王昭祥
(甘肅水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院,甘肅 蘭州 730000)
地基處理技術(shù)和樁基礎(chǔ)處理技術(shù)是巖土工程的基礎(chǔ)技術(shù),二者會影響巖土工程施工的最終質(zhì)量,因此深入探討地基和樁基礎(chǔ)處理技術(shù)非常有必要。
目前判斷巖土的物理力學特性的方法仍然是通過現(xiàn)場原位測試和巖土室內(nèi)試驗,這種方法只能粗略地計算出施工區(qū)域內(nèi)的巖土特性,并對試驗位置和采樣的代表性有較高要求,室內(nèi)試驗需要取試樣,而土樣在采樣、運送、保存和制備等方面不可避免地受到不同程度的擾動。因此,為了取得準確可靠的力學指標,在巖土工程勘察中,必須進行一定的相應(yīng)數(shù)量的野外現(xiàn)場原位試驗。但原位測試技術(shù)發(fā)展歷史較短,對測試機理及應(yīng)用的研究都有待于進一步深入;難以控制測試中的邊界條件,如排水條件,應(yīng)力條件;目前為止,原位測試數(shù)據(jù)和工程力學性質(zhì)關(guān)系仍建立在大量統(tǒng)計經(jīng)驗關(guān)系之上。
由于巖土工程多是在地下一定深度才實施的,實施過程具有一定隱蔽性,所以這就存在了一個缺點,在地下實施的工程包括地基處理、樁基處理、地下連續(xù)墻和錨桿,如果發(fā)生工程地質(zhì)問題,那么調(diào)查起來就很困難。地基是用來承受基礎(chǔ)傳遞過來的載荷,它對保證建筑物的耐久性起著非常重要的作用;樁基礎(chǔ)的作用是將載荷傳至地下較深處承載性能好的土層,用來滿足承載力和沉降的要求,這些項目一旦施工完成,這些地基、樁基就會被掩埋在地下。掩埋在地下的工程安全隱患很大,為了處理這種安全問題,降低建筑在使用過程中的安全隱患,有很多技術(shù)已經(jīng)研發(fā)出來用于巖土工程的檢測,比如常規(guī)的樁基檢測試驗有三種,分別是單樁豎向抗壓靜載實驗、單樁豎向抗拔靜載實驗、單樁水平靜載實驗。
巖土工程技術(shù)的發(fā)展是在其他工程技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,比如高壓噴射注漿法是受到高壓水射流切割技術(shù)的啟發(fā)而發(fā)明出來的;真空預(yù)壓法技術(shù)是在真空泵和射流泵出現(xiàn)之后受到二者的發(fā)展的影響而出現(xiàn)的;在液壓技術(shù)問世之后,大噸位的靜壓樁也隨之出現(xiàn);超聲波技術(shù)問世之后,用于檢測工程樁質(zhì)量的超聲波檢測法也隨之出現(xiàn)。由以上的實例可以看出巖土工程技術(shù)的發(fā)展受到了很多技術(shù)的協(xié)助,目前巖土工程的技術(shù)水平很高,看似是一門獨立的技術(shù),實際上又受到其他技術(shù)的影響而不斷的發(fā)展。
目前巖土工程是一項科學性很強的學科,是一項在施工過程中追求精確、準確性的嚴謹性學科,但是很多知識都是局限在理論上,所以在以后的發(fā)展中應(yīng)多注重與實際的施工項目相結(jié)合,研究出新的受力算法。
目前巖土工程技術(shù)已經(jīng)廣泛在城市化建設(shè)的進程中生根發(fā)芽,并有所成就,比如在國內(nèi),城市的大型的發(fā)電公司建廠,橋梁的架設(shè),鐵路軌道的建設(shè),居民樓的建設(shè)等等。在國外,幫助巴基斯坦鐵哥們鋪設(shè)鐵路,架設(shè)橋梁。
(1)技術(shù)引進階段。時間是在二十世紀的五十年代,由于我國在機械制造方面和高精尖設(shè)備方面落后西方國家,所以地基處理問題常常會遇到工程機械技術(shù)水平落后的阻礙,導致了地基的質(zhì)量無法得到保證;另一方面地基處理方案的選擇也是盲目的,不能因地制宜的選擇一套合適的地基處理方案,這樣導致人力和物力的浪費,同時破壞了施工環(huán)境,為了提高巖土工程技術(shù)水平,引進國外的施工技術(shù)。
(2)發(fā)展階段。我國將國外先進的巖土工程技術(shù)與自身實際相結(jié)合,研究出了一套適合我國地基施工的方案和技術(shù)。比如在起步階段是采用機械壓實處理地基,到目前是采用化學加固處理地基,化學加固是指將化學漿液或膠結(jié)劑在壓力的作用下,通過滲透原理將化學漿液或者膠結(jié)劑與土壤顆粒混合膠結(jié),從而改善地基的物理性質(zhì)。
CFG樁復(fù)合地基處理技術(shù)是目前廣泛應(yīng)用的一種新技術(shù),CFG是英文Cement Fly-ash Grave的縮寫,意為水泥粉煤灰碎石樁,由碎石、石屑、砂、煤粉灰摻水泥加水拌和,用各種成樁機械制成的可變強度樁。在施工前期,必須要先做的工作有兩件,一件是放線,另外一件是定位復(fù)核。為了減小管道內(nèi)的異物對注漿效果的影響,在灌注前需要用水泥砂漿沖洗管道。根據(jù)以往的施工經(jīng)驗,若想施工質(zhì)量穩(wěn)定可靠,需要將CFG注入在距離樁頭50公分下的混合料中,保證樁頭的高度要比設(shè)計高出50公分。當在下料的過程中遇到砂土層,適當降低提鉆的轉(zhuǎn)速,這樣做可以使混凝土充滿鉆桿。
(1)樁基礎(chǔ)頂部缺陷。樁基礎(chǔ)頂部缺陷主要有三方面的原因,第一個原因是混凝土強度不夠,在澆筑過程中,施工人員無法確定判斷出沉淀泥漿的厚度,導致夾帶泥的出現(xiàn),導致施工后期頂部缺陷。第二個原因是施工人員不清楚操作流程,工作行為不規(guī)范,導致施工后期拆卸模板的過程中誤操作碰壞樁的頂部。第三個原因是成樁之后,施工人員并沒有做好樁體的養(yǎng)護工作。
(2)預(yù)制樁的缺陷。預(yù)制樁的施工過程中容易出現(xiàn)的問題是樁身斷裂、樁頂斷裂。出現(xiàn)樁身錯位的時機往往發(fā)生在預(yù)制樁的沉入過程。
(3)斷樁。在施工過程中常常采用低應(yīng)變動測法來檢測樁身是否出現(xiàn)斷裂,當出現(xiàn)斷樁會發(fā)現(xiàn)振動波的速度發(fā)生變化。引發(fā)斷樁的原因是施工人員未能掌握好拔導管的速度,當速度過快時,混凝土還未流出導管,土塊已回縮,導致了斷樁的形成。
(1)振動沉樁施工技術(shù)。這種技術(shù)適合應(yīng)用在軟沙土的施工場地,具有很高的工作效率,施工過程易操作。這項技術(shù)通過將振動器安裝在樁的頂部,利用機器的振動讓沙土出現(xiàn)移位,沙土之間的間隙會變得更小。摻和的更加緊密。
(2)靜力壓樁施工技術(shù)。這種技術(shù)適用于對施工環(huán)境有較高要求的民用建筑和高層建筑,這種施工方式可以降低施工噪音,保護環(huán)境。
綜上所述,施工過程當中地基處理技術(shù)和樁基處理技術(shù)是非常重要的,先進的技術(shù)可以節(jié)省人力和物力,同時把對環(huán)境的破壞降到最低。由于各個地區(qū)的施工環(huán)境有很大的區(qū)別,所以在選擇施工技術(shù)時,要因地制宜,不能操之過急。以此來保證后續(xù)的施工的進行,做好施工前期的基礎(chǔ)工作。