文/鄭修軍 寧波市建設(shè)工程安全質(zhì)量管理服務(wù)總站 浙江寧波 315048
隨著社會、經(jīng)濟和科技的發(fā)展,建筑業(yè)的持續(xù)發(fā)展,對安全和穩(wěn)定的需求也隨之提高。期間在巖土工程中進行科學(xué)、高效的勘察和分析,不僅可以提高工程建設(shè)的效率和質(zhì)量,而且還可以直接推動工程建設(shè)的各個階段的順利進行,對整個工程的安全和穩(wěn)定起到重要的作用。因此,確保樁基施工和勘察工作的有效性是非常必要的。
由于施工環(huán)境的變化,巖土工程環(huán)境的變化將會對其結(jié)構(gòu)和性能產(chǎn)生直接的影響,從而對整個工程的施工質(zhì)量產(chǎn)生決定性的影響,這就直接反映出巖土工程樁基施工中存在的不確定性。當(dāng)巖土工程環(huán)境發(fā)生變化時,其樁基的施工也會隨之發(fā)生變化。另外,由于地理環(huán)境的差異,巖土特性也有較大的差別,土體的特性也會影響到設(shè)計參數(shù)的選擇,而在具體的抗剪強度、壓縮性能、實際施工方式等方面也存在著較大的差別。
由于巖土工程的基礎(chǔ)建設(shè)、地下連續(xù)墻的施工、樁基的施工,都是在地下的巖土結(jié)構(gòu)中進行的,因此,巖土工程的隱蔽性較強。在已完工的巖土工程中,其隱蔽特性更加突出,沒有專門的檢測儀器和技術(shù),是不可能及時發(fā)現(xiàn)和解決各種潛在問題的,這也將直接影響整個工程的施工質(zhì)量。同時,由于巖土工程需要依靠先進的施工技術(shù)進行,由此在獨立作業(yè)方面水平有待提升。
與實踐相比較,巖土工程理論具有較強的前導(dǎo)性。由于任何一種巖土工程技術(shù)的應(yīng)用,都需要對其實際應(yīng)用效果進行全面的分析和客觀的評估。因此,在巖土工程中,樁基施工的先導(dǎo)性特征是顯而易見的,如:復(fù)合基礎(chǔ)、強夯樁、夯實樁等,都是在實際應(yīng)用中不斷發(fā)展和完善的。除此之外,從樁基施工建設(shè)的流程:樁區(qū)場地平整→樁孔定位→漿池開挖→埋設(shè)鋼護筒→鉆機就位、孔位校準(zhǔn)→機械挖孔、泥漿循環(huán)→清孔換漿→成孔驗收→吊放鋼筋籠和鋼導(dǎo)管→再次清孔→灌筑樁混凝土→成樁來看,通過預(yù)期的導(dǎo)向,才能夠?qū)崿F(xiàn)施工流程的順利推進。
因為整個工程包括設(shè)計、巖土、地質(zhì)、結(jié)構(gòu)等多方面內(nèi)容,因此巖土工程基坑施工也是一項綜合性工程。目前的基坑技術(shù)包括鉆探取樣、室內(nèi)土壤試驗、工程地質(zhì)勘察等,不同的勘察方式會有不同的結(jié)果,需要根據(jù)具體的地址來確定,這對后續(xù)的工作也是非常重要的。
勘察孔一般包括控制性孔和一般孔,從實踐中可以看出,控制性孔的數(shù)目是一般孔的兩倍,而且兩種類型的孔都是在同一平面上分布的。目前在勘察中,最常用的方法就是鉆孔,這是一種控制性孔,鉆孔的數(shù)量超過一般孔數(shù)量的一半。
地下水位的變化對整個項目的影響較大,因此要加強監(jiān)測,在鉆井結(jié)束后,水位相對穩(wěn)定,可以對整個地層進行勘察,而在地基上進行降雨處理,則需要測量和計算水層的滲透率。當(dāng)?shù)叵滤惠^高時,工程人員可采用多根樁同時進行抽水,從而使地下水位下降。在工地正常施工過程中,如果樁身較淺,工程師可采取局部排水措施。
在一個整體的巖土工程中,樁基施工是整個工程的基礎(chǔ)與支撐。為了提高樁基工程質(zhì)量,需要重視在施工前進行現(xiàn)場的地質(zhì)勘察,挑選具有較高技術(shù)水平和較高工作能力的專業(yè)技術(shù)人員來完成這一工作,并取得相應(yīng)的巖土數(shù)據(jù)。利用采集到的數(shù)據(jù),需要進行高精度的分析,以此使其更好地融入到工程設(shè)計方案的決策設(shè)計方案中。當(dāng)前,多數(shù)工程和施工單位已經(jīng)意識到勘察工作對樁基工作的重要意義,但是在實踐中發(fā)現(xiàn)許多薄弱環(huán)節(jié)和潛在問題,使得工程勘察和施工中存在著一定的安全隱患。下文將從四個方面,對此項工作在實施中的潛在不足展開分析:
第一,在實地考察中,多數(shù)工作人員的職業(yè)素質(zhì)較低,通過與勘察技術(shù)人員的溝通,發(fā)現(xiàn)少數(shù)崗位人員沒有經(jīng)過專業(yè)的崗前培訓(xùn)便直接入職從事技術(shù)工作。這部分人員沒有充分了解自己的專業(yè)知識和勘察能力,在工作中,他們對技術(shù)的研究還不夠深入,在進行勘察活動時,對自己的行為沒有嚴(yán)格的規(guī)定。在勘察工地上,一旦遭遇突發(fā)事件,往往會感到不知所措,甚至無法理性、客觀地解決和解決問題;
第二,對施工和勘察工作來說,繪制圖紙也是具有重要意義的,技術(shù)人員可以利用地圖的解析,劃分出主要的勘察范圍和次要勘察區(qū),并利用地圖上的建筑來進行實地勘察和建設(shè),甚至可以參考地圖上的結(jié)構(gòu)、方位等參數(shù)。但是,從目前的實際情況來看,大多數(shù)的巖土工程在勘察和建設(shè)中,可供技術(shù)人員使用的地圖具有模糊的特征,不但缺乏可供參考的數(shù)據(jù),而且難以為技術(shù)人員提供決策依據(jù)。同時,由于缺乏足夠的勘察數(shù)據(jù)支持,技術(shù)人員不能對現(xiàn)場的地質(zhì)狀況和需求進行及時的了解,導(dǎo)致勘察結(jié)果與實際需要的數(shù)據(jù)有較大的偏差;
第三,在勘察過程中,若采用最優(yōu)技術(shù)進行勘察,可減少由于項目實施過程中的不確定性而帶來的不便。然而,當(dāng)前多數(shù)勘察施工技術(shù)在技術(shù)選取上具有一定的隨機性,技術(shù)人員不能依據(jù)實際情況和需要,選擇適合于地質(zhì)條件的技術(shù),甚至在遇到復(fù)雜的巖土環(huán)境時,也不能保持冷靜的思維,從而造成設(shè)計和應(yīng)用中的科學(xué)性和規(guī)范性不高,給以后的工程建設(shè)埋下較大的隱患;
第四,巖土勘察工作結(jié)束后,通常會將有關(guān)的地質(zhì)數(shù)據(jù)和勘察結(jié)果數(shù)據(jù)存入終端,然后對該地區(qū)的巖土情況進行集中分析??辈旃ぷ鲝氖贾两K要經(jīng)過一段較長的時間,期間所采集的勘察數(shù)據(jù)會喪失時效性,或在對勘察成果進行集中匯總后,發(fā)現(xiàn)有數(shù)據(jù)遺漏,這便需要技術(shù)人員到現(xiàn)場進行二次勘察,從而增加潛在的人力成本,并且在缺乏時效性的基礎(chǔ)上,所勘察到的數(shù)據(jù)信息內(nèi)容也將失去基本的實質(zhì)性意義。
在進行巖土工程地質(zhì)勘察中,需要對其內(nèi)在的關(guān)系進行科學(xué)的分析。由于各地區(qū)的地質(zhì)條件存在著顯著的差別,因此,在進行巖土工程勘察和分析時,需要對其內(nèi)部的重點和矛盾進行科學(xué)的分析,從而確定最優(yōu)的勘察方案。除此之外,還需要保證勘察方法的合理和針對性,提高勘察數(shù)據(jù)收集和分析的準(zhǔn)確性,基于科學(xué)合理的勘察方法分析勘察地區(qū)的地質(zhì)情況,以期為以后的工程建設(shè)提供技術(shù)支撐和保證。
在巖土工程中,對樁基進行現(xiàn)場檢查和測試是非常必要的。在進行巖土工程的施工、設(shè)計、勘察等各環(huán)節(jié)中,現(xiàn)場檢驗檢測工作的質(zhì)量將直接關(guān)系到勘察結(jié)果功能的發(fā)揮。因此,需要重視和嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)場檢查和測試工作,加強對數(shù)據(jù)的采集和整理,提高工作的準(zhǔn)確性和效率,為巖土工程勘察工作的順利開展起到保證和指導(dǎo)作用。同時,還要加強技術(shù)人員對巖土特性的檢驗和分析工作的有效實施。采用多區(qū)多點數(shù)據(jù)采集技術(shù),提高對巖土特性的分析效率,從而大大提高工程項目的整體安全性。
在實際的巖土工程勘察中,勘察點的設(shè)置不得超出建筑范圍內(nèi)的指定位置,特別是一些地勢起伏較大、地形變化較大的地區(qū),也將無法充分反映出地層的真實狀況,因此加強后期驗樁工作的實施效果十分重要。若樁基為摩擦樁,應(yīng)進行摩擦力測試;當(dāng)樁基是端承樁時,其重點是端承載力的檢測,而后期的驗樁又是非??量痰?。因此,科學(xué)地加強后期驗樁工作,可以準(zhǔn)確地判斷出樁基是否在持力層內(nèi)的狀態(tài),從而為后續(xù)的工程建設(shè)提供有效的數(shù)據(jù)。
在樁基工程中,由于土體在施工過程中發(fā)生的壓力作用,會造成一定的孔內(nèi)水壓力,使工程中的管線在拔出過程中出現(xiàn)大量的新澆筑的水泥,使樁基部分容易發(fā)生沉降,出現(xiàn)收縮狀態(tài)。另一種情況則是由于工人在拔掉管道的時候,動作太大,造成管道周邊的土壤堵塞,從而造成樁體的收縮。在發(fā)生收縮問題時,要立即進行處置,在拔管作業(yè)間,施工工人要確保鋼管內(nèi)部的水泥表面處于地表以下,以使管子具有足夠的膨脹壓強,通常要求在50~70 mm 范圍之內(nèi),并在拔管過程中使用不同的方式,并控制好拔管的速率。
在樁基工程中,斷樁是一種普遍存在的問題,其最大的問題就是在樁基工程中,樁底與其他樁體之間的間距太小,在進行其他基礎(chǔ)的時候,會對樁基造成壓力,而這時的樁基還沒有足夠的承壓能力和足夠的力量,較可能發(fā)生斷裂。在基礎(chǔ)工程中,兩個鄰近的樁基間距需要達到4 個或大于4 個。而在樁基完成后,在樁基上的強度要滿足要求后才能進行鄰近的樁基的建設(shè)[5]。
在工程實踐中,混凝土的灌漿是影響整個樁基的質(zhì)量的一個關(guān)鍵因素,需要充分關(guān)注。在澆注過程中,應(yīng)嚴(yán)格遵守有關(guān)規(guī)定,并對其注入數(shù)量進行控制。如果在鉆孔中注入太多的水泥,較容易造成鉆孔等情況,因此,需要嚴(yán)格地進行水泥的灌漿。在樁基工程中,如果出現(xiàn)大量的混凝土灌注現(xiàn)象,要立即與設(shè)計部門聯(lián)絡(luò),并采用其它適合工程需要的樁。
在巖土樁基施工中,預(yù)制樁是一個非常普遍的問題。樁基施工是基礎(chǔ)施工的第一步,其施工質(zhì)量好壞將直接影響到后期施工進度。由于傳統(tǒng)的預(yù)制樁施工方式導(dǎo)致樁位誤差、樁體傾斜等問題時有發(fā)生,由此將對施工造成極大的安全隱患,同時也會直接影響施工進度。由于天然條件的影響,需要對預(yù)制樁的尺寸進行精確的控制,才能保證其正常的施工,提高工程的工作效率。
雖然這種問題在建筑工程中時有發(fā)生,但它本身的問題并不嚴(yán)重。但是,一旦樁身發(fā)生離析,不能及時處理,對樁基施工造成較大的影響,也會對施工造成較大的威脅。工作人員在施工時要多加注意此類問題的出現(xiàn),以防止因小而造成的后果,使樁基的施工方法更加完善。
首先要選一個合適的位置進行鉆孔,然后把混凝土和鋼筋籠放進去。該方法將人工鉆孔與機械鉆孔有效地結(jié)合起來。手工鉆孔時注意不要挖粘土和礫石,鉆孔深度控制在0.9~1.5m 之間,鉆孔完成后放入鋼筋開始澆筑混凝土?;炷翝仓瓿珊?,只要混凝土已經(jīng)凝固,就會形成灌注樁。這是建筑工程中常見的一種方法。施工前需要考慮當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件。如果局部地區(qū)巖溶地貌比較突出,則由于不同層次巖體強度不同而造成偏孔和卡孔問題。因此,在施工過程中應(yīng)特別注意控制沖擊鉆的沖擊范圍,防止偏孔、卡孔等問題。如果孔有輕微的偏孔問題,可將混凝土倒入孔內(nèi),1d 后再次鉆孔。樁孔打完后,應(yīng)清理孔內(nèi),防止殘渣殘留于樁底,影響樁孔正常使用。清孔一般采用專用設(shè)備,清孔時間應(yīng)控制在15~20min 內(nèi)。如有特殊要求,每隔2~3 個h 需再次清潔樁孔。
在搭建預(yù)制堆棧的過程中,首先要選擇合適的位置,然后在此階段通過不同的方法將樁打入到該位置。雖然施工方法多種多樣,但各有利弊,應(yīng)根據(jù)實際情況而定。振動法施工速度快,但振動法對地基有干擾,錘法直接影響樁基;水沖法振動小、噪音小、施工速度慢、施工工藝復(fù)雜,影響樁基承載能力。另外,在使用水沖的時候,應(yīng)考慮采用內(nèi)、外兩種方法。內(nèi)滲技術(shù)可以應(yīng)用于室外工程,如鋼管樁、水泥樁等。對于實心方樁、H 型樁,可采用外射法。在任何情況下,射水應(yīng)在距樁頂2m 處停止。然后需要用錘子把樁子堆到估計的高度。與之相比,靜壓樁法是一種較為普遍的方法,它具有較低的振動和噪聲,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況而定。如果采用靜壓樁施工,施工團隊?wèi)?yīng)首先確定入樁路徑,仔細監(jiān)控入樁過程,確保路線不偏離指定路線,避免施工過程出現(xiàn)問題,防止樁基懸空、土體懸空等現(xiàn)象。在此過程中,需要對樁基進行保護,一般控制速度為每分鐘1m 左右,這樣可以使樁底與土層發(fā)生相互作用,從而減輕抗剪預(yù)應(yīng)力。為保證樁基與預(yù)留孔對齊,需要調(diào)整樁基下段的鋼筋,使樁基上下接觸面保持在5~10mm之間,達到設(shè)計要求。
6.3.1 靜壓注漿技術(shù)
采用靜壓注漿方法時需要考慮到樁基的不同情況。在軟土樁基或松軟土壤條件下,注漿料不但會受到較大的阻力,而且會對結(jié)構(gòu)的安全造成一定的影響,因此,在樁基基礎(chǔ)工程中,要借助一定的壓力,使樁基的底部得到更好的擴展,再通過與空氣的接觸,使其固化,達到最好的注漿效果。在此流程中將能夠使整個框架結(jié)構(gòu)更加完善,從而優(yōu)化整體的施工質(zhì)量。注漿材料的加入,可以有效地改善圍護結(jié)構(gòu)的樁基狀況,使樁基和巖層的質(zhì)量得到最優(yōu)化,進而更大程度上滿足工程建設(shè)的需要。
6.3.2 高壓噴射注漿技術(shù)
首先,在注漿前,工人要認真檢查高壓設(shè)備和管道,注漿作業(yè)完成后,由于漿液失水,易發(fā)生縮水反應(yīng),使頂部出現(xiàn)空洞。因此,在注漿過程中,需要選擇合適的水灰比,以避免其它孔滲入淤泥。其次,為了防止固結(jié)體體積減小,需要提高泵量、注入壓力、減小旋轉(zhuǎn)幅度和提高轉(zhuǎn)速,以達到較好的注漿效果。采用復(fù)噴技術(shù),全面分析噴注施工過程中出現(xiàn)的巖漿現(xiàn)象,保證噴注工藝參數(shù)的一致性。在注漿機壓力作用下,采用高壓注漿技術(shù),實現(xiàn)鉆孔泵內(nèi)液體的傳遞,保證井底應(yīng)力及拉伸強度。高壓噴射注漿方法也可沿原方向流動,操作靈活。隨著高層建筑的不斷增多,采用高壓噴射注漿技術(shù)可有效提高工程的防水性能,從而達到穩(wěn)定樁基的目的。
6.3.3 壓密注漿技術(shù)
壓密注漿是通過打孔將泥漿注射到土壤中,通過不斷的注漿,使其變得更加致密。同時,由于泥漿壓力的作用,使土壤發(fā)生向上抬升,使土壤發(fā)生隆升。同時,通過對建筑物的整體抬高,可以間接地解決建筑物的非均勻沉降問題,使其更符合實際需求。
6.3.4 補樁與糾偏
在樁基工程中,樁基補樁和糾偏是工程建設(shè)中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié),它對確保樁基工程質(zhì)量具有十分重要的意義。所謂“補樁”,指的是在前期工程完成后,出現(xiàn)的一些不滿足使用規(guī)范或要求的樁身。補樁實質(zhì)上是一種受壓的工作,其產(chǎn)生的壓力來自于承臺所受到的靜壓。樁基施工的最終影響不僅影響該結(jié)構(gòu),還影響與其相關(guān)的設(shè)備的運行。如果最后所呈現(xiàn)的施工效果不如預(yù)期,則應(yīng)根據(jù)需要進行調(diào)整。實行樁基糾偏可以糾正位置傾斜的樁基,有效防止后續(xù)樁基斷裂情況的發(fā)生。當(dāng)然,如果想糾正偏離正確位置的樁,也需要對其進行糾偏操作。除此之外,施工人員也可以通過增大樁承臺來增加樁基的承載力,以增加樁基的穩(wěn)定性,通過這樣可以彌補樁基找平壓力低帶來的一些問題,并使其承載能力符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
總而言之,隨著我國建筑業(yè)的迅速發(fā)展,巖土工程的樁基建設(shè)已成為一種綜合性工程。所以,對整體施工進行持續(xù)的優(yōu)化與完善,以實現(xiàn)對施工中出現(xiàn)的問題的有效解決,從而保證樁基施工建設(shè)的整體穩(wěn)定性和安全性。本文主要基于巖土工程勘察中的問題及其要點,提出相應(yīng)的勘察優(yōu)化方案,以此更好地確??辈鞌?shù)據(jù)應(yīng)用的科學(xué)性和合理性。除此之外,還基于樁基施工要點提出相應(yīng)的優(yōu)化對策,使得樁基施工中存在的問題能夠得到及時解決,進而有效確保樁基工程建設(shè)順利進行。