◎ 曾穎林 廣東省科達(dá)水利電力巖土工程公司
我國(guó)國(guó)土面積廣闊,地形種類多樣,在水工建筑物施工中經(jīng)常會(huì)遇到各種各樣的地基基礎(chǔ)。一旦在施工中出現(xiàn)軟土地基,并且工作人員沒(méi)有及時(shí)制定完善的處理措施,將會(huì)導(dǎo)致建筑物裂縫或者變形,直接威脅著人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。為此施工企業(yè)要制定完善的措施,科學(xué)處理軟土地基,保證其符合相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)和施工要求。
在施工環(huán)境方面,水工建筑物施工現(xiàn)場(chǎng)與水資源息息相關(guān),特別是在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工中與水資源有著十分密切聯(lián)系。而水資源的存在會(huì)大大影響水工建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性,進(jìn)而阻礙軟土地基處理技術(shù)順利實(shí)施,增加施工企業(yè)和施工人員的施工難度。為此,施工企業(yè)要重點(diǎn)關(guān)注這一點(diǎn),制定科學(xué)措施有效處理這一方面的問(wèn)題,進(jìn)而提升軟土地基處理的科學(xué)性和有效性。
水工建筑物軟土處理技術(shù)操作流程復(fù)雜,具有較強(qiáng)的不可控性,很難全面控制某一個(gè)施工環(huán)節(jié),嚴(yán)重阻礙軟土地基處理技術(shù)的應(yīng)用,大大降低水工建筑物施工質(zhì)量和施工效率。其具有較高復(fù)雜性的主要原因是基礎(chǔ)處理技術(shù)應(yīng)用的地理位置較為特殊,存在于施工建筑物的地下部分,因此很難控制,會(huì)給水工建筑物正常施工帶來(lái)較大的困擾和影響。除此之外,軟土地基處理技術(shù)的操作流程復(fù)雜多樣,需要掌握的內(nèi)容較多。
與其他建筑物相比,水工建筑物出現(xiàn)沉降問(wèn)題的概率更高一些,其主要原因是水工建筑物基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)所處的位置特殊,包含的水分較多。因此在具體施工中基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)會(huì)受到水分的影響,進(jìn)而降低施工穩(wěn)定性。同時(shí)在水工建筑物后續(xù)施工中,會(huì)受到水分的影響和侵蝕,產(chǎn)生沉降問(wèn)題。從中我們可以看出,為了有效避免沉降問(wèn)題的發(fā)生,施工企業(yè)要充分關(guān)注軟基處理技術(shù)的使用。
通常情況下,在海岸線和大陸架旁建設(shè)水工建筑物,在施工現(xiàn)場(chǎng)中包含大量的軟黏土和淤泥。這些淤泥的厚度深達(dá)500米,為此施工企業(yè)需要在施工中使用換土法,將土層中的淤泥挖出,然后在其中填入砂土。足夠的土資源是使用換土法重要的基礎(chǔ)和前提。除此之外,如果工期較緊,需要施工成本較低,施工企業(yè)也可以使用換土法。
圖1
表1 樁基法使用情況參數(shù)
需要注意的是,在施工過(guò)程中,施工人員要使用刨毛、齒槽等方式,將換來(lái)的土與原有的土有效結(jié)合。同時(shí)施工企業(yè)要根據(jù)施工地區(qū)實(shí)際的土壤條件和建筑物基本特征制定完善的施工方案:首先,為了降低軟基中的含水量,施工人員要使用科學(xué)方法將地基中的水排出。其次,施工企業(yè)利用機(jī)械徹底清除淤泥土,當(dāng)持力層時(shí)停止淤泥土的清理工作,并且使地基的橫斷面形成中、高、低的形狀。再次,使用推土機(jī)將地基夯實(shí),來(lái)回多次開(kāi)動(dòng)。最后,選擇合適的土料填入其中,提升大堤的結(jié)實(shí)性。
圖1相關(guān)案例:某施工企業(yè)水工建筑,施工周期較短,對(duì)施工成本要求較高,為了有效處理軟土地基,施工企業(yè)使用了換土法。首先,該企業(yè)開(kāi)展了墊層設(shè)計(jì)工作,為了避免側(cè)向擠壓材料保證墊層寬度超出基礎(chǔ)底面距離的在合理范圍內(nèi)。在填土過(guò)程中,保持砂墊的厚度在0.8m左右,為了防止?jié)B出的水滲入到地基上,在砂石層上方鋪設(shè)了一層黏土。同時(shí)該企業(yè)還在路基兩側(cè)構(gòu)建排水溝,這樣便可以讓砂層中排出的水順利流入到排水溝中。該施工企業(yè)通過(guò)使用換土法處理軟基,不僅可以節(jié)省了8%的費(fèi)用支出,而且施工質(zhì)量和施工效率大幅度提升,獲得了較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
通常情況下,當(dāng)施工地的軟土厚度達(dá)到三米以上時(shí),施工企業(yè)會(huì)使用樁基法去處理軟基。樁基法主要是指,施工人員通過(guò)打樁來(lái)加固水工建筑物的施工軟基。在使用樁基法前,施工企業(yè)需要全面了解和詳細(xì)調(diào)查建筑物建設(shè)地區(qū)的實(shí)際土壤結(jié)構(gòu),然后根據(jù)不同土壤結(jié)構(gòu)制定不同的施工計(jì)劃,使用不同的施工材料。
當(dāng)施工地的淤泥層厚度在3至5米時(shí),要使用水泥石灰樁進(jìn)行加固。施工企業(yè)要充分發(fā)揮水泥與石灰遇水膨脹、加熱等特點(diǎn),提升地基的穩(wěn)定性和堅(jiān)固性,提升土壤的密實(shí)度。這種方案的應(yīng)用不僅可以增強(qiáng)地基的承載能力,而且可以顯著提升建筑物的防滲能力。施工企業(yè)在使用水泥石灰樁過(guò)程中,要將水泥石灰樁的樁徑控制在合理范圍內(nèi),通常為400毫米左右,樁與樁之間的距離則要在1.25米之間。一般情況下,樁徑越大,樁與樁之間的距離就會(huì)越小。同時(shí)施工企業(yè)要保證樁的長(zhǎng)度能夠到達(dá)持力層,在布置樁過(guò)程中,要合理使用梅花型布置方法,進(jìn)而提升地基的穩(wěn)固性與可靠性。當(dāng)施工地淤泥層的厚度在6米左右時(shí),施工企業(yè)要將預(yù)制樁打至硬土層中,并且將硬土層作為承載臺(tái)。當(dāng)施工地的淤泥層厚度為9米左右時(shí),施工企業(yè)要將灌注樁打入到硬土層中,并且將其作為承載臺(tái)。當(dāng)施工地的淤泥層在10米以上時(shí),施工企業(yè)要有效利用懸浮樁,增強(qiáng)淤泥層的密實(shí)度,產(chǎn)生更多的摩擦力,大幅度增強(qiáng)承載力。
表1相關(guān)案例,連云港市某防洪工程在實(shí)際建設(shè)中,經(jīng)過(guò)工作人員調(diào)查發(fā)現(xiàn)施工地的軟土厚度打13米,為了對(duì)軟土地基進(jìn)行有效處理,施工企業(yè)使用了樁基法。在具體施工中,施工人員充分利用懸浮樁來(lái)提升軟土層的密實(shí)度,大大增加了摩擦力和承載能力,這為該防洪工程后續(xù)施工順利進(jìn)行奠定了基礎(chǔ),極大提升了防洪工程建設(shè)質(zhì)量,得到社會(huì)和人民群眾的高度認(rèn)可。
施工企業(yè)在處理松軟地基過(guò)程中經(jīng)常會(huì)使用到優(yōu)化結(jié)構(gòu)法,該種方法是一種將上下結(jié)合進(jìn)行統(tǒng)一處理的有效方法,該種方法在實(shí)施中不僅不會(huì)阻礙人工地基的正常施工,而且可以有效優(yōu)化和調(diào)整建筑物結(jié)構(gòu),是處理軟基的有效策略。在小型水工建筑物施工中,施工企業(yè)可以使用擴(kuò)大基礎(chǔ)底板的方法,其主要是指,在具體施工中施工人員使用比較薄的鋼筋混凝土底板。而在大中型水工建筑物施工中,施工企業(yè)可以使用空箱底板的方法。在該方法應(yīng)用中,施工人員在保證不增加施工成本的前提下提高大底板的高度,減輕其實(shí)際的重量,加大基礎(chǔ)的深度進(jìn)行有效處理軟基。
綜上所述,軟土地基具有控制難度較大的特點(diǎn)。為此在水工建筑物施工前,施工企業(yè)要詳細(xì)了解施工流程和施工圖紙,積極搜集和查看相關(guān)的施工資料與施工信息,全面分析施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題,提升施工管理水平,提升水工建筑施工的安全性。