建筑施工过程中,建筑基础施工质量起着至关重要的作用,不同的地质基础需要经过不同的施工方法来进行开挖和加固处理。地基开挖之前需要进行地质勘探,根据勘探的结果,指定合适的施工方案。但是在一些基坑施工中,由于地质条件等因素的限制,开挖的基坑只有局部有软弱地质土以及基坑底部部分软弱地基,如果采用“全面”处理,会浪费大量的时间和人力物力,施工成本加大,不利于工程的施工。所以,在基坑施工中,遇见局部软弱地质土和基坑坑底部分软弱地基时,如何采取一种施工方法来解决这些问题,关系到施工的进度、安全和成本等。
1软土地质特性
(1)含水量高
相较于普通地基,软土地质含水量大,最大值可超过70%。软土内含水量达到临界点后,或造成水土流失,会对地基产生影响。
(2)压缩性强
软土地及液限与压缩系数成正比关系,随着液限持续增大,压缩最大系数可达到1.1MPa。压缩性直接影响土质沉降,对后续建筑物不均匀沉降产生很大影响。
(2)渗透性差
软弱地质中含有较多黏土,黏土中含有一定量的沙土,土质渗透系数小,过水能力差,直接导致软弱地质固结时间长,外力作用下,软基固化速度仍无法提升。影响到地基安全性。
(4)抗剪性低
软弱地质中主要为软土与黏土,其虽具有多样性,特性种类多,抗剪能力差,将会影响到基础排水,进而影响工程施工质量。
2 软弱地质基坑处理施工技术
(1)软弱地质基坑处理施工技术主要是在基坑施工中,对遇见基坑局部软弱层以及基坑坑底局部软弱地基进行处理,重点在基坑侧壁局部软弱层施工处理和基坑坑底的局部软弱地基处理。
(2)施工要点
1)基坑定位放线、清表、设截水沟
根据设计图纸确定出基坑放线起点,在起点用石灰做出标记,沿着设计测量的方向,通过用石灰标记出测量点和相对应的基准点。在测量放线过程中,严控测量误差,及时进行测量校正,最后进行复核测量。测量完成以后,对基坑的红线区域进行清表处理,清除障碍物,并在需要的地点埋置标志铁钉或其他标志物,以保证开挖的精度和准确性。在基坑的红线外侧开挖施工截水沟,避免基坑四周的雨水进入到基坑内,造成开挖的基坑内土体被水浸泡,影响地基承载力。
2)基坑开挖、支护
根据施工模拟顺序,按照时间节点组织现场土方开挖,标高严格根据模型及施工图纸重点把控。开挖遵循“开槽支撑、随撑随挖、分层开挖、严禁超挖”。依据进度模拟顺序分段组织施工,竖向从上至下分层开挖,采用台阶后退式开挖。开挖纵向分段,横向分层分台阶。
一边开挖一边进行基坑壁支护,即在开挖的基坑的侧壁喷射一层混凝土进行支撑;根据勘察以及设计计算,在距离基坑侧壁软弱层的上方的侧壁0.5-0.8m的位置,打入锚杆进行注浆,同时,采用模板结合钢支撑加固支撑;当开挖至基坑局部软弱层上方30cm-40cm位置,每向下开挖100cm,喷射一层混凝土进行支护,待开挖至基坑侧壁局部软弱层下方1m以下且喷射的混凝土达到要求以后,在软弱层下方不小于0.5m的位置,再打入锚杆进行注浆,在基坑侧壁局部软弱层的外侧壁挂钢筋网,将软弱层上方锚杆混凝土与软弱层下方锚杆混凝土通过钢筋网连接,将局部软弱层进行包裹,并在软弱层土体中插入一排若干PVC引流管,待上下的锚杆混凝土达到设计要求以后,然后在钢筋网的上喷射混凝土,让钢筋网的上喷射混凝与软弱层上部的锚杆混凝土与软弱层下部的锚杆混凝土连接成整体。
在基坑开挖施工中,需要随时监测基坑周围土木的沉降、变形等,由于基坑是局部(基坑土体中部)软弱土,若如采用整体施工支护,就会造成成本的增加,且浪费大量的时间,所以就通过上述方法进行局部进行加固支护。此外,为了能够保证局部支护的整体稳定性,在钢筋网的上喷射混凝土的外壁施工一圈圈梁,圈梁的两端分别延伸出基坑侧壁局部软弱层的两端至稳定土体位置,且在两端打入锚杆进行注浆,将圈梁两端与圈梁两端锚杆混凝土连接一起,形成一个“局部”加固体系,对基坑局部软弱土体进一步加固支护。
4)基坑排水
开挖至距离基坑底部10cm-15cm,为了能够保证基坑坑底的承载力,避免大型机械开挖对基坑坑底造成扰动,先检测基坑的承载力,满足要求以后,人工开挖至设计基坑坑底,再在基坑坑底的四周开挖排水沟且在基坑四角分别开挖一个比排水沟低50cm的集水井,通过集水井将排水沟的降水排出。将软弱层土体中插入的一排若干PVC引流管通过一根排水管连通,将PVC管汇集的渗水引流到基坑坑底开挖的的排水沟中。排水沟距离基坑坑底边部不小于0.5m,排水沟的朝着集水井方向的坡度0.15%,基坑的坑底边部位置,沿着基坑侧壁与基坑坑底一次性喷射一层防水加固混凝土。在该施工中,考虑到基坑坑底与基坑侧壁交汇位置容易发生失稳,所以在交汇位置进行喷射混凝土进行加固稳定,并且为了避免基坑坑底突涌,将基坑坑底内的降水通过“井点降水”的方式,降至基坑坑底以下1m,而基坑内的雨水降水和渗水等,则通过排水沟汇集到集水井中,通过抽水等方式,将集水井降水和渗水排出至基坑外。
5)局部换填
若在基坑坑底存在局部软土地基,采用局部软土地基整体换填的方式。对基坑坑底局部的软弱地基进行开挖,开挖时采用台阶开挖方式,将基坑坑底局部的软土全部开挖出,然后采用同基坑开挖出来的优质且与基坑坑底同类型土体,对基坑坑底局部开挖的坑进行分层回填。
在该施工中,基坑坑底局部开挖的台阶高度25-30cm,且台阶朝着基坑坑底局部开挖的侧壁一侧倾斜;基坑坑底局部开挖的坑,每回填一层,通过小型机具夯实一层,与台阶连接处喷洒一层石灰,将石灰与回填土拌合,回填密实,在台阶处进行加密夯实,每回填一层,进行压实度等参数的检测。对基坑坑底局部开挖的坑每次回填至每个台阶高度位置,在上面铺设一层土工格栅,每层台阶位置铺设的土工格栅与下面层平铺贴合,然后铺设一层水泥砂浆,将土工格栅与下面层连接密实, 再在土工格栅上面回填上层的土体,依次回填进行,直至回填到基坑坑底;将基坑坑底局部开挖的坑回填至基坑坑底高度以后,在基坑坑底局部开挖的坑与基坑坑底连接处喷洒一层石灰砂浆,采用小型机具夯压密实。而后,在压实回填好的基坑坑底局部开挖的坑顶铺设一层土工格栅,土工格栅的面积大于基坑坑底局部开挖的坑顶,土工格栅跨过基坑坑底局部开挖的坑顶与基坑坑底连接缝,再在上次喷射一层水泥砂浆,养护至合格,再在基坑坑底铺筑垫层。最终完成软弱基坑开挖施工。
结语:
对于建筑工程施工,地基处理重中之重,其中软弱地基处理是整个地基处理中的重要环节,该技术针对基坑施工中遇见的局部软弱地质土和基坑坑底局部软弱地基进行了一系列特殊施工步骤处理,不仅能够保证施工的安全质量,而且还能够保证施工的进度,节省施工的成本。随着建筑业科技水平提高,相关软弱地基处理技术将逐步发展,使得处理技术更加完善、安全。
参考文献
[1] 赵畅.软弱地基上基础隔震结构动力学特征及其性能研究[D].华东交通大学,2022.DOI:10.
[2] 秦阳.软弱地层基坑联合降水技术[J].工程技术研究,2019,4(18):81-82.