郭爍麗,錢玉海
(1.昆明理工大學(xué) 建筑工程學(xué)院,云南 昆明 650500;2.云南工程建設(shè)總承包有限公司,云南 昆明 650500)
泥炭質(zhì)土是昆明地區(qū)工程施工中常見的湖湘沉積軟土,具有含水量高、流動性大、有機(jī)質(zhì)含量高、壓縮性高等特點(diǎn)。昆明地區(qū)大部分基坑事故都與該層土有關(guān),該層土往往是增加勘察、設(shè)計及施工難度的主要影響因素,對該層土采取的處理措施也是經(jīng)濟(jì)造價的重要組成部分。本文針對施工組織順序、施工技術(shù)措施等方面進(jìn)行研究分析,探討合理可采取的施工組織措施,減少泥炭質(zhì)土中工程施工的發(fā)生。
泥炭質(zhì)土是有機(jī)質(zhì)含量大于60%的土[1],黑色,深褐灰色,夾較多腐殖物,多為軟塑~流塑狀態(tài),具有高有機(jī)質(zhì)含量、高含水量、大流動性、超高壓縮性等特點(diǎn),對基坑支護(hù)工程施工安全及質(zhì)量造成了極大的隱患。
針對泥炭質(zhì)土的工程特性及應(yīng)用,阮永芬等研究了泥炭質(zhì)土工程特性及對建筑地基的影響[2],余志華等通過實驗研究了泥炭質(zhì)土在軸向卸載作用下回彈變形情況[3],李琳通過在泥炭土在添加不同配比的水泥、石灰、石膏等固化劑以提高其壓縮模量和承載力[4]。但是在泥炭質(zhì)土中進(jìn)行施工組織設(shè)計及施工技術(shù)措施方面的研究卻很少,本文針對基坑支護(hù)工程施工中常遇到的問題,進(jìn)行歸納總結(jié),分析判斷。
在泥炭質(zhì)土中進(jìn)行基坑支護(hù)的施工時,主要的施工工序有土方開挖、支護(hù)樁施工以及截水帷幕的施工等,若采用常規(guī)的施工工藝,很難達(dá)到設(shè)計要求,而且容易發(fā)生施工事故,針對在該特殊土層中進(jìn)行施工,常遇到的施工問題歸納如下。
施工常用的支護(hù)樁包括旋挖鉆孔灌注樁和長螺旋鉆孔灌注樁等,在灌注混凝土成樁過程中,由于該土層側(cè)向約束小,混凝土易向周邊擴(kuò)散,充盈系數(shù)大,容易竄孔影響相鄰灌注樁施工??紤]到長螺旋鉆孔灌注樁需在混凝土灌注完成后,在插鋼筋籠振動下,混凝土液面下降并擴(kuò)散,易形成斷樁,相對來說,長螺旋鉆孔灌注樁在該土層中施工難度相對較大,更容易發(fā)生質(zhì)量事故。
水泥土深層攪拌樁是基坑支護(hù)中常見的一中截水帷幕,由于其施工速度快,造價低,在工程中應(yīng)用較多,但是由于泥炭質(zhì)土呈流塑狀,有機(jī)質(zhì)含量高,含水率大,承載力低,靈敏度高,水泥攪拌樁在該土層施工時難以達(dá)到足夠的強(qiáng)度,攪拌樁成樁質(zhì)量控制難度大。
土方開挖是基坑支護(hù)施工不可缺少的環(huán)節(jié),在土體承載力及抗剪強(qiáng)度較好的土層進(jìn)行土方開挖,參照相關(guān)規(guī)范[5]進(jìn)行,基本不會出現(xiàn)工程事故,但是由于泥炭質(zhì)土含水量大,若直接在坑內(nèi)開挖,施工操作面泥濘,施工難度大,同時由于泥炭質(zhì)土抗剪強(qiáng)度低,固結(jié)強(qiáng)度低,按照常規(guī)的開挖方式,土體難以自穩(wěn),且易引起基坑周邊地面變形大,甚至坍塌。
針對施工過程中出現(xiàn)的質(zhì)量及安全問題,可考慮在施工工序及技術(shù)措施兩方面進(jìn)行改進(jìn)。
灌注樁施工前,先做好試樁試驗,驗證其成樁質(zhì)量和承載力等。施工前期,檢查長螺旋鉆桿葉片的連續(xù)性,特別是兩節(jié)鉆桿連接的位置;長螺旋鉆頭需要配置特殊鉆頭,在樁機(jī)鉆進(jìn)過程中,確保土體能夠依照葉片順序返土,避免輸送過程間斷。施工期間必須嚴(yán)格控制提鉆速度與振搗力度,在保證施工樁身質(zhì)量的前提下,降低樁身混凝土充盈系數(shù)。在施工順序安排上,可分4序進(jìn)行施工,保證成樁質(zhì)量。
在泥炭質(zhì)土中施工水泥攪拌樁,為保證成樁效果,施工時需添加適量外加劑,外加劑的種類和數(shù)量需根據(jù)試樁效果確定,嚴(yán)格控制水泥攪拌樁在泥炭質(zhì)土中的下沉和提升速度,項目施工前需先進(jìn)行試樁,驗證設(shè)計的水泥摻入量、水灰比(注漿或空氣壓力)與地質(zhì)條件的適應(yīng)性。施工前根據(jù)地質(zhì)勘查報告,掌握泥炭質(zhì)土層的分布情況,水泥攪拌樁在該土層施工時,適當(dāng)降低鉆桿下鉆及上提速度,使泥炭質(zhì)土最大限度攪拌均勻,同時增加注漿量,同時可根據(jù)試樁效果選取更先進(jìn)的施工機(jī)械設(shè)備來確保成樁質(zhì)量。
在泥炭質(zhì)土中進(jìn)行基坑開挖,首先應(yīng)做基坑降水,將地下水位降低至設(shè)計基坑底標(biāo)高0.5m以下,使得泥炭質(zhì)土先沉降固結(jié),之后再進(jìn)行基坑土方開挖,分層開挖的深度及長度可根據(jù)工程經(jīng)驗確定,一般長度不大于20m,高度大于1.5m。
由于巖土體的特殊性及多變性,因此在組織基坑施工時,需要詳細(xì)的研究各個施工工序可能發(fā)生的事故,并做出有針對性的應(yīng)急措施。在泥炭質(zhì)土中組織施工,一定要先進(jìn)行試驗,確定效果好方可進(jìn)行大面積施工。
[參考文獻(xiàn)]
[1]GB 50007-2011,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].
[2]阮永芬,劉岳東,王 東,等.昆明泥炭與泥炭質(zhì)土對建筑地基的影響[J].昆明理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2003,28(3):121-124.
[3]余志華,桂 躍,付 堅,等.軸向卸荷條件下泥炭質(zhì)土回彈變形試驗研究[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),2015,42(5):107-114.
[4]李 琳,曹廣祝,朱賽楠.昆明滇池泥炭土力學(xué)性質(zhì)改良試驗[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2012,12(11):2768-2771.
[5]JGJ 120-2012,建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].