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城市建设中复合地基技术施工及管理

2015-07-14 101 0

近几年来，随着科技、经济、社会的全面发展，城市建设节奏也在不断加快，复合地基运用在实际工程中的例子越来越多。但从城市建设管理者的角度来看，复合地基技术的施工会对地基自身的质量，周围的环境等造成怎样的影响，该如何进行管理呢？伴随着复合地基技术的不断发展，其管理方法也需要得到不断提高，以适应城市建设的环境。本文将以一些复合地基为例，探讨和分析复合地基施工的特点以及管理方法。
　　1复合地基概述
　　复合地基是多种地基处理方法的总称。其包含了砂石桩复合地基、水泥粉煤灰碎石桩复合地基、夯实水泥土桩复合地基、水泥搅拌桩复合地基、旋喷桩复合地基、土桩和灰土桩复合地基等。这一类地基处理方法的共同特点是：天然地基中的部分土体被增强，或被置换，由增强体和基体两部分组成复合地基。在荷载作用下，复合地基中的两部分共同承担荷载。作为地基处理方法中的一类方法，复合地基的工作原理是在天然地基土体中加入增强体，两者共同作用承担荷载。所以复合地基不但能提高地基承载力，控制地基沉降，还保留了部分天然土体，使原有的土体承载性能得到了充分发挥，最大限度地利用了原有地基。所以，与其他的地基处理方式相比，复合地基的应用范围更广泛，适用的土性土质情况更丰富；用复合地基进行地基处理后，也能使建筑物的基础形式发生改变。所以与普通的桩基础相比，复合地基还有节约造价、缩短工期等优势。
　　2复合地基在城市建设中的普遍性和重要性
　　简而言之，复合地基对地基处理有以下几种作用：
　　2.1置换作用
　　将原有的承载力不足或较松散的土体置换为承载力较高、压缩模量较大的土体，置换的程度用置换率来表示。一般来说，置换率越大，复合地基的承载性能越好。复合地基对土体的置换作用能显著提高地基承载力，加大压缩模量，从而起到减少沉降，有效承担上部荷载的作用。
　　2.2振密、挤密作用
　　当采用振动或挤密的成孔方式进行施工时，会对周围土体产生横向压力，使桩与桩之间的天然土体的孔隙比减小，密实度加大，间接地改善了天然地基土体的性能。
　　2.3排水作用
　　以碎石桩复合地基处理软粘土地基为例，碎石的渗透系数大大高于软粘土的渗透系数。碎石桩体在地基中不仅承担了大量的上部荷载，也形成了良好的渗水通道。当建筑物荷载施加在复合地基上时，产生的超孔隙水压力可以通过碎石桩体得到有效消散，可加快地基排水固结，防止砂土液化，使地基更快达到最终沉降。
　　3复合地基施工的特点
　　3.1现场条件复杂，施工不能完全满足设计的要求
　　由于天然地基土在复合地基中参与了荷载的承担，复合地基的承载力会随着土层土性的不同而发生变化。一些复合地基在设计时还需考虑地基液化、腐蚀性环境、地下水流速过大等问题。而在地基勘探过程中，只能钻取少量具代表性的点，无法准确真实地记录全部处理范围内的情况。这就导致了复合地基的施工现场条件比设计时相对复杂，施工完成后复合地基的承载力、复合土层的压缩模量与设计值有差别。当施工后的复合地基无法满足设计要求时，就会对其上部建筑物造成开裂、沉降过大等质量问题。
　　3.2施工引起的振动、变形破坏
　　以碎石桩复合地基为例，其施工方式根据成孔的方式不同可分为振冲法、振动沉管法等。当采用振冲法进行施工时，振冲器工作产生的振动和挤压会引起地面加速度和土中孔隙水压力，从而对邻近的建筑物产生不良影响。而振动沉管法的振动和挤土效应也将极大地扰动桩周土，对饱和软粘土造成结构破坏，使其强度降低，超孔隙水压力增大，导致土体变形。除此之外，一些复合地基的施工还会造成较大范围的地面隆起，严重时会对市政管线造成破坏。
　　3.3施工引起的水泥浆污染
　　以高压旋喷桩复合地基为例，其施工方式是将水泥浆用高压喷入土层，与土体混合形成水泥加固体。高压旋喷桩复合地基施工时产生的振动较小、噪音较低。但高压喷射过程中会产生大量的水泥浆对环境造成污染。污浆的成分一般为水泥、砾石、砂、土等。如果污浆进入了城市已有的排水系统，水泥浆会与土、砂石等成分发生硬化、硬结，造成管沟堵塞，加大了清理难度。如果施工时作业空间较小，紧邻建筑或道路，污浆可能漫流到地面，为行人和车辆的通行带来不便。如果污浆大量囤积在施工区域周围，也会对建筑构成隐患。
　　4复合地基技术施工管理办法
　　为尽量避免复合地基施工时有可能出现的问题，需要对复合地基的施工进行及时有效的管理。针对以上三点，在这里提出以下的施工管理办法：
　　4.1加强设计前的勘查、试验工作与施工后的质量检验工作
　　针对复合地基所要求处理的范围，应尽可能详细地对土体的物理化学性质、水文地质条件、地层分布情况进行准确的记录。必要时增加勘探点的数量，提供更多的技术数据，使设计更精确，施工时更有把握。对于重要工程或在缺乏经验的地区，应进行现场试验，为设计提供依据。而施工完成后，应严格按照建筑地基处理技术规范对复合地基的质量进行检验。一旦发生检验不合格的情况，应及时联系设计单位做出补救措施。
　　4.2做出合理的施工组织设计
　　合理的施工组织设计是控制施工质量及减小施工影响的关键环节。针对不同的复合地基施工方法，分别提出了以下管理办法：
　　（1）可以通过控制振冲器与附近建筑物的安全距离来减小振动带来的影响，明确安全距离的确定与选用的振冲器的振幅、速度，建筑物的重要性和地基土是否容易发生液化相关。
　　（2）当采用的复合地基施工方法会造成地面隆起或影响地下管线时，应对成孔的顺序制定合理的施工计划：先深后浅、先中间后周边、先密集区域后稀疏区域、先近已有建筑物后远已有建筑物。必要时还需要根据地质勘查报告，决定是否采用隔桩跳打。如果地面隆起值或对管线的挤压作用仍然过大，还需开挖减压槽、减震沟，或设置应力释放孔。
　　（3）为了防止污浆对环境的污染，施工时应注意控制注浆压力和喷射速度，开挖明沟引流，设置沉淀池进行沉淀净化和循环回收。
　　5结束语
　　综上所述，在城市建设中，地基处理具有工作空间较小，周围高层、超高层建筑较多，周边市政管线复杂等特点。复合地基由于其加固效果好、适用范围广、经济型好等优势被广泛地应用于地基处理当中。然而，在利用复合地基技术施工时，会伴随着出现振动、变形破坏、环境污染等问题，对周围已有的构筑物造成不利的影响。对此，提出了两点方法，分别从施工前、中、后三个时期对复合地基的施工进行了管理。
　　参考文献：
　　[1] 朱克冰. 城市建设中复合地基技术施工及管理[J]. 建筑施工， 2014，（09）.
　　[2] 中国建筑科学研究院. JGJ 79-2012建筑地基处理技术规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社， 2013.
　　[3] 戈伟，李令燕. 复合地基的特点及其发展[J]. 山西建筑， 2010，（36）.
　　[4] 贺军，伍家超. 振动沉管CFG桩施工对旧路的扰动影响[J]. 科学技术与工程， 2010，（10）.
　　[5] 龚晓南. 地基处理手册[S]. 北京：中国建筑工业出版社. 2008.

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