付 斌
(中国水利水电第八工程局有限公司,湖南 长沙 410000)
由于建筑工程数量的不断增加,对于岩土工程施工工艺提出了更高的要求,在岩土地区,如果工程地基与基础处理不当,会对工程的整体建设质量产生特别大的影响。为了提高岩土地区地基与基础施工质量,保证工程项目建设的有序进行,本文重点探讨岩土地区地基与基础处理要点。
通常来说,岩土工程主要包括地基和桩基础、地下连续墙等内容,这些工程项目施工在地表之下,施工结束之后,作业人员可以利用岩土体将其有效掩埋,由于岩土工程施工具有技术隐蔽性,一旦施工出现问题,施工人员很难及时发现,对工程项目的总体效益影响较大[1]。为了减少此问题的出现,在岩土工程施工环节,施工单位需要采取先进的监测方法,全面掌握工程建设进度情况,从而保证岩土工程施工的安全性。
伴随工程建设的逐渐推进,工程项目四周的岩土体,其物理力学性质会发生较大的变化,现阶段,岩土体物理力学参数的主要获取途径是前期勘察,但是,由于岩土工程勘察需要布设较多钻孔,勘察技术具有局限性,无法精确地判断出勘察地区岩土体物理力学性质。针对容易出现变形的岩土体,勘察人员可以采取原位测试方法,结合岩土体的物理力学性质,对既有的项目设计方案进行调整[2]。
在岩土地区地基与基础处理环节,因为地理环境特别复杂,施工单位可以采取预压方法进行施工,具体包含下列内容:在岩土地区施工场地施加相应的静荷载,可以覆盖土层或者砂层;针对地基进行有效压实,由于软土地基的压缩性比较高,而且抗剪强度特别低,故施工人员可以施加动荷载,保证地基的承载力与压实度得到明显提升。
一般来讲,岩土工程地基处理采用真空预压施工方法比较多,所谓振动预压施工方法,主要是利用大气压力,将其视为预压荷载,通过在需要加固软土地基表层铺设透水砂层,然后覆盖不透气塑料薄膜,做好密封工作,和外界大气有效隔绝,在砂垫层内部设置渗水通道,利用真空泵进行有效的抽气,保证透水材料真空度,岩土内部的孔隙水与空气全部吸出,强化岩土体的固结效果,示意图如图1所示。
图1 真空预压施工示意图
通过合理运用真空预压处理方法,可以保证地基岩土体中的孔隙水快速排出,显著缩短土体的固结时间,强化地基加固质量。在软土地基与岸边等稳定性要求特别高的岩土工程中,此种施工方法应用较多。
强夯处理技术作为岩土地区地基处理的主要技术之一,此项施工技术的施工原理特别简单,在重力作用下,利用夯锤对地基夯实,保证岩土地区地基稳定性与承载能力得到双重提升。在应用此项处理技术时,施工人员选择8~10 t的夯锤进行夯击,夯锤的下落高度不宜超过20 m。夯锤在下落时,和地基接触后将自身的动能转化成地基土的势动能,地基受到特别大的冲击力,使得岩土地区地基土层孔隙得到有效压缩,增强土体抗压强度。
若岩土工程对地基的承载能力要求特别高,而且地基内部有软弱层,施工单位可以采取砂石垫层施工技术进行施工[3]。在具体的施工过程当中,作业人员需要将地基软弱位置有效清除,然后做好夯实处理工作,并在地基内部填入适量的砂石材料,显著提升地基承载能力。岩土地区砂石垫层施工质量标准规范要求如表1所示。
表1 岩土地区砂石垫层施工质量标准规范要求
高压喷射注浆处理技术操作流程简单,主要是将注浆管埋设在指定位置,在高压设备作用之下,浆液会形成高压射流,射流在喷嘴喷射出来后,对岩土体进行破坏,土体和浆液充分搅拌,浆液凝固之后,在土体内部形成固结体,该固结体和岩土体形成复合地基,保证岩土工程地基承载力得到显著提升。
在应用高压喷射注浆处理技术的过程当中,要求施工人员提前设置好喷射压力,待喷射量稳定之后,方可缓慢地提升注浆管高度,如果机械设备出现故障,要立即停止运行,避免桩体出现中断现象,作业人员需要有效排除故障,并做好相应的复核工作。在实际施工之前,作业人员需要有效检查外加剂与水泥的质量,包括桩位与压力表灵敏度,保证高压喷射设备的各项性能满足规定要求。施工完毕后的28 d后,检验人员要进行承载力检测工作,重点检测桩体施工强度与承载力,保证桩体均匀性。作业人员要科学控制水泥搅拌时间,如果采用高速搅拌机进行搅拌,搅拌时间不能够少于60 s,如果采用普通搅拌机进行搅拌,搅拌时间不能够少于180 s。
在岩土工程当中,桩基础施工技术科分为两类,分别是灌注桩与预制桩,两种不同类型的桩基础施工要点如下。
第一,钻孔灌注桩施工技术。作业人员使用螺旋钻机和潜水钻机,在地基土当中形成稳定性的桩孔,并将钢筋笼放入到桩孔当中,浇筑适量的混凝土。
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第二,预应力混凝土管桩施工技术。此种地基处理技术具备成本低、工期较短的优势。预应力混凝土管桩施工环节,采用静压法较多[4]。
2.6.1 项目概况
某高层建筑为剪力墙结构,层数为18层,包含地下室1层,地上结构共17层,基础荷载大约是310 kPa。
2.6.2 工程地基处理方案
针对此工程项目施工场地,进行有效的地质勘察得知,此区域地质比较平坦,地下水主要是孔隙水,埋深在11.5 m左右,主要来自大气降水。结合勘察数据,施工单位制定完善的地基处理方案:该建筑地基施工采取水泥粉煤灰碎石桩,有效提升地基承载能力。
在应用水泥粉煤灰碎石桩施工工艺时,施工作业人员重点注意以下问题。
(1)保证桩机就位准确性,在就位之前,需要对桩轴线进行校对,校对正确无误之后,才能够进行施工,桩机就位要保持平整、稳定,沉管和地面处于垂直状态,垂直偏差不宜超过1%。
(2)沉管施工注意事项,在沉管环节,作业人员要妥善调整桩机,防止出现倾斜现象,并准确记录下电流变化情况,工作电流处于75~80 A之间[5]。
(3)在停振下料结束后,需要将振动器关闭,并在管内部灌注适量粉煤灰混凝土,粉煤灰混凝土要认真按照配合比进行充分拌和,搅拌时间不宜少于90 s。
(4)拔管过程当中,作业人员可以采用振动拔管方法,在振动拔管环节,由于桩内部的充盈系数比较大,要求作业人员继续向沉管内部投料,保证连续灌注,缓慢、均匀地提升。此建筑工程地基处理应用CFG桩加固前后岩土体物理力学指标如表2所示。
表2 建筑工程地基处理应用CFG桩加固前后岩土体物理力学指标对比
综上,通过对岩土地区地基与基础处理要点进行妥善分析,如预压处理技术要点、强夯处理技术要点、砂石垫层处理技术要点、高压喷射注浆处理技术要点、桩基础处理技术要点等,并结合具体的工程实例,提出CFG桩加固处理要点,可以保证岩土地区地基与基础处理质量得到显著提升。