浅谈岩土工程勘察的地基基础验槽工作

作者:未知

  摘要:验槽作为岩土工程勘察的后期工作,有着极其重要的作用。本文以当前验槽工作的开展情况为基础,结合个人岩土工程勘察验槽的实践经验,浅谈验槽时应注意的有关事项。
  关键词:岩土工程勘察;验槽;地基基础
  1.引言
  自改革开放以来,乘着改革春风,全国各地大兴土木,各大城市相继大刀阔斧的投入了改建扩建的进程中,城市的发展离不开建设,工程建设也迎来了自己的春天。俗话说“万丈高楼平地起”,再高的大楼都要从平地修建起,必须把基础打牢,因此保证地基基础的质量成了工程建设的重中之重。
  2.验槽目的及内容
  岩土工程勘察在野外调查、收集资料的基础上,采用多种勘探手段,获取场地原始地质资料,经试验分析后,提交能准确反映场地工程地质条件和地基基础建议的勘察报告。勘察工作一般时间紧、任务重,在实际勘察工作中,受成本、工期、基础形式和场地条件等限制,勘探点布置的间距往往较大,不能过于密集,只能“以点代面”的评价场地工程地质条件。特别在喀斯特地区,可溶性岩石在水长期的侵蚀作用下,于内部形成土洞、溶洞、石芽、溶沟等,导致场地内地基岩土层条件极为复杂,对建筑地基基础设计、施工带来直接影响。由于岩溶发育情况不明确、变化大、隐蔽性强,针对这种情况,国家和地方性规范中均提出特殊的勘探点布置要求,以《贵州省建筑岩土工程技术规范》(DB52/ T046-2018)为例,规范中提出对岩溶场地勘探点采用“一桩一孔”或“一桩多孔”布置,确保勘探面上有足够多的点,以扩大勘探的准确度,保证每根桩均有钻孔控制。根据钻孔见洞隙率、线岩溶率、土洞率及基岩起伏面高差等划分岩溶发育等级,做出正确的工程地质评价。即便如此,在岩溶发育地区的基础施工过程中,仍常发生基槽开挖后地层与勘察报告描述不一致的情况。为减小地基岩土层的不确定性,保证地基与基础工程质量,避免因地基与基础失稳造成建筑物不可逆的损失,做好验槽工作是工程建设中必不可少的一环。
  在我国要求对安全等级为二级及二级以上的建筑物必须施工验槽,参建各方主体单位相关人员应共同参加,根据施工揭露的地基岩土体性质,结合勘察成果和设计资料,对基槽地基岩土体进行检查。主要内容为检验勘察单位所提交的成果资料是否与场地实际地质条件一致,勘察报告中给出的相关地质条件评价和地基基础建议方案是否正确和切实可行;建筑轴线位置是否准确,基坑及基础尺寸是否正确;基础深度是否达到设计深度,是否存在超挖,基底土层是否被扰动,地基岩土层是否到达设计所要求的地基持力层;是否存在未查明的墓穴、坑洞、古井、软弱下卧层等;基坑是否积水,基坑边坡稳定性是否满足要求。
  如发现有上述異常情况,应与参建各方共同协商解决,根据现场情况提出合理有效的处理措施,或提出修改相应设计方案的意见。当与勘察报告出入较大而难以准确把握时,应建议进行施工勘察。
  3.验槽的方法
  岩土工程勘察工作采用的勘探点“以点代面”形式具有很大的局限性,而实际地基条件复杂多变,常出现与勘察报告不一致的情况。在验槽时通过观察或试打试钻等方式检验开挖揭露出的地基岩土层条件是否与符合勘察报告,对发现的问题采取相应的措施来弥补更正,能有效地保证工程质量。基础形式的选择主要受地质条件、结构形式、荷载、工期及成本等因素的影响,不同的基础形式形成的不同基槽,因此验槽的重点也不尽相同。
  浅基础可分为扩展基础、联合基础、柱下条形基础、柱下交叉条形基础、筏型基础、箱形基础、壳体基础等几种。浅基础基槽施工多采用明挖的方式,开挖深度范围内地基岩土层直观可见,因此地基土表层以下不可见的软弱土层、井、洞、坑、墓穴等成为验槽的重点,对基础影响较大。基槽开挖至设计标高以上预留20cm~30cm余土暂不挖除,保持基槽底面平整,严禁水浸泡及暴晒,清除底部松土、虚土,避免扰动,在垫层施工前进行验槽工作,待验槽完毕后由人工清除预留余土至设计标高并浇筑垫层。验槽主要采用观察、问询、钎探、轻型动力触探等方式,比对地基岩土层性质与勘察报告岩土层描述是否一致,尺寸位置是否有偏差。在对槽壁和槽底的岩土层扰动情况、物理力学性质变化及边坡稳定性等进行细致检查分析的基础上,结合施工中出现的问题,判断地基持力层的适宜性。钎探和轻型动力触探普遍应用于天然地基验槽,可直接检查浅埋软弱下卧层或突出硬层、浅埋的古井、墓穴和空洞等埋藏体,通过对检测数据的分析,可判断地基持力层的强度和均匀性,检测数据可作为验槽依据。对验槽过程中发现的问题,应及时会同建设各方主体单位协商,根据实际情况采取换填、加固、封填、跨越或更换基础形式等有效措施,保证工程质量。某工程位于重庆市忠县,场地位于长江左岸Ⅰ级阶地,拟建工程为5栋28层~31层的商业住宅楼,设2层地下室。该项目场地地层主要如下:第①层,素填土;第②层,卵石土;第③层,砂岩。地下室底板放置于第②层卵石土上,采用独立基础形式,施工单位在基槽开挖结束后,为抢工期,并未通知勘察单位验槽,而是直接浇筑垫层并施工基础。待地下室完工一个月后,部分独立基础出现不同程度的不均匀沉降,导致楼板开裂,影响结构安全。业主单位急忙通知建设各方主体单位会同协商,勘察单位提出对事故独立基础采用钻探查明事故原因。经钻探发现,独立基础以卵石土为持力层,而卵石土中局部存在泥槽,泥槽内为冲洪积形成的淤泥质土,卵石土与淤泥质土之间的物理力学性质差异导致基础出现不均匀沉降。针对现场实际情况,建设、勘察、设计、监理、施工单位进行商讨并制定了采用微型桩加固的处理方案。由于本次勘察工作时勘探点布置间距较大,且发生事故的独立基础均处于勘探点之间的盲区,泥槽分布无规律性,若正确进行验槽工作,能及时发现地基土中的软弱下卧层,早发现早治理,消除隐患。
  深基础是指为把所承受的荷载相对集中地传递到地基深层承载力更高的地层上的基础,如桩基、地下连续墙、墩基和沉井等。其中桩基础是房建工程中最常见的深基础类型,根据成孔、成桩、施工方式不同可分为预制桩、人工成孔桩和机械成孔灌注桩。预制桩是采用重锤或静压将已成型的桩打入地基土层中,施工中不开挖基槽,验槽时应检查施工资料中桩端标高、桩长、贯入度和垂直度等,而承载力和变形模量等力学性质指标应以检测报告为主。人工成孔桩为干作业施工,应先做好降排水措施,严禁边抽水边施工,验槽应在完成桩孔扩大头并清理完毕后进行。验槽时技术人员可直接下放到孔底进行观察,应重点检查桩端持力层、桩长、桩径及勘察资料。机械成孔灌注桩根据适用条件不同可分为泥浆护壁钻孔灌注桩、旋挖成孔灌注桩、冲孔灌注桩、长螺旋钻孔压灌桩和沉管灌注桩等。以泥浆护壁灌注桩为例,验槽时不能直接下到桩孔内检查,应从井口返浆中获取新带上来的岩屑,分析其桩端岩体层位。但对于大部分硬质岩体,难以从细小岩屑中区分岩体的强度和风化程度,故应同时通过对照桩长、桩底标高、勘察报告进行辅助判断是否达到设计要求的桩端持力层。桩底沉渣厚度是控制桩基施工质量的重要指标,验槽时采用“测绳法”进行量测。沉渣厚度对端承型桩不应大于50mm,摩擦型桩不应大于100mm,抗拔、抗水平力桩不应大于200mm。一次清孔在钻进终孔后,二次清孔在钢筋笼吊装之后,混凝土浇筑之前进行,对于沉渣厚度不满足要求的桩孔,可根据土层情况采用正循环钻进,反循环清孔,待沉渣厚度满足要求后方可浇筑混凝土。在喀斯特地区,土洞、溶洞、石芽、溶沟等溶蚀现象隐蔽性强,且在小区域范围内也有较大变化,前期勘察难以完全查明其分布情况。而桩基础承受荷载大,桩端持力层要有足够的厚度,以满足承载力和稳定性要求,因此查明桩端持力层以下受力变形深度范围内的岩溶发育情况十分重要。现阶段岩溶发育地区地基基础施工中大多要求进行施工勘察,即采用超前钻,一般是在桩设计图出来之后,桩孔施工到位,浇筑混凝土之前进行,采用一桩一孔、大桩多孔方式进行,探查基底持力层厚度。对于施工勘察中发现的持力层厚度不满足要求的桩孔,根据溶洞大小、贯通性、充填物性质等可采取注浆封堵和加深桩长穿洞等处理措施,以保证持力层承载力和稳定性满足设计要求。超前钻能有效查明桩底持力层岩溶发育情况,但往往造成项目施工工期延长,且在已开挖的桩孔上钻探具有一定的危险性,而采用其他方式又难以替代,因此创新勘察的手段仍是我辈岩土人的重要责任!   复合地基为天然地基经置换或加固处理后的地基,其场地地质条件与勘察成果已截然不同,因此勘察成果已不能完全适用于地基基础验槽。复合地基验槽应在地基处理完成并达到预期效果、开挖至基底设计标高后进行。场地地基均匀性、承载力、基体和增强体物理力学性质指标等应以检测报告为主,辅以常用的验槽方法,并在施工过程中实时跟进,掌握现场情况,综合判断地基基础施工质量。
  4.验槽(桩)在岩土工程勘察中现实状况
  自从我国开始实行建筑物新建及改建须要进行岩土工程勘察制度以来,勘察行业一直秉承着技术先进,经济合理,确保工程质量,提高投资效益的准则,建筑地基基础工程质量得到有效保障。但是回顾国内近十几年建筑工程行业,“楼倒倒”“楼歪歪”“楼脆脆”等工程质量事故仍层出不穷,不但让民众对国内建筑工程质量失去信心,也给参与工程建设的各方单位人员敲响警钟。随着建筑工程行业蓬勃发展而伴生的违法分包、转包等行为也屡禁不止,在部分监管不足地区已经成为常态,而勘察作为建筑行业的主体单位之一,自然而然的成了此等违法行为的重灾区。在我国只要拥有相应勘察资质的单位便可在其资质范围内承接项目,自改革开放以来,特别是90年代末21世纪初期建筑行业的兴起导致勘察单位数量急剧增长,勘察单位逐渐从国企向私企发展,大量人员投入勘察市场,技术水平参差不齐。但是市场总体份额是一定的,为了承接更多的项目从而获取更大的利益,导致出现以不合理的降低价格为手段的恶性竞争,其中还存在着无资质的个人通过关系运作承接项目后转包给有资质单位从而赚取差价利润等行为。价格的降低迫使很多勘察单位通过减少勘探成本来增加项目利润,因此勘察过程中的偷工减料、弄虚作假及忽视后期验槽工作等屡见不鲜,由此产生的工程质量事故后果令人担忧。作为勘察工作后期的验槽部分,勘察单位相关人员往往只是在接到验槽通知后,于验槽当天對场地基槽进行检查,对于基槽开挖的整个过程及施工中存在的问题并无清楚认识。甚至部分勘察单位派遣严加验槽的人员根本未参与过此工程的前期勘察工作,对场地工程地质条件并不了解,自然也无法正常行使验槽职能,只是草草签字盖章,把验槽工作变成一种“走过场”的形式,为工程质量埋下很大的隐患和风险。
  参建各方应有明确的责任心,不要忽视岩土工程勘察过程中的每一道环节,更不要忽视施工验槽。我国于2003年先后发布《建设工程质量责任主体和有关机构不良记录管理办法》(试行)和《工程建设项目勘察设计招标投标办法》,着力于规范建筑市场,加大管理力度。对已建立起来的资质审查、合同备案、从业人员登记、施工验槽、施工图审查等制度严格把关,一旦发现超越资质、挂靠或鉴证的单位或个人,应依照有关行政法规进行处罚,责令改正。
  5.结束语
  地基基础是建筑物的根基,岩土工程勘察是确保地基基础工程质量的前提。通过验槽在验证勘察成果的同时,也能发现勘察工作未发现的问题,消除地基基础中存在的潜在隐患,确保建筑工程质量安全。参与勘察工作的单位和个人应充分重视验槽的重要性,端正态度,提高工作素养,提升技术水平,紧扣细节,慎之又慎,守住质量关,做好验槽工作,为建筑工程保驾护航。
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