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在建筑地基施工验槽中常见地基问题浅析

2015-07-14 125 0

1. 前言
　　众所周知，场地岩土工程勘测资料是通过对有限个勘探点的勘测、测试、实验而获得的。由于场地工程地质条件的复杂，地基土物理力学性质的差异，现有的勘测手段难以全面查明地基土的变化情况。即通过对“点”的勘测所取得的资料，难以全面反映整个场地的岩土工程实际情况。只有在地基施工中，基坑（槽）开挖后，通过基坑（槽）检验，必要时配合施工作些补充勘测才能解决。施工验槽是根据施工揭露的地质情况，对地质勘测成果与评价、建议等进行检查，核对岩土工程勘测报告所描述的场地工程地质条件与施工揭露的情况是否相符、结论是否正确、建议是否合理，当发现与勘测成果有出入，应进行补充修正，对施工中出现的问题应提出处理意见和措施。因而，验槽工作是整个工程活动中重要的、必不可少的一环，验槽工作的好坏，处理措施是否恰当，将对整个工程产生直接的影响。本文根据作者多年基坑验槽的实践经验，就有关天然地基验槽工作的内容、要求、方法和注意事项，以及常见的地基问题及其处理方法，进行了总结，并作一简要介绍，仅供参考。由于作者水平有限，文中不足之处在所难免，欢迎斧正。
　　2. 地基施工验槽工作的内容、要求、方法及注意事项
　　2.1验槽工作的内容、要求。
　　（1）检查基坑（槽）开挖的平面位置和尺寸与设计图纸是否相符;检查基坑（槽）开挖的深度、坑底标高是否符合设计要求。
　　（2）观察坑壁、坑底岩土类型、颜色、状态、均匀程度、包含物等与地质报告的描述是否相符。
　　（3）观察和分析地下水类型、来源、涌水量等情况。
　　（4）检查基坑中有无旧房屋、洞穴、古墓及其他地下掩埋物。
　　（5）对岩石地基，应观察其岩性、风化程度、裂隙发育程度及其充填物。
　　（6）对岩溶地基，应详细观察岩溶现象，查清岩溶在基坑及其场地附近的分布规律，检查有无土洞存在，分析对建筑物的影响程度。
　　（7）对检验后发现的异常地质情况，提出处理措施，解决勘测报告中未能解决的遗留问题。
　　2.2验槽的工作方法。
　　（1）验槽工作应由建设或施工单位组织勘测、设计、建设和施工等有关单位参加，共同进行检验。并且验槽工作必须有岩土与设计工程师参加，否则容易出现误验而给工程造成隐患。
　　（2）验槽工作的主要方法，首先是对基坑岩土进行观察和描述。由岩土工程师下基坑，对坑壁、坑底=的岩土情况进行仔细观察，验证坑底岩土与报告书是否相符，均匀性如何。其次，对于有必要进一步查清坑底地质情况的，可采用钎探、坑探、小麻花钻、轻便动探（N10）等方法。
　　（3）钎探是验槽最常见的、不可缺少的手段，其目的是了解基底土层的均匀性、是否有软弱下卧层及其基底下是否有洞穴、古墓、石芽、孤石等存在。钎探间距在无特殊要求时，可按表1确定。
　　表1
　　基槽宽度m 钎探排列方式钎探深度m 钎探间距m
　　B<0.8 中心排 1.2
　　0.82.0 两排错开 1.5
　　B>2.0 梅花形 2.1 1.2～1.5视地层复杂情况
　　2.3 验槽的注意事项。
　　（1）检查坑底岩土时应仔细观察刚开挖、结构未被破坏的原壮土，检验人员应亲自挖土观察。
　　（2）为保持土的天然状态，不容许基坑内积水，如发现有积水，应排除积水后检验，并检验掩没处土的湿度及强度变化情况，强度变化大时，应该采取处理措施。
　　3. 验槽中常见的地基问题
　　3.1填土问题。
　　人工填土是验槽中最常见遇到的地基问题。一般在勘测报告中，建议挖除回填土，将基础置于老土层上。但由于勘探点所显示的填土厚度及范围，不能代表整个场地填土厚度及范围，再加上施工单位有时缺乏对填土的判别能力，只管照图施工，因而当基坑挖至设计标高后，往往在坑底内，局部还残留有填土。
对于有些挖填方工程，在平整场地时，常将斜坡上部的土，挖填至斜坡下部。由于其岩性、颜色均一样，在勘测报告中，常会误判。只有基坑开挖后，通过仔细检验才能分清，验槽时查清范围，并提出处理措施。
　　3.2软土问题。
　　在场地边缘、中心等，其范围较小的软土层，或岩性、颜色相近，但力学性质差异较大的不均匀地层，勘察时不易查清，只有在基坑开挖时，才容易揭露出。验槽时必须查清范围、深度，提出处理方案。
　　3.3岩溶问题。
　　岩溶地区工程地质条件比较复杂，在基坑开挖时，常揭露出溶洞、土洞、石芽等，对于有些揭露出来的问题，可根据具体情况采取相应处理措施。而对于隐伏岩溶非常发育，在基础底部1-2m深度范围内，有可能出现土洞、石芽等问题，则须通过钎探或小麻花钻来加以查清。
　　3.4洞穴问题。
　　在开挖基坑过程中，往往会遇到地下洞穴、古墓等，尽管存在于地基的局部地段，若不作处理，对建筑物的安全和稳定是不利的。
　　3.5流砂及管涌问题。
　　流砂及管涌是基坑开挖过程中常见的工程地质问题，它们通常是由于人类的工程活动引起的。流砂是指松散细粒土被地下水饱和后，在动水压力作用下，产生的悬浮流动现象。流砂发展的结果，常造成坑壁坍塌、基础滑移或不均匀下沉等。其破坏多是突发性的对工程危害很大。管涌是指地基土在具有某种渗透速度的渗透水流作用下，其细小颗粒被冲走，岩土的孔隙逐渐增大，慢慢形成一种能穿越地基的细管状渗流通路，从而掏空地基，使地基或斜坡变形、失稳的现象。
　　3.6潜蚀问题。
　　地下水的潜蚀作用，使土体中的孔隙增大，甚至形成潜蚀土洞，导致土体中的结构松动或破坏，以致产生地表裂隙、塌陷，影响建筑物的稳定。
　　4. 常见地基问题的处理方法
　　4.1填土及软土问题的处理。
　　当基坑中有填土及软土存在时，须查明其范围，并用坑探、小麻花钻探明其深度，将其全部清除，用换土垫层法处理，即用天然（或人工）级配砂石或素土回填。该方法适用条件广，造价低廉，施工简便。
　　4.2岩溶问题的处理。
　　岩溶地基的处理主要有挖填、跨盖、灌注和排导等方法。
　　4.2.1挖填。
　　即挖除岩溶形态中的软弱充填物，回填碎石、灰土或素混凝土等以增强地基的强度和完整性;或在压缩地基上凿去局部突出的基岩，铺盖可压缩的垫层（褥垫），以调整地基的变形量。
　　（1）基础下有溶沟、溶槽、漏斗等时，挖去其中的充填物，回填碎石或毛石混凝土。
　　（2）粘性土地基局部有石芽突出时，将石芽尖部凿去，并挖凿一定深度的基岩，回填素土。
　　（3）基础下溶洞埋藏不深，顶板不稳定时，可炸开顶板，挖除充填物，回填碎石等。
　　4.2.2跨盖。
　　基础下有溶洞、溶糟、漏斗等时，可采用钢筋混凝土梁板跨越;或用刚性大的平板基础覆盖，但支撑点必须放在较完整的岩石上。也可用调整柱距的方法处理。
　　4.2.3灌注。
　　基础下的溶洞埋藏较深时，可通过钻孔向洞内灌注水泥砂浆、混凝土或沥青等，以堵填溶洞。
　　4.2.4排导。
　　对建筑物地基内或附近的地下水宜疏不宜堵。一般采用排水隧洞、排水管道等进行疏导，以防止水流通过堵塞，造成场地和地基季节性淹没。
　　4.3洞穴问题的处理。
　　4.3.1地表水形成的土洞。
　　在建筑场地和地基范围内，认真做好地表水的截流、防渗、堵漏等工作，杜绝地表水渗入土层，使土洞停止发育和发展，再对土洞采取挖填及梁板跨越等措施。
　　4.3.2地下水形成的土洞。
　　当地质条件许可时，首先尽量对地下水采取截流、改造等，以阻止土洞的继续发展。然后采用下述方法处理：
　　（1）当土洞埋深较浅时，可采用挖填和梁板跨越。
　　（2）对直径较小的深埋土洞，其稳定性较好，危害性小，可不处理洞体，仅在洞顶上部采取梁板跨越即可。
　　（3）对直径较大的深埋土洞，可采用顶部钻孔灌砂或碎石混凝土以充填空间。
　　（4）当对地下水不能采取截流、改道以阻止土洞发展时，也可采用桩基嵌入基岩内的方法处理。
　　4.3.3对于自然洞穴、古墓等的处理方法与土洞的基本相同，可根据实际情况采用填、灌、跨越等方法处理。
　　4.4流砂及管涌的处理。
　　4.4.1对于流砂一般采用三种方法处理。
　　（1）人工降低地下水位，将地下水位将至可能产生流砂的地层以下或基坑以下0.5m处，然后再开挖。
　　（2）打钢板桩。一方面可加固坑壁;另一方面可改善地下水的径流条件，即增加渗流途径，减小地下水水力梯度和流速。
　　（3）水下开挖。即基坑开挖期间，使基坑始终保持足够的水头，尽量避免产生流砂的水头差，增加坑壁土体的稳定性。
　　4.4.2对管涌的处理。
　　对管涌的处理与流砂相似，主要是控制渗流，降低水力梯度，设置保护层，打板桩等。
　　4.5潜蚀洞穴的处理。
　　（1）潜蚀洞穴离基底不深，可用重锤夯实处理。
　　（2）潜蚀洞穴分布较深，可向洞内灌注水泥砂浆堵塞洞穴，并往地层中灌注一定量的水泥浆或水玻璃水泥浆固结地层，减小透水性，消除潜蚀条件。
　　（3）沿建筑物周遍打泄水孔，孔内填砾料，将上层水引泄深层去，改变潜蚀层水头和水力梯度，降低或消除其潜蚀作用。

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