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摘要:地下流沙层的含水量相对较多,其砂土细,间隙偏大,结构稳定性相对较差,在进行施工的过程中常会出现变形或是地下水渗透的现象,影响整体施工的顺利进行。本文对地下流沙层浅基础施工方法进行研究,针对地下流沙层施工困难的问题,提出了较为合理的浅基础施工方式对其进行施工,通过降水施工和土方开挖,能够确保整个工程的顺利进行,不会引发现场安全事故,希望本文能够给相关人员一些帮助和启发。
关键词:地下水;流沙层;浅基础施工;
前言:流沙层的产生过程较为复杂,一般来说,土地在受到爆破或是机械震动的影响时,地下结构会发生变化,层中的水力坡度增大,久而久之,内部的细砂进行流动形成流沙层。而流沙层给施工带来了许多较为不利的影响,若没有妥善对其进行处理,直接进行工程施工,会导致其内部的水分渗透出来。为了避免这一现象的发生,本文引进了浅基础施工技术。由于浅基础施工的方式相对较多,因此有必要对其进行探究分析,选出最为合理的方式进行地下流动层的施工。
一、地下流沙层浅基础施工方法选择
流沙层是地质工程的一个专有名词,它的含义为地下层中含水量较多的土层,砂粒的大小较为均匀,但是其缝隙较大。在其上下岩层吸水能力较差,中间相对湿润且带有腐臭味[1]。在进行流沙层的施工时就会使水流渗透,产生粉砂、细砂和亚粘土层。在进行地下流沙层的施工时需要进行堵砂导水,还需要对其进行永久支护,因此要采用浅基础施工才能正常进行施工。浅基础指的是将基础进行深埋,一般来说,在进行浅基础施工时需要将基础埋深4m左右,再或者符合基础埋的深度比基础宽度的条件即可。在进行浅基础施工时,不需要进行额外的施工步骤,只需要对流沙层的水分进行处理,妥善将其排出,将水全部排净后挖槽即可。浅基础的分类较多,其中包括扩展基础、联合基础、箱形基础等。在进行浅基础施工时通常采用两种施工方法,即基坑支护和放坡施工。由于流沙层的结构相对较差,需要对其进行基坑支护,通过人工的方式手段能够有效保证施工现场周边的安全,还能够确保施工的整体结构,因此,需要对基坑的两侧进行支挡和夯实。一般来说,支护的形式有排桩支护、桩锚等。它的优势为成本较低,支护的效率较高,进度相对较快,但其劣势也十分明显,由于开挖的土方较多,因此需要更多的时间进行回填。此外,若发生暴雨或长时间降雨,就会使支护结构长久被雨水所浸泡,可能会出现坍塌。此外,还可以采用放坡施工。为了确保施工的顺利进行,也为了安全,若土方开挖填埋达到一定程度时,超过了规定的标准高度,需要在其周边放出合理长度的边坡确保施工的安全。放坡施工只适用于相对较浅的基坑,但它的局限性相对较多,部分基坑无法使用该技术。根据现场的实际情况进行考察,发现整个地下流沙层的结构更加适合放坡施工,在进行施工难度和施工成本的考虑后,在进行地下流沙层浅基础施工时最终选择的方式为半坡施工、通过集水明排的方式通过排水沟或输水管等工具将流沙层中渗透水完全排净。此外在进行护坡时可以选取砂袋,能够更为有效的进行地下流沙层浅基础施工。
二、地下流沙层浅基础施工的技术方法
(一)降水施工
若施工场地的地下水位相对较高,在进行挖掘基坑时会出现含水层断裂的现象,含水层的断裂会使得地下水将持续不断的渗透到基坑中,久而久之,基坑内部的含水量越来越多,就会使基坑的土质变得较为松软,无法进行承重,就会影响施工的进一步开展。为了避免这一现象的发生,避免延误施工工期和现场安全事故的发生,就需要对其进行处理,即采用降水工程的方式,妥善对基坑内部的水进行排净。轻型井点适用于岩土渗透系数在 - cm/s的参数范围内,其中可能降低的水位深度为轻型3-6m,多级轻型为6-12m[2]。降水施工的做法相对较多,其中有以下几种方式:一是井点降水,通过一井一泵一出口管的方式进行排水施工。二是真空泵降水,要确保井处于密闭状态,通过真空泵进行地下水的抽取。三是明沟排水,通过挖沟将水流引出,为了能够更好的将水全部排净,还可以采用水泵抽水进行辅助。本文对三种方式进行对比,最终选取了明沟排水这一降水施工方法。
(二)土方开挖
土方开挖是整个地下流沙层浅基础施工最为关键的施工部分,它能够提高地基的承载能力,使施工场地的平整程度处于较为合理的水平,而且妥善进行土方开挖还能及时将地下水和雨水进行排放。土方开挖是指将施工场地的硬土和岩石进行挖掘运走的过程,其中可分为分挖土方开挖和石方开挖。在进行土方开挖时,由于部分土块和岩石相对较大,为了提升清理运出的效率,可以采用机械的形式进行挖掘,通过大型装货车将其进行运送,能够尽可能提升土方开挖的整体施工效率。
三、方案实施要点
(一)土方开挖的实施
在进行土方开挖前,需要对现场提前进行考察,根据现场会的实际情况制定出施工图纸,然后进行分析讨论,其原则为最大开挖深度不能超过2.3m,放坡的比例为1:1.5为最佳。然后根据图纸进行下一步的施工,施工人员需要使用测量工具,如标尺对桩承台的基础边线进行测量,按照1:1.5的放坡比例进行放坡,在进行施工的过程中会出现残渣,要及时对其进行清理,若在放坡时的比例存在一定误差,还需要对其进行边坡修理工作,使其达到规定的比例。为了能够更好的进行排水,边坡在每隔3m的距离放置一个半径25mm的泄水孔,以便于地下水能够更好的泄出。
(二)明沟集水井开挖
明沟是指在边坡上修建的不加盖子的排水沟,修建明沟的意义在于避免积水渗透进地基当中,而集水井的作用在于收集渗透进明沟的积水。在进行明沟和集水井的开挖时,需要以下几点注意事项:第一,明沟集水井开挖需要和土方开挖同步进行施工。第二,开挖的深度不同会导致明沟的规格也随之发生变化,若开挖深度小于1m时,明沟的宽和高分别为0.3m和0.3m,需在坑底挖设明沟即可,无需修建集水井,只需要不定期对积水进行抽取排水即可,若开挖深度为1.8m-2.3m之间时,不仅需要在坑底挖设明沟,而且还需要修建集水井。需要定期查看集水井的积水情况,通过抽水泵进行抽水[3]。
(三)滤管填级配砂石
通过滤管,能够有效的将集水井内的水及时排出,因此在集水井建设完工后要立马开展滤管的安装工作。若没有合适的符合工厂尺寸的滤管,就需要按照实际需求进行制定,而且为了将水进行过滤,通常在滤管内部添加适当的砂石作为过滤装置,一般来说,砂石的填装量厚度为200mm为最佳。
(四)基坑防护施工
在进行施工时必须要开挖土坑作为整个工程的基坑,一般情况下基坑的深度4m为最佳。若在地下流沙层进行基坑施工,土质较为疏松且含水量相对较高,极易出现基坑坍塌现象,影响工程进度,严重情况下甚至会引发安全事故,造成人员伤亡。为了避免这一情况的发生,需要采取维护措施。需要在基坑开挖的同时进行护坡施工,在基坑的周边区域埋设较多的钢管作为支架,然后将砂袋放置在钢管的后面形成砂袋墙,能够有效阻止流沙的流动现象。而地下水则能通过砂袋中的缝隙流出,进而流向排水沟内。
(五)降水基础施工
在进行降水施工时需要一天不停歇进行降水工作,此外还要对基坑内的污水及时进行排净,因此可以选取1.5kw的污水泵作为抽水装置,直到基坑表面没有明水即可进行下一步的施工进程。首先需要立桩,在桩的内部添加桩芯。其次是进行基础垫层的施工,它是混凝土和地基土的中间部分,起到隔绝保护的作用。之后再进行钢筋的固定作为工程的整体支架,最后对混凝土进行浇筑,降水基础施工最终完成。
(六)其他注意事项
在进行施工时,需要注意以下几点注意事项:第一,本文所阐述的施工方式只适用于地下流沙层浅基础施工,流沙流径较大也不适用。第二,为了能够提高整体的施工效率,在进行基坑开挖前就需要提前准备好砂袋、砂石等材料,能够有效避免出现基坑坍塌,还能够节约部分时间。第三,在埋设钢管时要合理控制钢管的长度、半径等其它参数。一般来说,钢管长度为1m最佳,其中要保证一半的钢管埋藏在土里,钢管的埋设间距至少要保证1m。第四,砂袋中要填入中砂,将砂袋进行错位放置能够有效提升其稳定性。此外,为了能够更好的进行护坡施工,砂袋的高度至少要保证在三袋,为了避免流沙流出,需要增设过滤装置,在砂袋基坑侧壁按住钢丝网能够起到隔绝的效果。
结论:综上所述,随着我国经济水平能力不断提升,需要在各个地区进行大规模的施工。而各个地区的土质情况各为不同,部分地区存在着地下流沙层的问题,阻碍了施工工程的实施。为了能够更好的进行地下流沙层浅基础施工,需要合理采用浅基础施工方法,通过降水施工和土方开挖有效结合,才能使整个工程顺利进行。
参考文献:
[1]贺蕾铭.地铁隧道间大直径桩基础施工技术及地铁隧道监控方法[J].工程技术研究,2020,5(23):58-59.
[2]王志宇.浅谈中小桥下部构造在流沙河床区域施工方法[J].黑龙江交通科技,2019,39(12):159.
[3]何必.透水层深基坑桥台基础施工方法的探索和运用[J].四川建筑,2020,40(05):106-108.