比较灵活、施工成本相对较低;其在施工中无振动、无噪声、无污染,可以在市区及建筑物密集区施工;对地基土侧压力小,对附近建筑物无响应;施工工作面较小,极大地利用原有土层等优点。
二、实例的地质情况
某工业厂房占地面积为2107m2,两端的高差较大,场址的场地自然高程(1985国家高程基准)为528.42~543.08m ,频率为1%,高水位为532.01m。因厂地高差较大,设备的设计高程取535.9m,场地需要回填约7.48m,地基土层分布分别为:(1)层含碎石粉质粘土,地基承载力特征值fak=140kPa;(2)层碎石混粉质粘土,地基承载力特征值fak=300kPa。(3)层全风化花岗岩,地基承载力特征值fak=200kPa。以下均为花岗岩。
鉴于回填土厚度较大,范围有限,为防止场地电气设备及构建筑物不均匀沉降,同时考虑经济技术条件,地基处理方案采用购买优质粘土分层压实,回填到设计高度且达到90天后,对场地采用深层搅拌法(湿法,桩直径?500间距1000mm长8m)加强,处理面积为2107平方米,采用复合处理地基;以减少场地沉降,提高基础地基承载力特征值fak及弹性模量M。
三、深层搅拌法的设计
1、水泥选择为42.5级普通硅酸盐水泥,水泥浆水灰比0.50︸0.55,水泥掺入比(掺加的水泥重量和软土湿土重量之比)αw=15%,根据《特种结构地基基础工程手册》表2-26可知:fcu=1.35MPa;由于地基持力层位于(1)层含碎石粉质粘土,地基承载力特征值较大,桩长较大,回填深度较大,预估单桩竖向承载力特征值由桩身材料强度确定控制。由《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002公式11.2.4-2得:Ra=μfcu Ap=0.3x1.35x2502x3.142/1000=79.53kN; μ=0.3,fcu=1.35MPa,Ap= 2502x3.142=196375mm2
2、复合地基承载力特征值预估
根据临近项目分层压实处理场地经验,分层压实且待90天后场地地基承载力特征值 ≥90kPa,根据《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002公式9.2.5:
fspk=mRa/Ap+β(1-m)fsk=0.196x79.53/(0.196375)+0.80(1-0.196)x90=79.4+57.9=137.3 kPa,计算得m= Ap/A=196375/10002=19.6%。
3、复合地基总桩数
改项目占地总面积约A=2107m2。复合地基面积置换率m=19.6%, 桩径d=500mm ,需要处理面积A1=mA=421.9 m2,桩数n=421.9/0.196375=2148根,考虑实际布桩时误差及边缘布桩因素,实际桩数为在2240根。对于部分场地回填较深部分可以根据实际情况酌情补桩,以满足设计要求。
4、复合地基的沉降计算
竖向承载深层搅拌桩复合地基的总垂直沉降S包括桩土复合层本身的平均压缩变形S1和桩土复合层底面以下土的沉降量S2,即S=S1+S2。考虑到桩底部地基较好,同时在分层回填施工结束后一段时间的场地自沉降,桩土复合层底面以下土的沉降量S2不考虑,本工程仅考虑深层搅拌桩复合地基平均压缩变形S1。根据《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002公式11.2.9-1,桩土复合层的压缩变形S1可按下式进行计算:S1=(Pz+Pz1)l/(2Esp)。再根据公式计算出桩土复合体变形模量和桩身水泥土变形模量。最终看出经过处理后复合地基的变形模量Esp比未处理回填土压缩模量ES是否有所提高,若有所提高则满足基础沉降量的规范要求。
四、施工质量控制
1、施工前已清除地上及地下的障碍物,回填分层压实;搅拌桩施工严格遵照《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)及相关的规范标准进行。
2、试桩及桩位误差:试桩3根;桩位水平成桩误差不超过50mm,垂直度偏斜不超过1.0%H。
3、通过整袋水泥数量控制水泥用量,保证水泥掺入比。
4、对于部分搅拌下沉困难桩位,采用适量冲水,同时放慢提升速率。
5、施工记录设有专人负责,深度记录偏差不得大于50mm;时间记录误差不得大于2秒。
五、结束语
从设计、施工到现场情况,本场地采用深层搅拌法进行回填土软土地基加固处理是成功的。经深层搅拌桩法(水泥浆搅拌)加固处理的地基,其复合地基承载力特征值、弹性模量均较天然地基有显著提高,场地沉降量减小明显。深层搅拌法对软土地基的处理有着良好的加固效果,以及较好的经济效益,希望为以后进一步的推广及发展提供参考。
参考文献
[1] 顾晓鲁,钱鸿缙,刘惠珊,汪时编.《地基与基础》第三版,2003年
[2] 中华人民共和国行业标准 《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002
【关键词】民用建筑;施工质量;控制措施
控制和消除民用建筑工程质量通病,是建筑企业的社会责任,也是一种社会行为的共识。控制工程质量通病,应从提高工程质量管理水平入手,以便工程全过程的施工环节均能按照强制性标准和指标进行施工作业,才能严格控制和提高民用建筑的工程质量。广义地来说:质量通病的范围很广,因此,针对民用建筑工程质量的控制,本文只对近年工作中看到的施工过程中的一些常见施工现象与施工措施做出表述,不涉及责任主体行为监管方面内容。
1 民用建筑地基与基础质量措施与施工控制
结构工程一般以地基基础处理方法、基坑开挖方法以及天然地基夹层处理、换填地基、复合地基、桩基础以及降水常见问题的质量控制。另外建筑中由于地理地形所处地貌的不同,地基也呈现其特殊性,我国特殊(目前已查明定性的土壤结构)地基有软土地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基、红粘土地基、多年冻土地基、有机质土和泥炭土地基等;另外还分非均匀地基、山区地基、可液化地基以及大面积人工填土地基等等,都对民用建筑地基基础施工和质量控制提出了更高的要求。因此,民用建筑施工中对地基处理目的与意义在于提高地基强度,从而减少地基变形、降低地基渗透性和避免地基液化。
1、常见地基处理施工措施
地基处理应选择有标准依据并且可靠的方法,以便于施工及检查;基坑开挖、支护应有施工方案,深基坑超过5m(含5m)应按建设部规定对施工方案经专家论证(施工企业组织,5人以上);换填地基在复杂地基挖到标高后也应查明夹层情况,或由勘察、设计明确可以不考虑夹层情况的换填厚度(夹层太多、太厚时);换填材料应符合相关标准规定;对换填地基要注重施工质量的控制,一般以压实系数控制,应通过压实系数确定压实机械的速度、振动、压实遍数等参数,在施工过程中随时控制。换填完成后,以分层压实系数和静载试验所得的承载力特征值反映换填质量,也可辅以动力触探的方法查明换填质量。应根据各种复合地基的适用范围,选择较为常用的复合地基,以免造成返工等不必要的损失。桩基础应选择便于检查、可靠的类型。对于大直径端承型灌注桩应注意桩与墩的区别。桩长大于6m,桩长与扩大头直径的比值大于3为桩,否则应按墩考虑。另外,勘察、设计规范要求成孔后勘察、设计人员应逐个验孔。桩基础成桩后应检验桩身质量和承载力,应符合《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003及相关标准的规定。施工时应做好基坑开挖、支护、排水、浇筑混凝土(止水带、后浇带留设,大体积砼施工,基坑回填)等工作。
2、地基处理设计程序和处理方法
将局部软弱层或硬物尽可能挖除,回填与天然土压缩性相近的材料,分层夯实;处理后的地基应保证建筑物各部位沉降量趋于一致,以减少地基的不均匀下沉。对于范围和深度较大的软土坑,由于回填材料与天然地基密实度相差较大,会造成基础不均匀下沉,所以还要考虑加强上部结构的强度,以抵抗地基不均匀沉降而引起的内力。在防潮层下设钢筋混凝土或钢筋砖圈梁。
当桩基或部分基槽下有基岩、旧墙基、老灰土、压实路面等硬土或坚硬物时,首先在基坑、地槽范围内尽可能地挖除,以免基础局部落在硬物上造成不均匀沉降使上部建筑物开裂。硬土、硬物挖除后,若深度小于1.5m时,可用砂、砂卵石或灰土回填;若长度大于5m时,则将槽底做1∶2踏步,灰土垫层与两端紧密连接,然后做深基础。
2 民用建筑主体结构的质量措施与施工控制
主体结构质量控制的要点主要有:模板、钢筋、混凝土、砌体以及后锚固与加固五个方面。
1、模板质量措施与施工控制
模板是形成混凝土结构的一道重要工序,也是易造成安全事故和混凝土结构缺陷的一个重要因素。由于劳务社会化、过去缺乏标准约束,模板也是较为失控的一道工序。应从施工准备阶段建设、监理单位就督促施工单位贯彻、执行。应按标准要求进行模板设计,要有可操作性的模板施工及拆除方案(对模板的承载力、刚度、稳定性要有具体措施来保证)。对模板立柱的间距、排距、竖向和水平剪刀撑、斜撑、水平拉杆和扫地杆设置,与结构的连接应符合强制性标准条文规定。如:超高大模板(高8m,或跨度18m,或施工总荷载大于10kN/m2,或集中
线荷载大于15kN/m)高大模板工程除应符合《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008外,还应符合建设部《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》要求。在没有计算依据的情况下,必须保持2层支撑。
2、钢筋强度要求以及工艺检验
《建筑抗震设计规范》GB50011-2001(2008年版)实施后,抗震设防的建筑使用的钢筋应符合抗震性能指标的HRB335E、HRB400E钢筋。在生产、市场尚不能解决的情况下,进场验收应满足全部抗震性能指标要求(屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯、强屈比、屈标比、最大力总伸长率共7项指标)。委托钢筋外加工应注意钢筋原材料的见证取样送检,符合指标要求才能使用,加工过程中注意控制钢筋冷拉伸长率。同样由于劳务社会化的原因,钢筋绑扎的一些关键构造部位,如箍筋加密、附加钢筋、顶层框架梁柱节点等部位,监理单位及施工单位应加强检查,以满足设计图纸及验收规范的要求。
3、混凝土施工工艺的技术指标
预拌混凝土采用泵送施工应按标准要求,布料均匀、振捣密实、滚筒滚压、多次搓平(掌握覆盖塑料布的时间)。对混凝土构件的缺陷处理应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002规定,不应长期放置不处理,或随劳务随拆模随涂抹。出现砖与砂浆间的缝隙。蒸压粉煤灰砖砌体的砌筑质量应进行现场实体检测。现场实体检测应按照《砌体工程现场检测技术标准》GB50315检测砌体抗剪强度。蒸压粉煤灰砖砌体验收前,建设单位应提供现场实体检测报告。为避免大量返工,应尽早进行现场实体检测。
5、后锚固与加固
《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2004和《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006都涉及植筋和锚栓,但两者的要求和检验数量、指标是不同的。前者主要用于非结构构件,后者主要用于结构加固。圆钢应加工成螺杆后再进行植筋。两者都要求先行设计(如钢筋拉断的分项系数),再行施工。结构加固应先行鉴定。鉴定应选择有资质的专业单位进行,根据不同情况选择可靠性鉴定、危险房屋鉴定、建筑抗震鉴定等相应的标准,鉴定应有结论和建议。(结论较为笼统,A~D级;标准规定应有建议,有了建议也便于下步处理)。
关键词:铁路路基;软土地基;施工技术
一、引言
铁路工程施工中将强度低、压缩性高的软弱土层视为软土,如:软粘性土、淤泥质土、淤泥等,其工程特性主要有如下几点:孔隙比大、天然含水量高、灵敏度高、抗剪强度低、透水性差、压缩性高、流变性显著等。软土路基施工中常出现的两大类问题[1]分别为:(1)稳定与强度问题,指的是当路基的抗剪强度不能满足路堤及路面外荷载作用时,便会产生局部或整体剪切破坏,以至于造成路堤塌方、失稳及桥台破坏等危害。(2)沉降及变形问题,指的是当路基不能承受上部荷载或者外部荷载时,便会使得路基本身产生过大的沉降变形,以至于直接影响铁路的正常使用。鉴于上述问题,在对软土路基进行设计与施工处理时,首先应该对该地区的软土路基进行详细的研究调查,以便能完全掌握该地区软土的各种性质以及土层的相关特征,在施工过程中能采取相应的地基处理措施,保证软土路基在施工期间的稳定性和控制高速铁路运营后的地基沉降。
二、铁路路基施工技术的简介
铁路软土地基处理技术的选择原则应遵循满足轨道变形控制的要求,尽量降低投资,符合工期要求的原则,以下就现阶段铁路路基地基处理的几种常用施工技术进行介绍。
(一)粉喷桩施工技术。(1)粉喷桩施工技术的优点。 现场施工中,常采用粉喷桩技术和排水固结法[2]处理铁路软土路基,但粉喷桩施工技术的应用更为广泛。原因在于该方法相比排水固结法而言有如下优点: 1)能在很大程度上减少加固范围内的地基沉降量; 2)能减少加固区域侧向位移; 3)能更好的提高地基土自身的承载力,允许较高的填土速率; 4)由于是利用钻头搅拌钻孔成桩,所以对周边建筑物的扰动较小,不会影响周边居民的正常生活,具有良好的社会效益。
(2)粉喷桩施工工艺。粉喷桩施工技术的工作原理为:1)当喷粉搅拌钻机进入软土地基时,会对周边的软土地基进行切割搅拌;2)在搅拌的过程中,周边的空气会被逐渐压缩,此时钻头中粉体固化剂便会被喷射到软土地基中;3)钻头处于工作状态时,其上的叶片会切割周边的软土地基,以便让软土与固化剂能充分的搅拌混合;(4)当固化剂与软土达到胶结硬化状态时,便会在软土地基中形成一定直径的粉喷桩体,此时的桩体与桩间土会形成复合地基,共同承担外部荷载。
粉喷桩处理技术的一般施工工艺如下所示:(1)根据设计方案对桩身进行定位,保证桩的垂直度,当钻头接近地基时,地面时,启动空压机送气。(2)根据实际工程情况,调整钻机速度,当钻头达到设计要求的高度时,应立即关闭送气阀门,并进行喷送固化剂操作。(3)当粉体固化剂达到桩底时,便可提升搅拌钻头,当钻头达到设计桩顶标高时, 便可停止喷粉。(4)根据上述工艺进行二次搅拌。
(3)施工过程中的注意事项。为了确保施工的质量,则需要注意如下几方面:1)为了保证粉喷桩的长度满足设计要求,则需要控制下钻的深度以及喷粉的高程。2)在选用粉喷机时,应该选用具有粉体计量装置的机器,以便在施工过程中能时刻检测到粉体的含量情况。3)考虑到作业的对象是软土地基,则需要定期对桩的直径进行检测,同时还应该检查搅拌的均匀程度,相关规范规定直径磨耗量不得大于2cm。4)喷粉机应该在钻头提升至地面以下0.5m时停止喷粉。5)在施工过程中,往往会因为某种原因导致停止喷粉,当在进行二次喷粉接桩时应该保证喷粉重叠长度不得小于1m。6)在施工过程中,应该保证泵送水泥的连续性。
(二)高压喷射注浆法。高压喷射注浆法也是软土地基处理的常用方法之一,其主要工作原理如下:(1)在钻孔的作用下,将喷嘴式注浆管通人软土地基中,达到设计要求的深度时停止钻入;(2)喷出注浆管中的液体,在高压下对软土土层进行冲切;(3)在液体喷出过程中,需要保证注浆管以固定的速度进行螺旋式上升,以便使得浆液能形成圆柱体,该圆柱体不仅能提高路基的承载能力,还能在一定程度上防止大面积的沉降。
(三)冻结技术。利用冻结技术进行软土地基处理时,其主要的操作流程如下所示:首先对液态或者进行相应的膨胀操作,在实际施工过程中也可以利用制冷的装置连接密闭液压装置,以便能让冷却状态下的液体能在装置内流动;然后对软土地基进行冷冻和定型处理,以保证被处理过的软土强度得到大面积的提升。
(四)CFG桩技术。实际工程中,CFG桩技术之所以能被广泛运用于铁路软土地基处理,原因在于其施工后沉降值小于15mm,能很好的满足高速铁路路基设计规范中对无砟轨道路基工后沉降的要求。
CFG桩技术施工工艺有如下几方面的优点: (1)由于施工过程中噪音低,所以对周边居民的正常生活影响较低,且无泥浆污染;(2)在成孔制桩环节,不会产生额外的振动,所以在打新桩时对现有的桩产生的影响小; (3)实际工程中,软土地基下方可能是较硬的硬土层,而CFG桩技术的穿透力强,所以能打穿硬土层; (4)最重要的一点就是现场施工效率高。
三、铁路路基施工相关措施的选择
以下就铁路路基施工中最常用的两种措施进行分析:
(一)置换填土。在实际施工中,当软土地基的厚度小于2m且路堤的高度较低时,可以选择置换填土法进行处理。具体的施工流程如下:(1)先将泥炭、软土挖除,根据施工现场的实际情况,可以选择全部或者部分挖除;(2)采用渗水性能好的材料,按照铁路规范的相关设计要求进行分层填筑,实际工程中常用的几种填筑材料有砂、砾、卵石以及片石等,这些材料属于渗水性材料或强度较高的粘性土。
(二)砂垫层。在现场施工中,要采用该种方法则需要满足如下几方面的要求: (1)施工工期较长; (2)路堤高度在极限高度的2倍以内; (3)周边的有充足的砂资源;(4)软土地基表层无隔水层的情况等。
施工过程中需要根据路堤高度和软土层厚度及压缩性等来确定砂垫层的厚度,且在施工中,需要对砂(砾)进行适当的洒水,以便能达到分层压实的设计要求。在进行填筑路基环节时,应合理控制填筑的速度,规范中要求的速度应该满足加荷的速率与地基承载力增加的速率相适应,这样才能保证地基在路堤填筑过程中不会发生破坏。
结语:软土地基对修筑铁路有着极大的危害性,其不仅能造成地基的失稳,严重的还会使构造物产生不均匀沉降,当沉降达到一定量便会造成不可估量的损失。本文以上介绍了几种常用的软土地基处理技术以及措施,但是具体的施工方法还是需要根据施工现场的实际情况而定,当遇到的问题较为复杂时,可以同时采用几种方法进行处理,以便满足相应的规范要求。
参考文献:
[1] 万德臣.路基路面工程[M].北京:高等教育出版社,2005.
[2] 吕芳.水泥粉喷桩处理软土路基方法探讨[J].山西建筑,2007,33(14).
【关键词】不良地基;异常地基;地基处理;施工工艺。
1.地基的定义与不良地基的种类
1.1地基的定义及种类
地基是指建筑物下面支承基础的土体或岩体。作为建筑地基的土层分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。地基有天然地基和人工地基两类。
1.2不良地基的种类
地基土的优劣直接关系着地基处理方式的选择及地基施工,不良地基土的种类较多,主要有杂填土、软黏土、冲填土、饱和松散的砂土、湿陷性黄土、膨胀土、红黏土、季节性冻土、含有机制土、泥炭土以及山区地基土等。
2.不良地基土质分类
2.1膨胀土地基
膨胀土是由亲水性强的粘土矿物成分组成的,具有吸水膨胀,失水收缩的性能,主要分布在我国中南、西南地区。尽量采用对地基变形不敏感的结构形式,选用适宜的基础形式,加大基础埋深,加大基础底面压力。最后,还可以采用地基处理方式减小或消除地基胀缩对建筑物的危害等等。
2.2软土地基
软弱土地基指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂质土或高压缩性土层构成的地基,也称软弱地基。软土地基处理方法有:机械压实法、强夯法、换土垫层法、预压固结法、挤密法、振冲法、化学加固法等。
2.3多年冻土
冻土是指温度摄氏零度以下且含有冰的土。冻土可分为多年冻土和季节性冻土。多年冻土主要分布在东北大、小兴安岭,青藏高原以及西部高山区,冻深在2.0m以上,有的可达几十米。季节冻土主要分布于东北、华北和西北地区,其冻结深度随
气候条件而不同,一般为0.5~2.0m。
2.4岩溶与土洞
地表岩溶有溶槽、石芽、漏斗等,造成基岩面起伏较大,并且在凹面处往往有软土层分布,因而使地基不均匀。在地基主要受力层范围内有溶洞或土洞等洞穴,当施加附加荷载或振动荷载后,洞顶坍塌,使地基突然下沉。对洞穴顶板稳定性评价可根据洞穴空间是否填满而定。
2.5斜坡岩土体移动情况
在山区建筑中,建筑物经常选在斜坡上或斜坡顶、或斜坡脚或邻近斜坡地区,斜坡的稳定性将会影响建物的地基稳定。斜坡的稳定性是基础选址的关键。工程地质工作应予对斜坡的稳定性做出评价。
2.5.1粘性土类斜坡
粘性土类斜坡的稳定性,主要决定于粘性土的性质,包括密度、抗剪强度、地下水及地表水的活动。还决定于软弱夹层的分布。当有裂隙存在时,裂隙的分布规律和发育程度,对斜坡稳定也有影响。
2.5.2碎石类斜坡
碎石类斜坡稳定性取决于碎石粒径的大小和形状,胶结情况和密实程度。在山区碎石类土一般均含有粘性土或粘性土夹层,其稳定性主要取决于粘性土的性质与地下水活动情况。
当粘性土或碎石类土与基岩接触构成斜坡时,其稳定性取决于接触面的形状、坡度的大小、地下水在接触面的活动以及基岩面的风化情况。
2.5.3岩石类斜坡
其稳定性主要取决于:结构面的性质及其空间的组合;结构体的性质及其立体形式。
3.不良地基土的处理方法及施工工艺
3.1换土垫层法
当建筑物基础下的持力层比较软弱,不能满足上部荷载对地基的要求时,常采用换土回填法来处理。施工时先将基础以下一定深度、宽度范围内的软土层挖去,然后回填强度较大的砂、石或灰土等,并夯至密实。换土回填按其材料分为砂地基、砂石地基、灰土地基等。换土垫层法可提高持力层的承载力,减少沉降量;常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。
3.2振密、挤密法
该方法主要是借助于机械、夯锤等,使土的空隙减少,提高其承载力,减少沉降量。
3.3高压旋喷法
以高压力使混凝土浆喷出,直接切割破坏土体的同时与土拌和并起部分置换作用。凝固后成为拌和桩体,这种桩体与地基一起形成复合地基。也可以用这种方法形成挡土结构或防渗结构。
4.结束语
地基处理是指为提高地基土的承载力或改变其变形性质或渗透性质而采取的人工方法。采用科学合理地基处理方法,有充分发挥原地基土承载力,就地取材,施工工艺简单,施工速度快,地基处理费用低的特点。中国地域广阔,地质条件变化大,差异显著,建筑工程量大,施工周期长,经济欠发达,设计可靠度低,如使用大量桩基础工程,必然造成施工工期延长,施工费用加大,也造成工程费用的浪费,这是国情和财力所不允许的。因此,低廉、快速的地基处理施工技术非常适合中国国情。
参 考 文 献
《岩土工程勘察规范》(GB50021-2009);
《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002);
《高层建筑岩土工程勘察规范》(JGJ72-2004);
《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008);
《建筑地基处理技术规程》(JGJ79-2002);
《建筑地基基础设计规范》(辽宁省地方标准DB21/907-2005);
《工程地质手册》(第四版);
关键词:市政工程;软土路基;处理方法
中图分类号:TB
文献标识码:A
文章编号:16723198(2015)17021701
通过对软土地基基本特性进行了解分析,在进行施工过程中,其工程量主要流程为换填土、夯实、深层搅拌桩、喷粉桩、塑料排水板以及碎石桩和加筋等工作方式,需要对软土地基研究处理,若施工方式不当、或者是施工方式选用不合理,未按基本规范和操作流程进行施工,会导致施工出现严重质量问题。下列为具体情况说明。
1软土地基对城市道路的影响
在进行城市道路建设时,固结时间长、变形效果大、抗压强度低等情况则是软土地基的基本特征,对软土地基上进行道路修筑,出现最突出情况则是稳定和沉降变形。软土地基对道路最重要的影响,则是其含水量不能够达到规范压实要求以及其他标准技术规定。
2软弱地基的处理方法
2.1换填土法
在进行浅层地基处理的基本方式为换土加固,换填土法的原理为地基持力层所受承载力与形变强度其中任何一个未能满足基本的设计要求,并且软土层的厚度不大,通常会选用将具有一定厚度的弱土层去除,然后进行分层换填方式,从而达到强度比较大的砂和其它性能相对稳定、未具有侵蚀性的建筑材料,并且需要将其压实至规范要求的密实程度为宜,通常用在公路结构建筑物中的软土地基处理。在进行垫层压实施工工作,其中包括重锤夯实、机械碾压、平板振动,上述的施工方案不仅能够将回填土进行分层回收处理,又能够使地基表层土得到加固。根据应力分布规律定义,在处理土中力的大小时,为了能够使垫层上部承受较大的应力,软土垫层则承受应力较小,从而能够使设计值满足地基的基本要求,这就是换填土法在加固过程中产生的基本原理。
2.2夯实法
夯实地基分重锤夯实地基和强夯夯实地基。
(1)夯实法中包括重锤夯实,其工作原理就是用起重机械将特制的重锤,提升到规定的高度,让重锤做自由落体运动产生下落动作,并且重复夯击,从而使地基土受到力的作用得到压实加固,从根本上使地面达到承载力的设计值。这是浅层地基处理方式其中的一种,这种方式通常用在地下水位之上,潮湿的砂土、粘性土、湿陷性黄土以及杂填土和分层填土地基进行加固处理。在进行施工前,首先要对建筑地段附近的土层进行试夯处理,确定使用的夯锤底面直径大小、夯锤的自重和自由下落的间距,能够在以最后下沉量和相应的最少夯击遍数和总下沉量得到准确数据。
(2)通常选用自重大于8吨的大吨位夯锤,起吊高度至大于61TJ,强夯地基是使用起重机械将夯锤做自由落体运动,从根本上能够加强对土体的夯实,使地基强度有效提高、地基的压缩性降低。根据施工现场的实际情况,选择回填土的种类为:砂质土、砾石、砂土、粘性土及碎石、粘土等类型。在施工之前,要进行各点的试夯确定:得出各夯点相互联系的数据;各夯点是否能够达到要求效果次数;测试各夯点受到压缩出现变形的扩散角;每夯一遍都将孔隙水压力消散完所需要的间歇时间。由于土层的种类不同,其设计基本要求也不同,通常会选择连夯或间夯合理的操作方法。采用填砂石垫层用在常出现翻浆的饱和粘性土上,铺设在夯点下面,有利于将孔隙内的水压完全消散,通常施工人员会选择一次铺成或者是分层铺填。在干旱季节进行强夯施工是最好的时期,对于雨季出现的场地积水情况,要及时的采取防护措施,避免出现土质变软,造成挤出情况,使强夯效果大大降低。
2.3深层搅拌桩
采用粉体喷射搅拌机械,经过钻成孔后,利用外界的空气压缩设备,使水泥粉等一些固体材料以雾状喷入,在加固的软土中,通过进行原位搅拌、压缩并且将其中的水分充分吸收,会出现相应的物理化学反应,软土出现硬结现象,水稳定性能好、整体性强、桩体强度较高,其特点主要是使强度形成速度快、所用时间少、地基下沉幅度小。从根本上提高路基强度,形成与桩间同形成复合地基,成为喷粉桩。
(1)土质:通常在进行施工现场处理时,常选用粉土作为喷粉桩的回填土,并且在其中添加固化剂,从而使粉土无论在质量还是强度方面都优于淤泥质土和粘性土的特性,当选用的土粒相对较粗的时候,则其强度效果增强的明显,使土质增强效果更好的方法就是选择纯净的原位土进行回填,因为有机物在软土层中的含量多,则使增强效果变差,综合上述情况进行分析,土层中有粉土、粉砂土、砂土等作为软地基,则不宜含有树根等有机物作为人工填土。
(2)含水量:在对软土层中、特别是其中包含粘土层,都存在着一个最佳科学含水率,天然土中最佳固化剂掺入比与含水量值都是一一对应的,如果结果超出规范规定数值,则效果增强的不明显。
(3)固化剂掺入比:根据施工现场的实际情况,在对固化剂掺入量和固化料进行配比,按照当地的含水量、类别、加固地基土质情况、原位土和复合地基承载
力以及规范设计要求桩体承受的强度等级等条件有重
要的联系。通过试验资料显示说明:当固化料强度等级越高,说明单桩强度固定,掺入量相对少;当土质纯净时,说明原位土颗粒相对较粗,掺入量少;掺入量越少,土层中的含水量就越小;按照配合比规定,掺入量少,则原位承载能力就会越大。
3施工质量控制措施探讨
(1)根据施工现场的实际情况,按照每米喷粉量桩身控制要配备准确的装置记录器,在施工中进行数据测量与记录时,仪器中任何按钮都不得进行人为的设定和参数修改,就是在使用仪器的深度,以及时间,产生的喷粉重量,施工时的桩号编号,再次搅拌的深度和次数等基本情况说明,从根本上能够减少在施工时出现违反操作的行为。
(2)对施工进度计划以及施工技术工艺的基本流程进行严格的检查。根据施工工程实际情况,现场检查人员对施工组织设计要进行仔细的检查,主要是将施工顺序以及施工工艺进行基本的研究;确保施工组织设计基本体系完善;施工方式是提高工程建设质量的基本保障。
(3)根据机械设备在进入施工现场的数量、性能、型号及其基本的可靠性要按照规范要求进行严格的检查,其主要能够对粉体计量装置进行检查,并且从根本上满足工程进度的施工需要。
(4)对现场实际情况进行严格的测量,其中含有施工中钻机下钻的深度、以及喷粉面和停灰面等数据的标高值,加固的深度及桩长得到保障。
(5)按照相关的法律法规以及技术规范情况表明,根据科学的施工组织设计及严谨的规范流程进行施工,并且对桩体长度、直径以及深度和喷粉量按照技术规范要求进行加固处理。
4结束语
当施工进度受到时间限制的时候,现场施工人员通常会选用粉喷桩处理以及与其他处理措施相结合的复合处理方式对软地基进行施工;施工时间允许的条件下,软土地基产生的危害性,若未进行及时处理或者处理不得当,会导致地基失稳,道路出现沉降不均匀,幅度大小不一,会对道路产生不同程度的危害,通常施工人员会选择塑料排水板,和超载预压处理的软土地基,因为超载预压对软土地基的超压作用,在施工完成后沉降效果通常会比选用粉喷桩处理的软土地基效果好。
在进行施工过程中,通常根据不同土质情况则选用不同的的软土地基,由于各类软土地基在处理方式中原理不同,需要根据土质类型,地基、道路、以及施工条件和基本建设费用进行合理选择,并且选择科学合理的建筑方式,从而获得理想的建设效果,也可以根据实际情况选用复合处理法,并且尽可能展现各方式的优势,从根本上达到最好的建设效果。
参考文献
[1]许文斌,丁跃,袁和旭.钉形水泥土双向搅拌桩在某工程软基处理中的设计应用[J].工程与建设,2014,(1):9698.
罐基础设计的合理与否直接影响到储罐是否能安全,正常的工作,从事故发生的原因来看一般反应在以下几个方面。
基础的选型是设计是否能达到安全、经济、合理的关键,基础的选型应根据储罐的形式、容积、储存的介质,地质条件、业主所能提供的材料情况以及当地的施工技术条件。
1,当储罐直径小于等于6米时,可采用整板基础,采用此基础的优点是基础整体性好,沉降均匀,由于没有了环墙内夯土,所以施工进度快且质量易得到保证,缺点是混凝土和钢筋用量较大,施工时要采取减小大体积混凝土带来不利影响的措施
2,当储罐直径大于6米时可采用环墙基础,外环墙式和护坡式基础,优点是混凝土和钢筋用量较省,缺点是由于储罐底部夯土较深,施工时间较长且需采取冲水试压等措施,基础沉降量大,环墙的宽度必须和地基以及罐底压强相协调,否则会照成环墙和罐底沉降差过大,以致罐底钢板拉裂或顶破。
3,存储低温介质的钢储罐基础必须采用深基础,其罐底做架空板,板底与地面留有空隙(约800mm)以防止罐内低温介质作用于土壤,形成冻土。
4,存储高温介质钢储罐要根据介质温度的不同采用不同的隔热措施,当介质温度高于95度时,与罐底接触的罐基础表面应采取隔热措施,一般可采用平铺三层浸渍沥青砖,罐底面和砖顶面应刷冷底子油两遍。
5,存储剧毒,酸,碱腐蚀介质的钢储罐应做成实体架空基础(自地面300mm以下做成整板基础,其上部做架空基础),目的是若罐内介质泄露,介质会顺着架空基础的槽内流出,容易被及时发现,且介质不会流入土壤中,对其产生腐蚀,影响地基承载力。
钢储罐基础应设置沉降观测点,具体要求详见《石油化工企业钢储罐地基与基础设计规范》SHT3068-2007.在基础施工完成后要进行充水试压,目的是对基础及储罐进行检测,同时对地基进行预压,充水预压时要注意控制充水速度及预压时间,以免认为的对基础和罐体照成破坏。
基础可以根据具体的地基情况而比较常见的采用环墙基础、筏板基础、桩基础和地基处理,地基处理在钢储罐基础设计中是经常遇见的,下面介绍一个工程实例:
该工程位于南京市六合区,由于以前为丘陵地域,所以场地高低起伏较大,经厂区平整后有些地区不可避免的有较厚的素、杂填土,具体场地土层分布情况如下:
①层杂填土:灰色,黄灰色,稍湿,表层夹较多植物根茎,局部含少量砼块、石子等,主要成份为粘性土,为近期人类活动填积形成,性质极不均匀。该层最大厚度6.30~10.80m,平均8.11m。
②-1层粉质粘土:灰黄色,黄色,稍湿,可塑状态,含少量铁锰质浸斑及灰白色粘土条带,中等偏高压缩性,无摇振反应,切面光滑,稍有光泽,干强度中等,韧性较高。该层厚度9.30~13.90m,平均11.55m;层顶标高5.19~11.09m,平均9.20m,层顶埋深6.30~10.80m,平均8.11m。
②-2层粉质粘土:黄色,黄褐色,暗紫色,湿,可~硬塑,含铁锰质结核,局部夹砂粒,中等压缩性,无摇振反应,切面光滑,稍有光泽,干强度高,韧性较高。该层厚度1.60~11.00m,平均5.79m;层顶标高-4.71~0.05m,平均-2.35m,层顶埋深16.80~21.20m,平均19.66m。
③-1层强风化粉砂质泥岩,棕红色,暗红色,密实,局部夹薄层卵石,母岩风化强烈,原有组织结构大部分已被破坏,矿物成份已发生明显变化,风化裂隙发育,岩芯呈砂土状,手捏易碎,水冲易散,干钻很难钻进。该层厚度1.20~4.80m,平均2.16m;层顶标高-15.27~-2.06m,平均-8.13m,层顶埋深19.20~31.00m,平均25.45m。
③-2层中风化粉砂质泥岩,棕灰色,棕色,致密,原有组织结构部分已被破坏,矿物成份已部分发生部分变化,岩芯较完整,呈长柱状,岩芯钻方可钻进,锤击易碎,岩体基本质量等级为V级。该层未钻穿,最大控制深度5.80m;层顶标高-16.47~-6.15m,平均-10.29m;层顶埋深23.30~32.20m,平均27.61m。
根据分析①层杂填土不可作为基础持力层,因此浅基础不适用于该工程,该层土层厚度为6.30~10.80m,平均8.11m,所以亦不适用于桩基础,决定采用砂石桩法对地基进行处理以②-1层粉质粘土,地基承载力特征值220Kpa为持力层,具体计算过程如下:
一、设计资料
1.1地基处理方法:砂石桩法
1.2基础参数:
基础类型:矩形基础
基础长度L:28.00m
基础宽度B:28.00m
褥垫层厚度:300mm
基础覆土容重:20.00kN/m3
1.3荷载效应组合:
标准组合轴力Fk:56000.00kN
标准组合弯矩Mx:630.00kN•m
标准组合弯矩My:63.00kN•m
准永久组合轴力Fk:56000.00kN
1.4桩参数:
布桩形式:矩形
X向间距:0.80m,Y向间距:0.80m
桩长l:10.00m,桩径d:300mm
桩体承载力特征值:200.00kPa
桩土应力比:2.50
1.5地基变形计算参数:
自动确定地基变形计算深度
自动确定地基变形经验系数
1.6复合地基计算公式:《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2002 J220-2002)式(7.2.8-1)
fspk = m fpk + (1- m)fsk
1.7地基处理设计依据
《建筑地基处理技术规范》
(JGJ 79-2002 J220-2002)
《建筑地基基础设计规范》
(GB 50007-2002)
1.8土层参数
天然地面标高:0.00m
水位标高:-8.00m
桩顶标高:-5.00m
土层参数表格
层号 土层名称 厚度
m 容重
kN/m3 压缩模量
MPa 承载力
kPa d 桩侧阻力kPa 桩端阻力kPa
1 粉质粘土 8.00 18.00 20.00 100.00 1.00 20.00 1000.00
2 粉质粘土 30.00 18.00 20.00 220.00 1.00 20.00 1000.00
注:表中承载力指天然地基承载力特征值
桩侧阻力指桩侧阻力特征值(kPa)、桩端阻力指桩端阻力特征值(kPa)
桩在土层中的相对位置
土层 计算厚度(m) 容重
kN/m3 压缩模量
MPa
1 3.00 18.00 20.00
2 7.00 18.00 20.00
二、复合地基承载力计算
2.1桩体承载力特征值
桩体承载力特征值 fpk= 200.00 kPa
2.2面积置换率计算
由"建筑地基处理技术规范"式7.2.8-2m = d2de2 计算
d--桩身平均直径,d=0.30m
de-- 一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径
de=1.13s1s2=1.13×0.80×0.80=0.90m
s1、s2--桩X向间距、Y向间距,s1=0.80m、s2=0.80m
m =d2de2 = 0.3020.902 =11.01
2.3复合地基承载力计算
《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2002 J220-2002)式(7.2.8-1)
fspk = mfpk + (1- m)fsk
fspk--砂石桩复合地基承载力特征值(kPa)
fpk--桩体承载力特征值,fpk=200.00kPa
fsk--处理后桩间土承载力特征值(kPa),取天然地基承载力特征值,fsk=100.00kPa
m--面积置换率,m=11.01
fspk= 0.1101200.00+(1-0.1101)100.00 = 111.01kPa
经砂石桩处理后的地基,当考虑基础宽度和深度对地基承载力特征值进行修正时,一般宽度不作修正,即基础宽度的地基承载力修正系数取零,基础深度的地基承载力修正系数取1.0。经深度修正后砂石桩复合地基承载力特征值fa为
fa = fspk+0(d-0.50)
上式中 0为基底标高以上天然土层的加权平均重度,其中地下水位下的重度取浮重度
0= ∑ihi∑hi = 18.00×5.005.00 = 18.00kN/m3
基础埋深,d=5.00m
fa = 111.01+18.00×(5.00-0.50)=192.01kPa
轴心荷载作用时
Gk = GAd = 20.00 × 28.00 × 28.00 × 5.00 = 78400.00 kN
pk = Fk+GkA = 56000.00+78400.00784.00 = 171.43kPa pkfa,满足要求
偏心荷载作用时
pkmin = Fk+GkA - MkyWy - MkxWx = 56000.00+78400.00784.00 - 63.003658.67 - 630.003658.67= 171.24kPa pkmin> 0,满足要求
pkmax = Fk+GkA + MkyWy + MkxWx = 56000.00+78400.00784.00 + 63.003658.67+ 630.003658.67= 171.62kPa pkmax1.2fa,满足要求
三、变形计算
3.1计算基础底面的附加压力
荷载效应准永久组合时基础底面平均压力为:
Gk = GAd = 20.00 × 28.00 × 28.00 × 5.00 = 78400.00 kN
pk = F+GkA = 56000.00+78400.00784.00 = 171.43kPa
基础底面自重压力为:
pc= 0d=18.005.00=90.00kPa
基础底面的附加压力为:
p0=pk-pc=171.43 - 90.00 = 81.43kPa
3.2确定z
按《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)表5.3.6:
由b=28.00 得z=1.00
3.3确定沉降计算深度
沉降计算深度按"地基规范"式5.3.6由程序自动确定
zn = 25.00 m
3.4计算复合土层的压缩模量换算系数换算系数
复合土层的分层与天然地基相同,各复合土层的压缩模量按《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2002 J220-2002)式(7.2.9)确定
Esp = [1 + m(n - 1)]Es
令 = 1 + m(n - 1),即复合土层的压缩模量换算系数 = 1 + 0.1101×(2.50 -1) = 1.165
3.5计算分层沉降量
根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)表 K.0.1-2可得到平均附加应力系数,计算的分层沉降值见下表:
《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)的分层总和法沉降计算表
z(m) l1/b1 z/b1 z zii - zi-1i-1 Esi(MPa) si = p0(zii - zi-1i-1)/Esi ∑si(mm)
0 1.00 0 4×0.25=1.00 0
3.00 1.00 0.21 4×0.2496=0.9982 2.9947 2.9947 23.30 10.46 10.464
10.00 1.00 0.71 4×0.2382=0.9528 9.5277 6.5330 23.30 22.83 33.292
24.00 1.00 1.71 4×0.1882=0.7527 18.0650 8.5373 20.00 34.76 68.051
25.00 1.00 1.79 4×0.1847=0.7387 18.4672 0.4022 20.00 1.64 69.688
上表中l1 = L/2 = 14.00m, b1 = B/2 = 14.00m
z = 25.00m范围内的计算沉降量∑s = 69.69 mm, z = 24.00m至25.00m(z为1.00m), 土层计算沉降量s'n = 1.64 mm ≤ 0.025∑s'i = 0.025 × 69.69 = 1.74 mm,满足要求。
3.5确定沉降计算经验系数s
由沉降计算深度范围内压缩模量的当量值Es可从《建筑地基处理技术规范》表9.2.8查得Es = ∑Ai∑AiEsi
Ai = p0(zii - zi-1i-1)
式中Ai为第i层土附加应力系数沿土层厚度的积分值∑Ai = p0 × 18.47 = 18.47p0
∑AiEsi = p0 × (2.99523.30 + 6.53323.30 + 8.53720.00 + 0.40220.00 )
= p0 × (0.13 + 0.28 + 0.43 + 0.02)
= 0.86p0
Es = 18.47p00.86p0 = 21.58 MPa
查《建筑地基处理技术规范》表9.2.8得s = 0.200
3.6最终的沉降量
s = ss' = s∑s'n = 0.200 × 69.69 = 13.94 mm
四、下卧土层承载力验算
基础底面的附加压力
基础底面平均压力为:
pk= 171.43kPa
基础底面自重压力为:
pc= 0d=18.005.00=90.00kPa
基础底面的附加压力为:
p0=pk-pc=171.43 - 90.00 = 81.43kPa
第2层土承载力验算:
(1)计算基底下10.00m处的附加压力
a = 28.00/2 = 14.00, b = 28.00/2 = 14.00, ab = 14.0014.00 = 1.00, zb = 10.0014.00 = 0.71, 由《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)表 K.0.1-1可得附加应力系数, = 0.210
pz = 4p0 = 4×0.210×81.43 = 68.47 kPa
(2)计算基底下10.00m处的自重压力
pcz = 0d
上式中 0为自天然地面以下深度15.00m范围内天然土层的加权平均重度,其中地下水位下的重度取浮重度
0= ∑ihi∑hi = 18.00×8.00+8.00×7.008.00+7.00 = 13.33kN/m3
pcz = 13.3315.00 = 200.00 kPa
(3)计算基底下10.00m处的经深度修正后地基承载力特征值
fa = fak + d0(d-0.50)
= 220.00 + 1.0013.33(15.00-0.50)
= 413.33 kPa
pz+pcz = 68.47 + 200.00 = 268.47 kPa fa = 413.33 kPa
第2层土承载力满足要求
五、施工技术要求及质量检验
5.1施工工艺
1、砂石桩施工可采用振动沉管、锤击沉管或冲击成孔等成桩法。当用于消除粉细砂及粉土液化时,宜用振动沉管成桩法。
2、施工前应进行成桩工艺和成桩挤密试验。当成桩质量不能满足设计要求时,应在调整设计与施工有关参数后,重新进行试验或改变设计。
3、振动沉管成桩法施工应根据沉管和挤密情况,控制填砂石量、提升高度和速度、挤压次数和时间、电机的工作电流等。
4、施工中应选用能顺利出料和有效挤压桩孔内砂石料的桩尖结构。当采用活瓣桩靴时,对砂土和粉土地基宜选用尖锥型;对粘性土地基宜选用平底型;一次性桩尖可采用混凝土锥形桩尖。
5、锤击沉管成桩法施工可采用单管法或双管法。锤击法挤密应根据锤击能量,控制分段的填砂石量和成桩的长度。
6、砂石桩的施工顺序,对砂土地基宜从或两侧向中间进行,对粘性土地基宜从中间向或隔排施工;在既有建(构)筑物邻近施工时,应背离建(构)筑物方向进行。
7、施工时桩位水平偏差不应大于0.3倍套管外径;套管垂直度偏差不应大于1%。
8、砂石桩施工后,应将基底标高下的松散层挖除或夯压密实,随后铺设并压实砂石垫层。
5.2施工质量检验
1、应在施工期间及施工结束后,检查砂石桩的施工记录。对沉管法,尚应检查套管往复挤压振动次数与时间、套管升降幅度和速度、每次填砂石料量等项施工记录。
2、施工后应间隔一定时间方可进行质量检验。对饱和粘性土地基应待孔隙水压力消散后进行,间隔时间不宜少于28d;对粉土、砂土和杂填土地基,不宜少于7d。
3、砂石桩的施工质量检验可采用单桩载荷试验,对桩体可采用动力触探试验检测,对桩间土可采用标准贯入、静力触探、动力触探或其他原位测试等方法进行检测。桩间土质量的检测位置应在等边三角形或正方形的中心。检测数量不应少于桩孔总数的2%。
4、砂石桩地基竣工验收时,承载力检验应采用复合地基载荷试验。
【关键词】软弱基础;围垦;施工技术
1、工程概况
某围垦工程围区海堤总长为6527m,围区面积为1367hm2,海堤堤基主要由海相沉积的软土地层和冲滩海相沉积的硬土层共同组成,软土地层主要由淤泥或淤泥质粉质粘土构成,而硬土层主要由粉质粘土地、粉土、粘土构成。实践可知,软土层由于具有含水量高、压缩性强、灵敏度大等特点,是工程应用中边坡稳定和堤坝压缩变形需要严格进行质量监督的控制层;而硬土层是分布在软土层以下的土层,其含水量为中等,压缩性、可塑性、力学稳定性均比软土层高。因此,软土层的加固处理是本工程地基处理过程中的重点和难点。
2、软土地基处理方法选择
由于该工程的海堤堤基全程范围内大多为新近淤积土层,其淤泥厚度平均达5.1m,最厚高达9.4m.由于新近淤积土层综合性能稳定性较差,加大了整个筑堤的施工难度,若在施工过程中不采取有针对性的合理加载控制措施,很容易造成施工期发生失稳现象,为工程安全高效施工埋下巨大安全隐患;同时受提前交付的影响,本围垦造地工程整体施工进度紧,施工强度高,这就给海堤地基处理提出了更高要求。为此,在施工前必须结合地质情况,采取实际可行的软土地基加固处理方案及相关加载控制措施,保障工程安全稳定的高效施工。
2.1考虑因素
2.1.1海堤工程安全 围垦工程的主要目的是围海造地,其工程的关键项目是修建具有防汛功能的围海大堤。若采取的技术措施不当将对海堤带来巨大安全隐患。因此,在制定软土地基处理方案时,海堤安全是制定其他任何处理方案的基础,是整个工程具有高效质量水平的重要保障条件。
2.1.2地基处理效果 围垦工程中的海堤是在软土土质的海滩上修建较高的防汛挡水坝,堤坝如此大的荷载直接或间接作用在地基软土层中的附加应力相当大,而且整个衰减过程比较缓慢,需要的压缩厚度较大,故浅层的地基加固对减少海堤由于自重导致沉降的作用效果十分有限。因此。制定处理方案时,必须考虑其所能达到的效果满足相关规范要求。
2.1.3施工时间 围垦工程由于涉及防汛问题,时间要求严格,时间性强。若地基处理方案采取不当,将导致工程施工不能在汛前完成计划的施工项目,其在强大的海潮等冲击破坏力作用下,必然会产生严重后果。
2.1.4工程总体造价控制 在制定地基处理方案时,除了要满足工程施工安全、省时、有效性等功能需求外,同时还要充分考虑工程总体造价控制,良好的社会经济效益是工程建设过程中各企业追求的整体目标。因此,所制定的海堤地基处理方案中必须满足安全、省时、有效、快捷、经济实惠等要求。
2.2处理方法
2.2.1换填
换填软土地基处理方法是利用土质性能较好的土体将具有软弱性能的土体置换掉。在围垦工程中,由于滩涂的淤泥面较宽,淤泥量较大,要进行大面积的淤泥置换,不仅整个施工难度较大、成本较高,而且还违背滩涂软基处理促淤的目的。
2.2.2打桩注浆加固手段
打桩注浆软土地基加固手段是通过打桩、注浆等技术手段对海堤软土地基进行加固处理,通过重构地基的内部力学结构分布、提高其承载力和压缩模量。压密注浆或水泥土搅拌等软土地基加固方法对浅层地基处理较为有效,而对软土层较厚的淤泥土处理效果较差,同时打桩加固手段虽然对深层地基有很好的加固作用,但由于桩体原材料及打桩过程需要巨大的造价成本,就本工程的实际特性来看,违背了前面的经济实惠原则。
2.2.3增加土方
增加土方是水利工程中处理软土地基常用的方法之一,同时也是一种比较经济实惠的方法。该方法是通过对海堤平台加宽,并在海堤与促淤坝间设置相应的镇压层来提高海堤的综合稳定性能。但此方法更加适合于淤泥层比较浅的地基工程,对于淤泥较厚的地基,由于其施工后海堤的沉降量及差异沉降度均较大,其安全性能得不到保障。
2.2.4塑料排水板排水固结
通过在软土层中按照一定排列方式插入塑料排水板,从而有效缩短软土层的排水路径,加快软土地基的固结速度,有效减少施工后的海堤沉降量。竖向塑料排水板的制造是根据相关规范的模板进行加工获得,生产工艺成熟,产品质量容易控制,制造成本较低,可大大降低海堤软土地基处理的综合成本。同时施工过程中在软土地基中插入的竖向塑料排水板,结构十分均匀,不会出现排水堵塞等不利情况,加上断面较小,所需要的打入设备机械较轻,对海堤地基的扰动较小,能够有效保持软土地基原始构筑特性,提高软土地基综合处理效率。综上所述,结合本工程的实际工况特性,海堤软土基础处理采用竖向塑料排水板与碎石垫层相结合的处理方法,软土基础的设计断面从下到上分别为:3T的土工布1层、1m厚的碎石垫层、6T的土工布1层及石料堆压填筑层4个主要断面。
3、竖向塑料排水板施工质量控制
在施工过程中,需要严格按照前面所述的施工工艺流程,并采取逐层逐项施工质量控制原则,保证竖向塑料排水板施工具有良好质量水平。
3.1下层3T的土工布铺设 下层3T的土工布层是整个排水板施工的重要保证基础,通常采用人工手动铺设,碎石袋镇压措施.在施工过程中,由于滩涂表面相当平滑,在潮水反复涨落冲击过程中,容易造成土工布发生平面滑动,造成下层土工布搭接偏差较大,不能满足设计或相关规范要求。针对上述问题,工程中常采取在水平和垂直两个方向进行系统控制,即采用在下层土工布上敷设相应的碎石袋进行镇压,控制其在垂直方向的位移变化。为了防止其在水平方向发生位移变化,可在土工布搭接处采用毛竹垂直插入软土地基中进行位移质量控制。
3.2厚的碎石垫层铺设 在围垦工程中,碎石垫层作为塑料排水板重要的透水层,在铺设过程中应该严格控制垫层厚度不应小于设计要求。同时为保证排水板的综合效率,作为排水板插入软土层的找平层,需要对滩涂面局部的坑凹面进行局部人工平整,保证排水板敷设的综合质量水平。在施工过程中,为防止因垫层铺设后涂面发生沉降,影响排水板插入工序的质量控制,在施工前应制作多个钢筋框架,其高度应与设计的碎石垫层厚度相同,这样就可以以平整后的钢筋框架高度作为碎石层敷设高度的基准面。若两者等高,则说明敷设厚度满足要求,否则需要根据具体特性进行重新敷设或补铺工序。
3.3竖向塑料排水板定位 在竖向塑料排水板施工过程中,应根据滩涂面的实际情况按照设计要求计算绘制出准确的布桩图,并根据布桩图在已经敷设好的碎石垫层上通过相应的放样措施定出具体的桩位。通常可以采用15cm长的直径18mm钢筋作为定桩件插在桩位上,并在钢筋顶部用红油漆抹红做鲜明的排水板定位桩标识。
关键词:道路桥梁;沉降段;路基路面;施工工艺
目前,很多已建成的公路桥梁通常在运营一段时间后,出现不均匀的沉降、桥头跳车、搭板断裂等现象,不仅对车辆的通行带来安全隐患,而且也使得国家的资金投入没有产生应有的价值。因此,研究道路桥梁沉降段路基路面施工技术具有非常重大的现实意义。本文主要介绍了道路桥梁路基路面沉降的危害,并详细的阐述了路桥沉降段路基路面产生不均匀沉降的原因,介绍了路桥沉降段的结构设计,最后探讨了路桥沉降段路基路面的施工。希望能够为公路桥梁沉降段的路基路面的施工提供参考和借鉴。
1引起桥梁路基路面沉降的因素
1.1沉降段的结构设计不合理
道路桥梁段的路面路基刚度差异是导致沉降不均匀的重要因素之一。为了解决这个问题,有3种路基处理方法,分别是增加钢筋法、混凝土搭板法以及粗拉料填筑法。
1.2桥头引道地基施工未达到设计要求
引发公路桥梁在行车过程中出现桥头跳车的根本原因是该段的地基出现了不均匀的沉降。道路桥梁地基的设计没有因地制宜是导致地基出现不均匀沉降的主要原因。因此,在进行桥梁工程地基的设计和施工的过程中,应该根据工程项目的实际工程地质条件,因地制宜的指定科学合理的设计方案和施工方案,从根本上解决地基出现不均匀沉降的因素。比如,在软土地段进行桥梁地基的施工时,就要对软土地基的工程地质性质有一定的了解,确定施工地段软土地基的具置和全部的范围,确保钻孔的深度和数量符合设计和规范的要求,确保软土地基的处理质量可靠。如果对软土地基的处理不满足规范和设计的要求,桥梁建成通车后,在车辆荷载的作用下,就会出现地基受力不均匀而导致桥面出现不均匀的沉降,影响行车安全。另外,根据土力学的基本原理,水对地基的工程性质会有很大的影响,因此做好地基的排水工作是防止桥梁路基路面出现不均匀沉降的重要防护措施。
1.3桥台背填土压实度未达到设计要求
根据公路工程设计和施工的相关规范,道路桥梁的桥台背后需要进行填土和对填土进行压实处理。由于桥台背填土的施工技术受到多种因素的的影响,而且施工的方法一般比较复杂,对施工人员的施工技术提出了较高的要求,并且还要有专门的施工机械。在具体的施工操作中,任何一个环节没有按照设计和相关规范的要求进行就会影响到桥台背后填土的质量,如果对背后的填土的压实度未达到设计要求就会出现不均匀沉降的现象。公路投入运营后,遇到持续的高客流量,车辆荷载就会比较大,地基在行车荷载的作用下就会产生变形,如果出现受力不均匀的情况就会产生不均匀的沉降,对道路的行车平稳性和行车舒适度造成负面的影响。
2防止桥梁沉降的结构设计措施
2.1控制路桥沉降段路面的变形量
对公路桥梁路基路面沉降段的变形量进行严格的控制,需要准确的了解到路基和桥梁交界处的沉降变形和投入运营后该段的沉降值。在进行桥梁沉降段的结构设计时,可以采用有限元数值计算软件计算工后沉降量,有限元数值计算的方法可以为结构设计带来一定参考。一般情况下,桥梁和路基结合处的沉降量一般要求在10cm以内的范围内,在3个月的范围内,需要最大限度的减少沉降偏差。在确定工后沉降量的具体数值以后才可以进行实际工程的施工以确保施工的顺利进行。因此,在道路桥梁建设施工的过程中需要对沉降段路基路面的变形问题严格的进行控制,确保桥梁沉降段结构的设计优化。
2.2提高道路桥梁沉降段结构设计的合理性
合理的设计道路桥梁沉降段的结构是减少道路桥梁路基路面发生不均匀沉降的主要技术措施。目前对道路桥梁沉降段搭板的设计还没有制定统一的标准,因此需要工程技术人员根据工程现场实际的需要对道路桥梁沉降段的搭板进行设计和施工。需要根据公路桥梁的设计等级、规范允许的沉降量等因素考虑,设计合理和符合工程需要的搭板长度。
2.3提高沉降段的地基承载力
根据公路工程桥梁实时墩台基础的有关设计规范的要求标准,一般控制沉降幅在不超过5cm的范围内,路堤的沉降度在不超过10cm的范围内。为了达到此要求,在设计公路桥梁的路基时,可以采用土工格栅的新型施工技术,采用这种方法可以提高地基的最大承载力从而提高路基的稳定性,从根本上减少了不均匀沉降。提高公路桥梁沉降段的地基承载力可以减少不均匀沉降的发生,在设计和施工的过程中可以采用性能优良的土工合成材料进行地基处理,这样就可以提高地基的承载力。在行车荷载的作用下地基就会有足够的强度储备从而避免地基沉降的发生。
2.4缓和沉降段的设置
在对沉降段软基实施处理的过程中,需对桥台、路基与路面强度进行综合考虑,设置强度适宜的沉降段。此外还需设置一个强度渐变区,以确保沉降段上合理过渡结构强度,桥台与路堤间的沉降渐变段长度应在50m以上,将沉降差严格控制在5cm左右。
3路桥沉降段路基路面的施工工艺
3.1搭板的设置
搭板设置的主要目的是解决在行车荷载作用下道路桥梁出现开裂的问题。一般设置搭板平行于路基路面的顶面,要求桥梁桥面板的底部和搭板的顶面处于同一水平线上,为防止搭板出现纵向滑移问题导致桥头凹陷,应设置水平拉杆及竖直锚栓。另外一种方法是搭板的标高和路基路面顶面的标高一致,这样做的目的是解决路基和桥梁之间的过渡问题。
3.2桥台软土地基的施工
公路桥梁的桥墩、桥台的地基如果是软土就需要采用相关的软土地基处理技术进行软土地基处理,使地基的承载力达到设计和规范的要求。一般软土地基的处理技术有强夯法、排水板法、CFG桩法和置换土层法,其中由于水泥喷桩的实际处理效果良好,成本较低,故将其作为首选处理方法。通过对水泥喷桩软基处理技术的应用,可使原路基与水泥混合材料形成一个复合地基,有效提高了路基的整体强度和承载力。工程技术人员应该根据工程项目的实际情况制定出符合规范和要求的软土地基处理措施,并严格按照相关的规范施工,提高软土地基的承载力和使工程项目能够顺利的进行下去,减少地基不均匀沉降对公路工程质量造成的影响。
3.3选择路堤填料的标准
路堤的填料对公路工程的质量有着重要的影响,一般应该选择工程性质优良的填料以减少路基路面的不均匀沉降。对选择的填料要进行土力学试验,选择透水性能优良的材料作为填料,一般选择透水性能好的砂石而不要选择含水量较高和透水性能较差的黏土类填料,如沼泽土、淤泥、杂物等。
3.4台后填筑施工
根据土力学的基本原理,沉降一般分为瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降。其中固结沉降和次固结沉降是导致跳车现象的重要因素。要保证填筑的材料在压实的过程中被压密实,这样在以后的时间里固结沉降和次固结沉降的变形量就会比较少,在外力作用下产生的变形量就会比较少。因此在进行台后填土施工的过程中一定要注意将填料碾压密实。在填筑材料的选择上,应选用轻型填筑材料,此类材料易被压缩,另外一点是填料的刚度不得小于路基材料刚度,不得大于桥台材料刚度,并要有良好的透水性。
3.5沉降段的施工组织设计
在桥台的施工快要结束的时候,就要合理的安排路堤的施工。在路堤压实施工时一定要选择符合设计要求的碾压设备,确保填土的压实度和密实度。对于路堤和桥梁连接部位的施工,要合理的组织好施工顺序。重要的一点是路堤和桥台应采用相同的碾压方式与强度,这样可以保证两者之间的平稳连接,保证工程质量。此外,对于较为特殊的点位,可优先安排施工,确保其静置预压切实满足工程实际要求。
3.6排水措施
在路基路面的施工和设计的过程中,水是影响工程建设质量的重要影响因素。如果在降雨季节施工,一定要做好足够的排水措施,如设置符合设计要求的排水管道和排水沟槽。确保道路桥梁沉降段不会出积水的情况。避免积水对路基路面造成侵蚀从而影响地基的承载力,导致出现不均匀沉降。施工过程中应注意地下水水位,适当抬高路基,确保地下水不会对路基造成不利影响。
3.7加强后期养护
道路桥梁在经过长时间的使用后,必然会受到极大负荷作用,因而容易产生各种实际问题,加之在外界环境直接影响下,很多原本较为微小的问题也会逐渐放大,最终影响道路桥梁整体整体质量和安全性。对此,除了要从做好设计与施工,还需进一步加强后期的养护与检查,只有这样才能更有效的保障工程质量。对沉降段路基路面而言,需从防排水、防护坡及定期检修养护等着手,提高后期养护有效性。
4结语
在进行道路桥梁沉降段路基路面的施工中,要结合工程项目的特点,根据工程地质条件和相关规范的要求,选择满足设计要求的设计方案,优化施工技术方案在保证施工进度的情况下确保工程施工的质量。要特别注意道路桥梁沉降段的地基处理,选择满足规范要求的填筑材料,同时做好满足要求的防水和排水设施,较少或者杜绝道路桥梁沉降段出现过大的变形和发生不均匀沉降,保证行车安全,提升交通的流畅度,为人们创造一个更快捷,更安全的交通环境。
参考文献:
[1]郭俭堂.小议路桥过渡段施工技术的控制措施.科技致富向导,2011(12):20.
[2]谢旭华.浅谈道路桥梁结构病害与加固.黑龙江科技信息,2010(22):315.
[3]郑光辉.公路桥梁沉降段路基路面施工技术.交通标准化,2014,42(4):27-29.