朱少華
(江西省勘察設(shè)計研究院,江西 南昌 330095)
隨著我國經(jīng)濟的快速增長,城市建設(shè)發(fā)展迅速。我國南方地區(qū)多是丘陵、山地地貌,城市建設(shè)需要完成大量的“挖山填溝”工作,挖山填溝造成的高填方地基也越來越多。填方地基承載力低,壓縮性高,工程性能不均,擋墻設(shè)計中常見地基承載力難以滿足設(shè)計要求,因此,工程中應(yīng)采用經(jīng)濟合理、質(zhì)量有保證的地基處理方式。高填方區(qū)擋墻工程采用樁基礎(chǔ)能有效解決填土地基不利影響,且質(zhì)量有保證。
擬建場地原始地貌為崗地與洼地相間地貌,場地為老城區(qū)拆遷,場地標(biāo)高約20.0~36.0 m,起伏較大。由于工程建設(shè),開挖整平將形成填土邊坡,設(shè)計采用擋土墻加固,擋墻設(shè)計為永久工程,設(shè)計使用年限為50年。
勘察鉆探結(jié)果顯示,場地地層結(jié)構(gòu)由第四系雜填土(Q4ml)、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土(Q4l)、粉質(zhì)黏土(Q3al)、粉質(zhì)黏土(Q2dl)、圓礫、粉質(zhì)黏土(Q2),擬設(shè)置擋墻部位存在厚度較大的素填土。
勘察報告表明,在勘探深度內(nèi)地下水由上層滯水和第四系孔隙潛水組成。上層滯水主要賦存于上部填土中,勘察期間僅在填土較深孔位見該層水,且該層水在場地分布不連續(xù),該層水主要接受降雨的垂直入滲補給。水位隨季節(jié)變化,枯水期及平水季節(jié)水位下降,豐水期地下水位上升,水位隨季節(jié)的變化而變化。
第四系松散巖類孔隙水賦存于下部第四系砂礫層中,屬潛水,局部呈承壓性,②、③粉質(zhì)黏土為相對隔水層頂板。主要接受長江的側(cè)向補給,次為降雨的垂直入滲補給,水位隨季節(jié)變化,枯水期及平水季節(jié)水位下降,豐水期地下水位上升,水位隨季節(jié)的變化而變化,年變幅為3.0~5.0 m。
預(yù)設(shè)置擋墻部位,需支擋回填土方高度約7~9 m,高度較高,場地水平空間有限,擋墻基底為承載力低的素填土,填土下方為工程性能一般的粉質(zhì)黏土。雖然重力式擋墻具有構(gòu)造簡單、施工方便等優(yōu)點,但因其主要靠墻體自重來保證邊坡的穩(wěn)定性而造成擋墻墻身斷面尺寸大,占地較多,不能充分發(fā)揮建筑材料的強度性能,故擋墻形式選擇了對地基承載力要求較低,變形適應(yīng)能力較強的扶壁式擋墻。
由于擋墻高大,對地基承載力要求較高,基底以下為承載力低的素填土,需要進行地基處理或是采用樁基礎(chǔ)。該工程可考慮采用的地基處理方式主要包括強夯法、水泥土樁法、換土墊層法[1],由于場地空間有限,大型機械難以作業(yè),且地處老城區(qū),施工噪音控制嚴(yán)格,故強夯法和水泥土樁法無法實施,另擬建擋墻部位,表層填土厚度4.2~5.0 m,填土厚度大,換填方量大,填土開挖形成深度較大的基坑,勢必會引起周邊老舊建筑的變形沉降,且換填地基能否保證上部高大擋墻的地基穩(wěn)定性亦當(dāng)別論,故需謹(jǐn)慎采用換土墊層法。綜上分析,決定擋墻采用樁基礎(chǔ),樁基礎(chǔ)穿透填土層進入下部穩(wěn)定地層,擋墻的豎向荷載通過樁的側(cè)摩阻力和端阻力傳遞到下部穩(wěn)定地層(圖1)。
圖1 擋墻及基礎(chǔ)設(shè)計示意圖
(1)樁基施工:灌注樁應(yīng)優(yōu)先采用機械成孔方式,場地狹小處無法使用大型機械時,可采用人工挖孔樁,采用人工挖孔樁時應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計及相關(guān)要求安全施工;鋼筋籠吊裝及灌漿按規(guī)范要求實行。
(2)承臺(底板)下設(shè)0.1 m厚C15素混凝土墊層。
(3)模板及支架設(shè)計:基礎(chǔ)、立壁板和扶壁板均采用定型鋼模。
(4)混凝土澆筑:擋墻混凝土現(xiàn)場分兩次澆注:第一次先澆注擋墻底板(承臺);第二次澆筑立板及扶壁板;一次澆筑成型。
(5)臺背填土:立壁板及扶臂板混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度的75%后方可進行墻背填筑。
(1)扶壁式擋土墻設(shè)置雙排樁基礎(chǔ),樁頂標(biāo)高為25.00 m,按水平受荷樁設(shè)計;樁徑1.0 m;樁中心間距2.0 m;樁中心排距2.5 m;樁長6.0 m;樁端持力層為3粉質(zhì)黏土(硬塑)。
(2)樁基礎(chǔ)前后排樁的配筋相同,灌注樁的水泥強度為C30,鋼筋保護層的厚度為50 mm。
(3)樁嵌入承臺內(nèi)(底板)的長度不宜小于100 mm;灌注樁主筋錨入承臺內(nèi)(底板)的長度不小于35倍縱向主筋直徑。
(4)應(yīng)盡量避免主筋接長,如需接長,可采用搭接焊(焊縫長度:單面焊≥10d,雙面焊≥5d;“d”為“鋼筋直徑”,下同),同一截面有接頭的主筋數(shù)量應(yīng)小于受力鋼筋總數(shù)的50%,且接頭位置應(yīng)相互錯開35d,并不小于500 mm;樁的主筋與箍筋之間采用點焊。
(5)扶壁式擋墻、樁基礎(chǔ)的主筋與箍筋之間采用點焊,盡量避免主筋接長,如需接長采用搭接焊(焊縫長度:單面焊≥10d,雙面焊≥5d),同一截面有接頭的主筋數(shù)量應(yīng)小于受力鋼筋總數(shù)的50%,且接頭位置應(yīng)相互錯開35d,并不小于500 mm。
(6)擋墻每隔10~15 m設(shè)置一道貫通伸縮沉降縫,縫寬約2~3 cm,其間用瀝青麻筋填塞,塞填深度不小于15 cm。
(7)擋墻施工時墻身預(yù)埋泄水孔,泄水孔采用Φ100PVC管制作,豎向間距2.0 m,水平間距為2.0 m,流水坡度10%,泄水孔按設(shè)計要求設(shè)置反濾包。
(8)墻背回填需待砼強度達(dá)到75%以上方可進行,墻背填料須符合相關(guān)規(guī)范要求,可采用黏性土夾碎石回填(碎石比例占30%~40%,粒徑2~20 cm);回填須逐層夯實,壓實系數(shù)不小于0.94,夯實時應(yīng)注意勿使墻身受較大沖擊影響。
(9)承臺(底板)支模前底部設(shè)置100 mm厚的C15素混凝土墊層。
(10)擋墻上下設(shè)置排水溝,排水溝均采用C20混凝土澆筑,水溝建成后應(yīng)安排工作人員定期清理,保證運營期間排水順暢。
(1)灌注樁施工時相鄰兩孔不得同時開挖,應(yīng)間隔兩孔交錯跳挖,并待樁身混凝土強度達(dá)到設(shè)計60%以上,方可進行相鄰樁身開挖工作。
(2)鋼筋籠在地面整體制作完成后吊入樁孔,主筋與箍筋及加勁箍之間采用點焊,盡量避免主筋接長,如需接長采用搭接焊(焊縫長度:單面焊≥10d,雙面焊≥5d)同一截面有接頭的主筋數(shù)量應(yīng)小于受力鋼筋總數(shù)的50%,且接頭位置應(yīng)相互錯開35d,并不小于500 mm。
(3)樁基達(dá)到100%設(shè)計強度后方可進行承臺施工。
(4)樁底沉渣厚度≤50 mm,樁位偏差軸線和垂直軸線方向均不宜超過50 mm,垂直度偏差不宜大于0.5%。
(5)樁孔內(nèi)澆灌砼需采用水下灌注法時,混凝土強度配比應(yīng)比設(shè)計強度提高5 MPa,水下灌注應(yīng)連續(xù)進行,不得中斷。
(6)樁頂承臺施工時,樁頂應(yīng)鑿至新鮮砼面,出露鋼筋應(yīng)平直,并保證設(shè)計要求的出露長度(35d),澆注樁頂梁前,必須清理干凈殘渣、浮土和積水,保證樁與樁頂梁連接牢固[2],不得造成連接處產(chǎn)生薄弱面。
(7)人工挖孔樁采用C30鋼筋混凝土護壁,井孔周邊第一節(jié)護壁高出地面300 mm,挖出的土必須及時運走,周邊5 m內(nèi)禁止堆載及車輛通行。
(8)井內(nèi)作業(yè)人員必須戴好安全帽、系好安全帶,井孔內(nèi)設(shè)置應(yīng)急使用的安全繩,必須乘坐專用安全吊籠上下;作業(yè)人員連續(xù)作業(yè)時間不得超過4 h。
(9)樁孔每隔500~1 000 mm左右護壁一次,嚴(yán)禁超挖不護壁,護壁混凝土達(dá)到5 MPa后方可進行拆除模板。
(10)當(dāng)孔深超過5 m后,每次下孔作業(yè)前必須通風(fēng),作業(yè)過程中必須保持連續(xù)通風(fēng),作業(yè)過程中應(yīng)有可靠的防塵措施。
(11)挖孔抽水時,作業(yè)人員必須離開井孔,抽水完成后應(yīng)確定已斷開電源,再恢復(fù)井內(nèi)作業(yè)。
(12)井下作業(yè)人員在作業(yè)過程中,應(yīng)隨時注意井內(nèi)的各種變化,如地下水、流沙、流泥、塌方、護壁井圈變形、有害氣體、不明物等,發(fā)現(xiàn)以上情況應(yīng)立即回到井上并報告給施工負(fù)責(zé)人,采取有效措施解決,不得冒險作業(yè)自作主張。
高填方區(qū)擋墻工程采用樁基礎(chǔ),徹底解決了填土承載力不足的問題,質(zhì)量安全有保證。設(shè)計及施工中應(yīng)注意,擋墻和樁基礎(chǔ)之間應(yīng)保證有效連接,防止擋墻側(cè)向壓力較大時,擋墻與樁基礎(chǔ)兩者接觸部位發(fā)生剪切或傾覆破壞。