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天然地基的现场检验及隐患处理
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摘 要:本文对天然地基现场检验过程中遇到的问题进行了总结,并提出了消除事故隐患的处理措施。（参考《建筑中文网》）
关键词:天然地基;现场检验;事故隐患;处理措施;
现场检验又称验槽,是岩土工程中的一个重要环节,目的是检验有限钻孔的勘察与施工中全面开挖的地基是否一致,对工程勘察成果与评价建议等进行检验校核,以及根据基槽开挖实际情况研究新发现的问题和勘察遗留的问题,对保证工程质量防止工程事故起着十分重要的作用。在现场检验时应注意下述问题。
1 建筑物的平面位置与勘察设计时不相同
地下地质条件复杂,各处各异,因位置的变动地质条件也可能不同。笔者对铜陵某工程一附属建筑物基坑验槽时发现建设单位为了废地利用将该附属建筑物位置移动了二百多米,施工单位按原设计图纸进行施工。
基坑开挖至设计标高-2.8m时地基土均为填土,填土成份有的基坑以粉煤灰为主,有的基坑以粘性土为主。经现场检验,填土强度不满足设计的要求,必须重新进行处理。
验槽时20个独立基础基坑基本上都已开挖至设计标高,基坑地基土均为填土,基坑虽作了简单的支护但随时都有可能坍滑。据调查填土厚度在6.0~8.0m,上部2.0~3.0m为粉煤灰等杂填土;下部素填土,主要成份为粘性土。回填时间约5年。考虑对邻近建筑物的影响,大开挖是不可能的,经与设计人员协商建议全部挖除上部填土至原状粘性土,然后用块石混凝土砌至设计标高,经分析比较这是最经济合理的处理方案。但基坑开挖深度达8.0m,如何保证坑壁的稳定性是方案能否可行的先决条件,笔者根据现场地质条件,经过认真的分析研究,提出了“在坑壁垂直方向打锚桩,坑壁内侧横向交叉锚固分步开挖”的方案,得到了施工方的认可并实施,实践证明该方案对填土深基坑开挖并保证坑壁稳定性是可行的。
由于建筑物位置变动,地基土不能满足设计要求,通过验槽,发现并解决了问题,可以消除工程中存在的事故隐患。
2 坑底标高与设计标高是否相符
某电厂,有一建筑物基坑开挖时,基坑地基土为新近填土,不满足设计要求,按勘测成果,基础埋深-2.0m处的地基土为可塑~可塑偏硬的粉质粘土,勘测成果与基坑开挖的实际情况不符,经现场检测分析,原因为施工方弄错了标高,基坑开挖深度与设计深度相差0.8m。再挖除0.8m后,基坑地基土为可塑~可塑偏硬的粉质粘土,与勘测成果相符也满足了设计要求。
施工开挖的基坑标高与设计标高不一致的问题,一般如果施工开挖的基坑地基土与勘测成果不一致时验槽比较容易发现,但如果施工开挖的基坑地基土与勘测成果一致,验槽时就有可能忽略了,现场检验人员(主要指质检和监理)一定要注重这一问题,以消除工程中由于施工使建筑物基础埋深浅于设计埋深而可能存在的事故隐患,特别是在地形变化大的情况下,使受偏心荷载的独立基础置于分界边缘时,基础容易产生滑移和倾斜。
3 地基土性质与勘测成果是否相符
基坑地基土性质与勘测成果是否相符是现场检验的一个重要环节,如果两者不符合,原因何在?笔者在对某变电所建构筑物基坑进行验槽时发现,主变压器、主控制楼等重要建筑物的基坑地基土与勘测成果相一致,而邻近的一些附属建构筑物基坑地基土与勘测成果不相一致。分析其原因认为,由于原始地形存在高差使变电所局部地段存在填方,部分附属建筑物基础埋深较浅,按设计标高,施工开挖的坑底距原始地表面只有0.5~0.8m,由于该位置原为水稻田,表层地基土在水下长期浸泡软化,而在勘测时忽略了对表层地基土工程性质的分析研究。
勘测任务书中一般只提供变电所主要建、构筑物的基础埋置深度和设计地面标高,而一些小型的支架设备基础未提供埋置深度,特别是在存在填方地段,造成勘测时忽略对原始地面表层地基土性质的分析研究。通过现场检验,不仅使设计施工符合场地岩土工程的实际情况,确保工程质量,同时也给我们反馈一个信息,在进行岩土工程勘测时,要搞清设计标高与原始地表面标高的关系,不要忽略对表层地基土工程性质的分析研究,而且有利于我们总结勘测经验,提高勘测水平。
4 基坑内积水问题的处理
基坑内积水,土的天然状态被破坏,地基土的工程性质发生变化。现场检验时,有时发现基坑内积水。这时应督促施工单位予以排除,并根据土的性质、湿度情况,采取必要的处理措施,特别是地基土为特殊性土,如清除被水浸泡的土层,并保持基坑地基土为天然状态。
合肥某工程地基土为膨胀性土,施工基坑开挖现场检验满足设计要求。但在基础垫层浇注之前,下起了大雨,雨后基坑内积了很多水,地基土被浸泡了一天一夜,施工方把基坑内积水排除以后欲浇垫层,但基坑表层膨胀土层被水浸泡,力学性质已下降很多,经笔者现场督促,挖除了基坑内被水浸泡软化的土层,消除了事故隐患。 又如,某线路工程,一杆塔地基土为厚层(4.6m)杂填土,因承载力低,变形大, 地下水位浅,设计采用大板基础。基础施工过程中,施工单位在基坑内排水,且地下水位不易降低,当基础垫层浇好一天后,发现有开裂现象,因此,施工单位要求进行设计修改,进行必要的地基处理。笔者经过现场检验认为,基坑在抽水过程中将碎块石中充填物如粘性土、砂砾石等带出,大大地降低了杂填土的密实度,使基础产生较大的不均匀沉降,问题解决的关键是如何降低基坑中的地下水。笔者经过分析计算建议采取基坑外排水,在基坑四周共布置四口降水井,将泵头设置在-1.9~-2.0m位置抽水,使基坑四周水位保持在-1.9m左右,同时向基坑中充填中粗砂并捣实至-1.5m(设计基础埋置深度)后浇注基础。实践证明,该方法有效可行。
可见,现场检验,不光提供技术要求和质量检验,而且对施工中出现的问题,提出处理意见和措施,缩短了工期,降低了工程造价,节约了投资与时间。
5 基坑地基土不均匀性及其处理
地质条件的复杂多变,有限的钻孔,不一定能反映地质全貌,基坑开挖后,软弱层往往可见。某变电所35kV开关室条形基础基坑现场检验时,发现中间有一段(约1.0m长)为结构松散的素填土,物理力学性质与其它段相差很大,该段不能满足设计的要求。某电厂煤场挡土墙、干灰库基础等基坑现场检验时均发现类似的情况。这些均根据现场情况建议局部加深的处理方法,加强了对岩土工程施工质量的控制和检验。
6 填土地基的质量控制
某电厂工程中,由于施工工艺的要求,一些小型附属建筑物以施工中产生的填土为地基,设计对填土质量有严格的要求,施工中如何控制填土的质量是问题的关键所在。笔者在现场检验时详细地检验了填土的成份、用轻便贯入仪对其密实度及均匀程度进行了全面的测试,并采取一些扰动土样,进行击实试验,取得了相关的参数,建议并提出合理的施工处理措施,得到了设计、施工的认可并实施,该工程建成使用三年运行良好。实践证明对填土地基的现场检验,建议并提出合理的施工处理措施,满足了强度和变形的要求,也为施工单位提供了方便,而且缩短了工期,降低了成本。
7 基底存在管道等的处理
由于人类长期的工程活动,城区的自然地貌不断改造,一些沟、塘、河流被掩埋而形成暗沟、暗塘、古河道;不规则分布的古井、古墓等形成浅部地层障碍;特别是近代,城区建筑垃圾、生活垃圾的堆积,地下管线的埋设,使地质条件更为复杂,有限的钻孔有时不能全面反映地下的真实情况。如220kV铜陵电厂~铜陵北郊变线路19#塔桩基施工中发现地下4.0m深度有直径60mm供水管道,1/3水管位于东北侧桩身内。施工图勘探时,因桩间距较小,为2.4×2.4m,勘探点布置于塔位中心,未能发现地下有管道,而铜陵市政和规划设计等有关单位,无人知道又无图纸资料表明该管道的走向和埋置深度,对此经有关单位进行地下管道探测,结果发现20#塔位处有上下分布的两个管道,判定上面的为直径很小的管道,而下面管道大小无法判断,建设单位将杆塔位杂填土挖至2.0m深,只发现一根直径为15mm的管道,因场地范围有限,若继续往下挖,难度大且不安全。有限深度内能否发现另一根管道,这一难题摆到了建设及施工单位面前。笔者验槽时根据19#塔位处管道的走向、杆塔间距、20#塔位原始地形,综合判断,若为19#塔位的大管道延伸至20#塔位,最多位于20#塔位东侧1/2的范围内(西侧约15m为长江)经现场人工小螺纹钻(按20cm网格状布置)钻至6.0m深(杂填土为4.2m),未发现有大口径管道,经分析认为可以施工。经桩基施工查验,未发现有大口径管道。
8 结语
实践证明,现场检验是岩土工程的重要组成部分,其目的是使设计施工符合场地工程地质的实际,以确保建设项目的设计、施工、工程质量与运行的安全,消除工程中可能存在的事故隐患,并总结勘测经验,提高勘测水平,以取得明显的经济效益、社会效益和
关键词:天然地基;现场检验;事故隐患;处理措施;
现场检验又称验槽,是岩土工程中的一个重要环节,目的是检验有限钻孔的勘察与施工中全面开挖的地基是否一致,对工程勘察成果与评价建议等进行检验校核,以及根据基槽开挖实际情况研究新发现的问题和勘察遗留的问题,对保证工程质量防止工程事故起着十分重要的作用。在现场检验时应注意下述问题。
1 建筑物的平面位置与勘察设计时不相同
地下地质条件复杂,各处各异,因位置的变动地质条件也可能不同。笔者对铜陵某工程一附属建筑物基坑验槽时发现建设单位为了废地利用将该附属建筑物位置移动了二百多米,施工单位按原设计图纸进行施工。
基坑开挖至设计标高-2.8m时地基土均为填土,填土成份有的基坑以粉煤灰为主,有的基坑以粘性土为主。经现场检验,填土强度不满足设计的要求,必须重新进行处理。
验槽时20个独立基础基坑基本上都已开挖至设计标高,基坑地基土均为填土,基坑虽作了简单的支护但随时都有可能坍滑。据调查填土厚度在6.0~8.0m,上部2.0~3.0m为粉煤灰等杂填土;下部素填土,主要成份为粘性土。回填时间约5年。考虑对邻近建筑物的影响,大开挖是不可能的,经与设计人员协商建议全部挖除上部填土至原状粘性土,然后用块石混凝土砌至设计标高,经分析比较这是最经济合理的处理方案。但基坑开挖深度达8.0m,如何保证坑壁的稳定性是方案能否可行的先决条件,笔者根据现场地质条件,经过认真的分析研究,提出了“在坑壁垂直方向打锚桩,坑壁内侧横向交叉锚固分步开挖”的方案,得到了施工方的认可并实施,实践证明该方案对填土深基坑开挖并保证坑壁稳定性是可行的。
由于建筑物位置变动,地基土不能满足设计要求,通过验槽,发现并解决了问题,可以消除工程中存在的事故隐患。
2 坑底标高与设计标高是否相符
某电厂,有一建筑物基坑开挖时,基坑地基土为新近填土,不满足设计要求,按勘测成果,基础埋深-2.0m处的地基土为可塑~可塑偏硬的粉质粘土,勘测成果与基坑开挖的实际情况不符,经现场检测分析,原因为施工方弄错了标高,基坑开挖深度与设计深度相差0.8m。再挖除0.8m后,基坑地基土为可塑~可塑偏硬的粉质粘土,与勘测成果相符也满足了设计要求。
施工开挖的基坑标高与设计标高不一致的问题,一般如果施工开挖的基坑地基土与勘测成果不一致时验槽比较容易发现,但如果施工开挖的基坑地基土与勘测成果一致,验槽时就有可能忽略了,现场检验人员(主要指质检和监理)一定要注重这一问题,以消除工程中由于施工使建筑物基础埋深浅于设计埋深而可能存在的事故隐患,特别是在地形变化大的情况下,使受偏心荷载的独立基础置于分界边缘时,基础容易产生滑移和倾斜。
3 地基土性质与勘测成果是否相符
基坑地基土性质与勘测成果是否相符是现场检验的一个重要环节,如果两者不符合,原因何在?笔者在对某变电所建构筑物基坑进行验槽时发现,主变压器、主控制楼等重要建筑物的基坑地基土与勘测成果相一致,而邻近的一些附属建构筑物基坑地基土与勘测成果不相一致。分析其原因认为,由于原始地形存在高差使变电所局部地段存在填方,部分附属建筑物基础埋深较浅,按设计标高,施工开挖的坑底距原始地表面只有0.5~0.8m,由于该位置原为水稻田,表层地基土在水下长期浸泡软化,而在勘测时忽略了对表层地基土工程性质的分析研究。
勘测任务书中一般只提供变电所主要建、构筑物的基础埋置深度和设计地面标高,而一些小型的支架设备基础未提供埋置深度,特别是在存在填方地段,造成勘测时忽略对原始地面表层地基土性质的分析研究。通过现场检验,不仅使设计施工符合场地岩土工程的实际情况,确保工程质量,同时也给我们反馈一个信息,在进行岩土工程勘测时,要搞清设计标高与原始地表面标高的关系,不要忽略对表层地基土工程性质的分析研究,而且有利于我们总结勘测经验,提高勘测水平。
4 基坑内积水问题的处理
基坑内积水,土的天然状态被破坏,地基土的工程性质发生变化。现场检验时,有时发现基坑内积水。这时应督促施工单位予以排除,并根据土的性质、湿度情况,采取必要的处理措施,特别是地基土为特殊性土,如清除被水浸泡的土层,并保持基坑地基土为天然状态。
合肥某工程地基土为膨胀性土,施工基坑开挖现场检验满足设计要求。但在基础垫层浇注之前,下起了大雨,雨后基坑内积了很多水,地基土被浸泡了一天一夜,施工方把基坑内积水排除以后欲浇垫层,但基坑表层膨胀土层被水浸泡,力学性质已下降很多,经笔者现场督促,挖除了基坑内被水浸泡软化的土层,消除了事故隐患。 又如,某线路工程,一杆塔地基土为厚层(4.6m)杂填土,因承载力低,变形大, 地下水位浅,设计采用大板基础。基础施工过程中,施工单位在基坑内排水,且地下水位不易降低,当基础垫层浇好一天后,发现有开裂现象,因此,施工单位要求进行设计修改,进行必要的地基处理。笔者经过现场检验认为,基坑在抽水过程中将碎块石中充填物如粘性土、砂砾石等带出,大大地降低了杂填土的密实度,使基础产生较大的不均匀沉降,问题解决的关键是如何降低基坑中的地下水。笔者经过分析计算建议采取基坑外排水,在基坑四周共布置四口降水井,将泵头设置在-1.9~-2.0m位置抽水,使基坑四周水位保持在-1.9m左右,同时向基坑中充填中粗砂并捣实至-1.5m(设计基础埋置深度)后浇注基础。实践证明,该方法有效可行。
可见,现场检验,不光提供技术要求和质量检验,而且对施工中出现的问题,提出处理意见和措施,缩短了工期,降低了工程造价,节约了投资与时间。
5 基坑地基土不均匀性及其处理
地质条件的复杂多变,有限的钻孔,不一定能反映地质全貌,基坑开挖后,软弱层往往可见。某变电所35kV开关室条形基础基坑现场检验时,发现中间有一段(约1.0m长)为结构松散的素填土,物理力学性质与其它段相差很大,该段不能满足设计的要求。某电厂煤场挡土墙、干灰库基础等基坑现场检验时均发现类似的情况。这些均根据现场情况建议局部加深的处理方法,加强了对岩土工程施工质量的控制和检验。
6 填土地基的质量控制
某电厂工程中,由于施工工艺的要求,一些小型附属建筑物以施工中产生的填土为地基,设计对填土质量有严格的要求,施工中如何控制填土的质量是问题的关键所在。笔者在现场检验时详细地检验了填土的成份、用轻便贯入仪对其密实度及均匀程度进行了全面的测试,并采取一些扰动土样,进行击实试验,取得了相关的参数,建议并提出合理的施工处理措施,得到了设计、施工的认可并实施,该工程建成使用三年运行良好。实践证明对填土地基的现场检验,建议并提出合理的施工处理措施,满足了强度和变形的要求,也为施工单位提供了方便,而且缩短了工期,降低了成本。
7 基底存在管道等的处理
由于人类长期的工程活动,城区的自然地貌不断改造,一些沟、塘、河流被掩埋而形成暗沟、暗塘、古河道;不规则分布的古井、古墓等形成浅部地层障碍;特别是近代,城区建筑垃圾、生活垃圾的堆积,地下管线的埋设,使地质条件更为复杂,有限的钻孔有时不能全面反映地下的真实情况。如220kV铜陵电厂~铜陵北郊变线路19#塔桩基施工中发现地下4.0m深度有直径60mm供水管道,1/3水管位于东北侧桩身内。施工图勘探时,因桩间距较小,为2.4×2.4m,勘探点布置于塔位中心,未能发现地下有管道,而铜陵市政和规划设计等有关单位,无人知道又无图纸资料表明该管道的走向和埋置深度,对此经有关单位进行地下管道探测,结果发现20#塔位处有上下分布的两个管道,判定上面的为直径很小的管道,而下面管道大小无法判断,建设单位将杆塔位杂填土挖至2.0m深,只发现一根直径为15mm的管道,因场地范围有限,若继续往下挖,难度大且不安全。有限深度内能否发现另一根管道,这一难题摆到了建设及施工单位面前。笔者验槽时根据19#塔位处管道的走向、杆塔间距、20#塔位原始地形,综合判断,若为19#塔位的大管道延伸至20#塔位,最多位于20#塔位东侧1/2的范围内(西侧约15m为长江)经现场人工小螺纹钻(按20cm网格状布置)钻至6.0m深(杂填土为4.2m),未发现有大口径管道,经分析认为可以施工。经桩基施工查验,未发现有大口径管道。
8 结语
实践证明,现场检验是岩土工程的重要组成部分,其目的是使设计施工符合场地工程地质的实际,以确保建设项目的设计、施工、工程质量与运行的安全,消除工程中可能存在的事故隐患,并总结勘测经验,提高勘测水平,以取得明显的经济效益、社会效益和
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