施工顺序对地基基础质量和安全的影响孟祥科

施工顺序对地基基础质量和安全的影响孟祥科

青岛中油岩土工程有限公司山东青岛266071

摘要:在城市建筑施工过程中,地基基础是关键,它是整个建筑的核心部分。因此,施工方必须要针对施工的实际情况进行研究,安排科学的施工顺序,从而保障地基基础的施工质量。基于此,文章就施工顺序对地基基础质量和安全的影响进行简要的分析。

关键词:施工顺序;地基基础;质量安全;影响

1.不重视施工顺序对工程质量安全造成的影响

在工程建筑进行地基基础施工时,如果没有很好地把控施工先后顺序,就会有弊端出现。如:某项目工程在施工时,首行进行打桩过程,再做基坑的支护工作,这样致使道路开裂,周围的建筑也不同程度受到影响。其原因在于,进行了很快的置换,而地下水、土质和孔隙等因素又对地基下桩产生了极大的影响。另一个案例,在16年时,某地工程施工现场,在其周围有较陈旧建筑,但在施工后其建筑出现了开裂现象,之后经分析,出现这些情况的原因在于没有做到:①由于先施工后支护,而致使工地有较多的淤泥;②施工时发生的振动;③老建筑地基较浅。经以上两个案例的分析总结得出:①考查工地周围有无建筑、管线或道路;②考虑在在施工时会出现挤土效应;③施工会出现空隙;④灵敏的场地要进行振动施工;⑤施工时的负荷可能致使地面下沉。因此,我们在进行地基基础施工时,要注重施工时的先后顺序。

2.桩基与地基处理施工顺序

当进行桩基施工和地基处理时,科学合理的施工顺序对于保证地基基础施工质量、避免工程事故发生是必要的,以下列举几例。

2.1预制桩和挤土灌注桩

对于预制桩和挤土灌注桩,如管桩、沉管灌注桩,沉桩顺序是沉桩施工方案的一项重要内容。一些施工单位不注意合理安排沉桩顺序造成事故的案例很多,如桩位偏移、桩体上涌、地面隆起过多、断桩、建筑物破坏等。沉桩顺序应按下列规定执行:(打桩应逐排打设或从中间开始分头向四周或两边进行)①对于密集桩群,自中间向两侧方向或四周对称施打;②当一侧毗邻建筑物时,由毗邻建筑物处向另一方向施打;③根据基础的设计标高,宜先深后浅;④根据桩的规格,宜先大后小、先长后短。

2.2灌注桩后注浆

对于采用后注浆的灌注桩,注浆作业起始时间和顺序对提高后注浆的可靠性和有效性至关重要。经大量工程实践经验的总结,后注浆的施工顺序如下:①对于饱和土中的复式注浆顺序宜先桩侧后桩端,对于非饱和土宜先桩端后桩侧,多断面桩侧注浆应先上后下;②对于桩群注浆宜先外围后内部。

2.3地基处理施工CFG桩

施工方法为:(1)定位。将桩机移到指定桩位,对中。当地面起伏不平时,调整支腿或平台基座,使桩机底座保持水平,钻杆保持垂直。一般桩位误差不宜超过50mm,钻杆垂直度偏差不超过1%。(2)钻进成孔。关闭钻头阀门,启动卷扬机下放钻杆至钻头触及地面,启动钻机钻头,将钻杆旋转下沉至桩底设计标高。(3)混合料搅拌。按设计配合比配制混合料,严格控制粗骨料粒径,本工程材料选用:5~10mm和10~20mm碎石、中砂、粉煤灰、P.042.5水泥、减水剂。配合比每立方材料用量为水泥∶粉煤灰∶砂∶碎石∶水∶减水剂=277∶73∶684∶1164∶182∶1.75,混合料坍落度为160~220mm。(4)灌料、提升。当钻机钻至设计深度时,开动混凝土输送泵灌料,当输送管及钻杆芯管充满混合料后开始启动卷扬机匀速提升钻杆,边灌料边提升,直至施工设计桩顶标高。提升速度宜控制在1.5~2.5m/min。严禁先拔管后灌料,掌握好灌料与提钻的时间差,避免提升灌料过程中停机待料现象。在流塑性土中要控制提钻速度,保证成桩质量。(5)桩顶标高停灌移机下一桩位控制好桩顶标高停灰面环节,在达到技术要求的条件下,做到少浪费混合料。(6)成桩过程中,每台机械每台班组应做一组(3块)试块(边长150mm立方体)标准养护,测定28d抗压强度。

3.土方开挖与回填的施工顺序

3.1开挖土方

在进行土方开挖时,开挖的顺序会直接影响桩的质量和基坑安全,其开挖顺序应与施工设计保持一致,充分考虑到土方开挖、堆放和运输等对支护结构受力可能会造成的影响。

3.1.1土方开挖顺序的影响

为减轻对基坑的影响,土方开挖施工必须严格按照施工组织方案的相关规定实施,遵循“开槽支撑,先撑后挖”的原则,严禁超挖,但在实际施工过程中,部分施工单位为了缩短工期,在没有设置支撑的情况下直接进行下层土体开挖,很容易引发基坑事故,影响施工安全。

某项目的土方开挖没有严格按照要求施工,存在严重超挖的情况,尤其是同时开挖最后两层土方,在垂直方向超挖了约3m,在开挖到基地后水平26m的范围仍没有设置第四道支撑,由于超挖土方使得地下连续墙出现了侧向变形的情况。在施加完成第3道支撑,没有设置第4道支撑的条件下,直接挖土至坑底,会使得第3道支撑的轴力增加约43%,最大剪力增加约38%,围护体最大弯矩增加约48%,这些数据都严重超过了设计值。

3.1.2时空效应给基坑造成的影响

施工过程中随着基坑规模的增大,其所产生的时间和空间效应也会对基坑安全造成较大影响,应严格落实分层分块开挖原则,做到开挖一块就及时施工一块垫层,在开挖完成后及时封底。及时完成基础施工,缩短基坑暴露时间,尤其是在软土地区,如果没有严格遵循分层分块开挖原则,很容易因土体蠕变导致基坑破坏事故。应深刻认识深基坑工程特点,基坑工程具有明显环境效应,时空效应较强,挖土的速度、顺序以及支撑等都会影响工程的稳定性。

3.1.3开挖软土场地的影响

在已成桩的情况下,对软土场地进行基坑开挖,需要合理安排基坑的挖土顺序,严格控制分层开挖的深度,以免土体侧移对桩产生不良影响。开挖时应做到均衡开挖,将高差控制在1m以内,软土地区作业应充分考虑基桩施工的有利条件,遵循先成桩后开挖基坑的施工顺序,如果基坑开挖不均衡,则很容易导致“坑中坑”的情况发生,造成基桩推断推歪,甚至引发安全事故。软土场地开挖保持挖土顺序的均衡性极为重要。

3.2围护墙后土体沉降变形

随着开挖深度的增加,围护墙后地表沉降位移逐渐增大,并且影响范围逐渐向墙后地表扩展。开挖至坑底时墙后地表沉降位移为18.2mm,最大沉降位移值为基坑深度的1.7‰。最大地面沉降发生在浅基础处。

3.3软土场地开挖对桩的影响

软土场地在已成桩的条件下开挖基坑,必须合理安排基坑挖土顺序和控制分层开挖的深度,防止土体侧移对桩的影响。应严格实行均衡开挖,高差应≤1m。这主要是因为在软土地区,考虑到基桩施工有利的作业条件,往往采取先成桩后开挖基坑的施工程序。当基坑开挖得不均衡时,易形成“坑中坑”,导致土体蠕变滑移将基桩推歪、推断,有的水平位移达1m多,造成严重的质量事故。这类事故自20世纪80年代以来,从南到北屡见不鲜。挖土的顺序应保证均衡,以确保已施工的基桩不因土体滑移而发生水平位移和折断。

总之,在建筑施工时,应把地基基础作为重点,它是整个建筑的核心部分。如果地基基础施工顺序安排不当可能引起地基基础工程事故、影响施工质量,应给予足够重视。

参考文献:

[1]李璐,陈秀铜.大型地下厂房洞室群施工开挖顺序及围岩稳定分析[J].中国安全生产科学技术,2016,12(S1):5-12

[2]张俊光.施工顺序对钢筋混凝土拱桥力学性能的影响[J].内蒙古公路与运输,2016,(01):1-3+14

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