桩基础可能存在哪些工程地质问题
1. 常见的工程地质问题有哪些
风化、破碎岩层。风化一般在地基表层,可以挖除。破碎岩层有的较浅,可以挖除。有的埋藏较深,如断层破碎带,可以用水泥浆灌浆加固或防渗;风化、破碎处于边坡影响稳定的,可根据情况采用喷混凝土或挂网喷混凝土罩面,必要时配合注浆和锚杆加固。
断层、泥化软弱夹层。对充填胶结差,影响承载力或抗渗要求的断层,浅埋的尽可能清除回填,深埋的注水泥浆处理;浅埋的泥化夹层可能影响承载能力,尽可能清除回填,深埋的一般不影响承载能力。断层、泥化软弱夹层可能是基础或边坡的滑动控制面。
松散、软弱土层。对不满足承载力要求的松散土层,如砂和砂砾石地层等,可挖除,也可采用固结灌浆、预制桩或灌注桩、地下连续墙或沉井等加固;对不满足抗渗要求的,可灌水泥浆或水泥黏土浆,或地下连续墙防渗;对于影响边坡稳定的,可喷射混凝土或用土钉支护。
滑坡体。斜坡内可能沿滑动面下滑的岩体称为滑坡体。滑坡发生往往与水有很大关系,渗水降低滑坡体尤其是滑动控制面的摩擦系数和黏聚力,要注重在滑坡体上方修筑截水设施,在滑坡体下方筑好排水设施。防止滑坡,经过论证可以在滑坡体的上部刷方减重,未经论证不要轻易扰动滑坡体。
地下水发育地层。当地下水发育影响到边坡或围岩稳定时,要及时采用洞、井、沟等措施导水、排水,降低地下水位。
对结构面不利交汇切割和岩体软弱破碎的地下工程围岩,地下工程开挖后,要及时采用支撑、支护和衬砌。支撑多采用柱体、钢管排架、钢筋或型钢拱架,拱架的间距根据围岩破碎的程度决定。
岩溶与土洞。当建筑工程不可能避开时,可挖除洞内软弱充填物后回填石料或混凝土。不方便挖填的,可采用长梁式、桁架式基础或大平板等方案跨越洞顶,也可对岩溶进行裂隙钻孔注浆,对土洞进行顶板打孔充砂、砂砾,或做桩基处理。
2. 常见工程地质有哪些问题与防治
工程地质问题是指已有的工程地质条件在工程建筑和运行期间会产生一些新的变化和发展,构成威胁影响工程建筑安全的地质问题称为工程地质问题。由于工程地质条件复杂多变,不同类型的工程对工程地质条件的要求又不尽相同,所以工程地质问题是多种多样的。就土木工程而言,主要的工程地质问题包括:(1) 地基稳定性问题:是工业与民用建筑工程常遇到的主要工程地质问题,它包括强度和变形两个方面。此外岩溶、土洞等不良地质作用和现象都会影响地基稳定。铁路、公路等工程建筑则会遇到路基稳定性问题。(2) 斜坡稳定性问题:自然界的天然斜坡是经受长期地表地质作用达到相对协调平衡的产物,人类工程活动尤其是道路工程需开挖和填筑人工边坡(路堑、路堤、堤坝、基坑等),斜坡稳定对防止地质灾害发生及保证地基稳定十分重要。斜坡地层岩性、地质构造特征是影响其稳定性的物质基础,风化作用、地应力、地震、地表水、和地下水等对斜坡软弱结构面作用往往破环斜坡稳定,而地形地貌和气候条件是影响其稳定的重要因素。(3) 洞室围岩稳定性问题:地下洞室被包围于岩土体介质(围岩)中,在洞室开挖和建设过程中破坏了地下岩体原始平衡条件,便会出现一系列不稳定现象,常遇到围岩塌方、地下水涌水等。一般在工程建设规划和选址时要进行区域稳定性评价,研究地质体在地质历史中受力状况和变形过程,做好山体稳定性评价,研究岩体结构特性,预测岩体变形破坏规律,进行岩体稳定性评价以及考虑建筑物和岩体结构的相互作用。这些都是防止工程失误和事故,保证洞室围岩稳定所必需的工作。(4) 区域稳定性问题:地震、震陷和液化以及活断层对工程稳定性的影响,自1976年唐山地震后越来越引起土木工程界的注意。对于大型水电工程、地下工程以及建筑群密布的城市地区,区域稳定性问题应该是需要首先论证的问题。
3. 桩基施工有哪些危险因素
危险因素分析
根据钻孔桩施工工艺及施工中所用机械设备进行分析,钻孔桩主要在以下方面存在安全隐患:钻进成孔、钢筋笼吊装、临时用电、大型机械施工等。
5.1 钻孔桩钻进成孔安全措施
(1)塌孔预防
施工前应根据地层的工程地质特性拟定钻进措施,选择合理的泥浆参数是预防塌孔的重要一环。在临河处护筒采用16mm厚钢板加工。内径比设计孔径大30cm。护筒埋设深度以穿透砂层进入粘土层1.5m来控制,成孔采用泥浆护壁,控制泥浆相对密度1.1左右,含砂率不大于4%,粘度80s左右。在钻进到卵石土层时,根据孔内地质实际情况适当投入粘土依靠钻头反转增强护壁,适当降低钻进速度以有效防止塌孔。
(2)偏孔斜孔预防
钻机定位要准确,钻头对中误差小于2cm,保持钻机钻头中心和护筒中心在同一竖直线上,开钻前及施工过程中检查钻机是否水平,钻孔至孔深的1/2,、钻孔结束后及时检查钻孔的垂直度。
(3)钻进过程中如果发生坍孔、偏孔或沿护筒周围冒浆等情况,可采取以下措施:
①当钻孔倾斜时,将钻头提升至偏孔处,慢慢反复扫孔修正。当钻孔倾斜严重纠正无效时,在孔内回填至偏孔处上部约0.5米待沉淀密实后重新钻进。
②钻孔中,如果遇到护筒内水位急剧下降,且伴有气泡冒出,则可能发生了坍孔。轻微坍孔,通过减慢钻进速度、提高泥浆粘度、密度等措施通过坍孔处;坍孔严重时,立即停钻回填粘土,待孔壁稳定后再钻进。
③钻孔桩施工时,必须严格按照施工技术交底中施工顺序进行组织施工,相邻两桩最小时间间隔不得小于24小时,防止施工时发生串孔。砼浇筑后,孔口空洞部分采用钢筋网片或木板覆盖以防止人员掉入孔口内造成安全事故。
5.2 钢筋笼吊装施工安全措施
钻孔桩钢筋笼吊装采用吊车进行吊装,在吊装过程中,因指挥、司机操作或吊点设置不当,可能危及到钢筋笼及人身安全,所以必须加强安全管理,严格按章操作。
(1)钢筋笼必须严格按技术交底进行设置吊环,吊环必须与钢筋笼主筋焊接牢固,且吊环位置不得随意改变。
(2)吊装施工必须由专门指挥进行指挥,且有安全员进行全过程旁站。起吊前,首先是检查钢丝绳是否符合规定标准,挂钩是否有裂纹、保险是否可靠有效,吊车是否处于安全状态,钢筋笼吊点是否焊接牢固。
(3)起吊时使用口哨示警,令起吊作业区域内人员撤出,禁止吊车斜拉、斜吊。钻孔桩成孔后,钢筋笼未放下之前,在孔口使用钢筋网或木板防护。当风力超过6级时,禁止进行钢筋笼吊装作业。
5.3 临时用电施工安全措施
(1)施工现场用电管理
①临时用电必须按《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005编制用电施工组织设计,制定安全用电技术措施和电气防火措施。
②安装、维修或拆除临时用电工程,必须由专业电工完成,所有电气设备严格执行“一机一闸一漏一箱”,严禁一闸多机使用或私接乱拉现象。
(2)电工
①电工必须持特种作业操作证方准上岗操作,项目部要定期对电工及相关操作用电人员进行培训。
②上岗前按规定穿戴好个人防护用品。按规定定期(工地每日)对用电线路进行检查,发现问题及时处理,并做好检查和维修记录。
(3)电缆线路
电缆干线应采用埋地或架空敷设,并应避免机械损伤和介质腐蚀。电缆穿越建筑物、构筑物、道路、易受机械损伤的场所及引出地面从2m高度至地下0.3m处,加设防护套管。橡皮电缆架空敷设时,应沿墙壁或电杆设置,并用绝缘子固定,不得使用金属裸线作绑线。橡皮电缆的最大弧垂距地面不得小于2.5m。
(4)接地与防雷
在施工现场专用的中心点直接接地的电力线路中,必须采用接零保护系统。保护零线不得装设开关或熔断器,施工现场所有用电设备,除做保护接零外,必须在设备负荷载的首端处设置漏电保护装置。施工现场的起重机、井字架、龙门架等设备若在相邻建筑物、构筑物的防雷屏蔽范围以外,应安避雷装置。
5.4 施工机械施工安全措施
桩基施工主要施工机械设备有:旋挖钻机、履带吊、泥浆汞、电焊机等。
(1)钻机施工安全措施
①钻机操作工、指挥等配套齐全,持证上岗,进入现场必须遵守安全操作规程和安全技术措施,佩戴安全帽穿胶水鞋。
②钻机安装前应按作业方案和对照钻机说明书的要求,详细检查各部件、零配件是否齐全合格。
③作业前将操纵杆放在空挡位置,启动后应先空运转试验,检查仪表、温度、音响、制动等各项工作正常后,方可作业。
④钻孔时应对准桩位,先使钻杆向下,钻头接触地面,再开动钻机冲孔,不得晃动钻头。
⑤成孔后,必须将孔口加盖保护或浇注混凝土,附近不准堆放重物和材料。
⑥严禁在高低压架空电线下方钻孔,移动钻机、钻杆时必须保持与高压线的安全距离不小于4米。
⑦遇大雨大雾和六级以上大风,应停止钻桩作业,当风力超过六级或台风警报时,应将机架平放。暴风雨后,必须进行一次全面检查,发现问题及时处理。
(2)吊车施工安全措施
①吊车距钻孔边缘必须保持6m以上的安全距离。
②起吊过程必须有专人指挥作业,专职安全员在旁监督,吊装物体时下方严禁站立人员。起重机应在平坦坚实的地面上作业、行走和停放,在正常作业时,坡度不得大于3°。
③吊车启动前重点检查各项目应符合下列要求:各安全防护装置及各指标仪表完好;钢丝绳及连接部位符合规定;
④各连接件无松动。吊车启动前应将主离合器分离,各操纵杆放在空挡位置,应按照规定启动内燃机。内燃机启动后,应检查各仪表指示值,待运转正常后再接合主离合器,进行空载运转,顺序检查各工作机构及其制动仪器,确认正常后,方可作业。
⑤作业时,吊车臂的最大仰角不得超过出厂规定。当无资料可查时,不得超过78°。起重机变幅应缓慢平稳,严禁在起重臂未停稳前变挡换位:起重机荷载达到额定起重量的90%及以上时,严禁下降起重臂。在起吊荷载达到额定起重量的90%及以上时,升降动作应慢速进行,并严禁同时进行两种以上动作。
⑥起吊重物时应先将重物吊离地面200mm~500mm后,确认重物以挂牢,起重机的稳定性和制动机的可靠性均良好,再继续起吊。在重物升起过程中,操作人员应把脚放在制动踏板上,密切注意起吊重物,防止吊钩冒顶。当起重机停止运转而重物仍在空中时,即使制动踏板被固定,仍应脚踩在制动踏板上。
(3)电焊机使用安全技术规范
①操作人员应持证上岗,并佩戴护目和手套。电焊机必须安装二次降压保护器。电焊机作业前,必须清除上下电极的油污,通电后机体外壳应无漏电。启动前应先接通控制线路的转向开关调整极数。电极、触头保持光洁,漏电立即更换。
②作业时,严禁加大引燃电路中的熔断器当负载过小使引燃内不发生电弧时,不得闭合控制箱内的引燃电路。
(4)泥浆泵使用安全技术措施
①泥浆泵必须放在稳固的基础架或地基上,起动前应进行检查,个连接部位要紧固,电动机旋转方向应准确,管路连接牢固,密封可靠闸阀灵活有效。转动中出现异响或水量、压力不正常或有明显的高温应停泵检查。
②在正常情况下,应在空载时停泵。停泵时间较长时,必须打开放水孔,并松开缸盖,提起底阀放水杆,放尽泵体及管路内的全部泥浆。
5.5 夏季防台风、高温作业
(1)认真听取天气预报,做好与有关部门的信息沟通,及时了解最新台风动向。
(2)一旦接到防台预警,所有作业人员必须提前停止作业,撤离作业平台,小型机具材料必须做好捆扎、固定。
(3)在撤出作业平台后,人员必须到稳固可靠的室内避风,吊车等需放平大臂,减少迎风面,停于指定安全区域。
(4)进行上岗前体检,凡有心血管疾病、高血压,活动性肺结核,肝、肾疾病,明显内分泌疾病,出汗功能障碍者,均不宜从事高温作业。
(5)加强营养,准备含盐份的清凉饮料、茶水,绿豆汤等防中暑物品发放工作。
(6)在特殊高温作业(电焊)场所,应配有隔热、阻燃和通风性能良好的工作服。
5.6 临水、临边作业安全
(1)进入现场,施工人员必须正确佩戴好合格的安全帽、救生衣。作业人员着装要整齐,严禁赤脚、穿拖鞋、高跟鞋进入现场。不得酒后上岗。
(2)施工现场严禁嬉戏、打闹。
(3)严格遵守项目部有关安全保卫制度。
(4)夜间施工必须配备足够的照明设备。
(5)禁止随意拆卸防护栏杆、安全设施,如意外损坏需及时修补完善。
4. 常见的不良地基土有哪些其工程地质问题是什
软土地基主要受力层中的倾斜基岩或其他倾斜坚硬地层,是软土地基的一大隐患。其可能导致不均匀沉降,以及蠕变滑移而产生剪切破坏,因此对这类地基不但要考虑变形,而且耍考虑稳定性。若主要受力层中存在砂层,砂层将起排水通道作用,有利于地基承载力的提高。
水文地质条件对软土地基影响较大,如抽降地下水形成降水漏斗将导致附近建筑物产生沉降或不均匀沉降;基坑迅速抽水会使基坑周围水力坡度增大而产生较大的附加应力,致使坑壁坍塌;承压水头改变将引起地面的明显沉降等。这些在岩土工程评价中应引起重视。此外,沼气逸出对地基稳定和变形也有影响,通常应查明沼气带的埋藏深度、含气量和压力的大小,以此评价对地基的影响程度。建筑施工的加荷速率的适当控制,或改善土的排水固结条件可提高软土地基的承载力及稳定性。即随着荷载的施加地基土强度逐渐增大,承载力得以提高;反之,若荷载过大,加荷速率过快,将出现局部塑性变形,甚至产生整体剪切破坏。
8.3.3软土地基工程应注童事项
在软土地区修建桥梁或其他建筑物,首先应对地质、水文状况进行详尽的勘察,查明欲建场地软土的地质及工程特性,掌握全面的、翔实的第一手资料,这是正确设置桥跨或其他结构物,选择适当结构类型的首要条件,也是设计和施工能紧密结合实际情况,采取有针对性工程措施的关键环节。
软土地基的强度、变形和稳定是工程中必须全面充分注意的问题,是造成桥梁或其他建筑物产生过大或差异沉降、位移、倾斜、开裂和失稳等严重损坏事故的主要原因。国内外从实践中对软土地基上的基础工程设计技术、施工方法、地基加固等方面已积累了不少成功经验和科研成果,只要对这些成果借鉴和使用得当,则软土地基上的桥梁或其他建筑物的安全是能得到保证的。以下着重介绍有关软土地区桥梁基础工程应注意的事项,其他建筑物也可参考。
1.合理布设桥涵
在软土地区,桥梁位置既要与线路走向协调,又要特别注意桥梁建筑物对工程地质的要求,如果地基土层深,厚软黏土,特别是流动性的淤泥、泥炭和高灵敏度的软土,不仅设计技术条件复杂,而且将给施工、养护、运营带来许多困难,应力求避免。另选择软土较薄、均匀、灵敏度较低的地段应更为有利。对于小桥涵,可优先考虑地表硬壳层较厚,下卧层为一般均匀软土处,以争取采用明挖刚性扩大基础,降低造价,方便施工。
在确定桥梁总长、桥台位置时,除应考虑泄洪、通航要求外,究竟应将桥台覆于何处,不能拘泥于在一般地质状况下的习惯做法,应考虑合理的利用地形,地质条件,适当的延长桥长,使桥台置于地基土质较好或软土较薄处,用桥梁代替高路堤,减少桥台和填土高度,会有利于桥台、路堤的稳定,在造价、占地、运营条件和养护费用等通盘考虑后,往往在技术上、经济上都是合理的。
软土地基上桥梁宜采用轻型结构,尽量减轻上部结构及墩台自重。由于地基易产生较大不均匀不变,一般以采用静定结构或整体性较好的结构为宜,如桥跨结构可采用钢筋混凝土箱形梁,桥台采用十字形、U形桥台,桥墩采用空心薄壳结构等。桥洞宜用钢筋混凝土管涵、整体基础钢筋混凝土盖板涵、箱涵以保障桥身刚度和整体性。
设计时所用到的软土的有关物理力学性质参数,应尽可能通过现场原位试验取得。并应注意,我国沿海、内陆等地的软土由于沉积年代,环境的差异,成因的不同,他们的成层条件,粒度组成,矿物成分有所不同。有时其物理力学性质指标虽相近,但工程性质并不相近,故不应相互借用。
2.软土地基桥梁基础设计应注意事项
为保证地基稳定并控制沉降在容许范围内,作为设计者应从减轻荷载和提高地基承载力两方面着手。对于上部结构设计来说,控制建筑物的长高比,采用轻型材料,充分利用硬壳土层作持力层,加强基础的刚度和强度等都是有利地基稳定,减少沉降和不均匀沉降的有益措施。对于基础设计来说,首先要确定天然地基的承载能力和由于施加荷栽可能产生的最大沉降量、沉降差,并据以确定地基是否需要加固。如软土地基上的路堤就有“填筑临界高度”的规定,即指天然地基上用快速施工方法修筑一般断面路堤所能填筑的最大高度。并非凡是软土地基,就一定加固处理。
软土地区的桥梁基础,常用的是刚性扩大基础和桩基础,也有用沉井基础的,在软土地基上设置上述类型基础时,应注意以下几个问题:
(1)刚性扩大浅基础。在较稳定、均匀、有一定强度的软土上修建结构简单、对地基沉降要求不严的短跨径桥梁,常争取采用天然地基(或配合砂砾垫层)上的刚性扩大浅基础。但常产生诸如:因软土的局部塑性变形而使墩台发生不均匀沉降,由于台后填土的影响使桥台前后端沉降不均而发生后仰,有时还同时使桥台向前滑移等工程事故,因此,在设计时应注意对基础受力不同的边缘(如桥台的前趾、后踵)沉降的检算及其抗倾覆、滑动检算。
5. 常见的工程地质问题和对工程危害程度的评述
一、常见的工程地质问题
深圳地区常见的工程地质问题有软土地基不均匀沉降,岩溶地面塌陷,砂页岩互层软弱地层的崩塌、滑坡和对工程桩的影响,中生代晚期花岗岩中北西向断裂对工程桩的影响,北东向断裂对工程的影响。
二、对工程危害程度的评述
(一)软土地基不均匀沉降对工程的影响
深圳湾沿岸、珠江口东岸的沙井-妈湾、盐田港区、坝光西岸等地广泛分布着浅海相或海-陆交互相淤泥、淤泥质黏性土、泥炭、泥炭质土等,一般厚度为5~10m,部分为10~16m,最厚达22 m,加上填海造地时填土为5~10m,总厚度为15~25m。软土的特点是含水量高,压缩性高、强度低、透水性差,具有流变性和不均匀性,其工程特性远不能满足建筑物的变形和承载力及地面使用要求,必须进行加固处理。深圳地区近十多年来进行了皇岗口岸、福田保税区、深港西部通道口岸、后海填海区、滨海大道及其北部填海区、前海湾填海区、铜鼓航道填海区、深圳国际机场、盐田港填海区、坝光化工基地等大面积的填海造地,已经或将要填海总面积60km2以上,必须对厚5~22m的淤泥或淤泥质土进行加固处理,否则将会出现地基沉降或不均匀沉降,总变形量达软土总厚度的20%~30%。目前填海造陆普遍采用的方法是先抛石挤淤或爆破挤淤形成海堤或隔堤,然后抽排海水,晾晒淤泥、铺砂垫层、插塑料排水板,堆载预压或强夯加固等方法处理。
工程实例一福田保税区的赛意法(超大)厂区软土地基不均匀沉降对工程的影响
该厂位于福田保税区西部,地貌单元为海积平原,软土厚度10~15m。在进行保税区大面积软基处理时,未对该厂区的软基进行插塑料排水板,堆载预压或强夯加固处理,直接进行桩基础和上部建筑物施工,建筑物竣工后出现室内外地面不均匀沉降,造成室内隔墙严重变形开裂、设备倾斜下陷、室外道路严重下沉,管线变形断裂,无法按期交付使用。经国内外岩土专家论证分析,认为是因桩间软土未进行加固处理引起地面不均匀沉降。
工程实例二益田中学软土地基不均匀沉降对工程的影响
益田中学位于益田村东侧,地貌单元为海积平原、软土厚度5~10m。设计建筑地面采用搅拌桩处理,设计桩长均为14m,上部建筑基础采用桩基础,以残积土中下部或强风化岩为持力层。建筑物竣工后,在使用的初期,礼堂、部分教室及连廊地面出现不均匀下沉、倾斜、开裂,无法按期提供使用。经检测,部分搅拌桩未穿过淤泥层,桩底残留淤泥1~3m,因淤泥的沉降变形引发部分地面下沉。
(二)岩溶及岩溶地面塌陷对工程的影响
深圳市龙岗区的横岗、龙岗、坪地、坪山、坑梓、葵涌等地面覆盖层下,广泛分布有石炭系下统石磴子组灰岩、白云质灰岩、大理岩,多为厚层状、质纯。分布面积100km2以上。可分为覆盖型和埋藏型两种,覆盖型岩溶分布于横岗-龙岗-坪地河谷平原,碧岭-坪山-坑梓河谷平原和葵涌盆地中,覆盖层厚度一般10~25m,部分5~10m,覆盖层上部为第四系冲洪积粉质黏土,厚度8~20m,下部为含卵石砾砂,厚度1.0~5.0m。埋藏型岩溶分布于上述河谷平原的两侧及葵涌盆地周边,埋藏于石炭系下统测水组砂页岩的下部,多呈假整合接触,即石磴子组海相灰岩形成后,地壳上升,灰岩露出地表,接受风化剥蚀,地表水的冲刷溶蚀,形成溶沟、溶槽、石芽、石笋和石柱等岩溶地貌,并在沟槽中堆积了坡积物。地壳又缓慢下降形成浅海,接受浅海相砂泥质沉积,形成测水组砂岩、页岩、炭质页岩、泥岩等互层。埋藏深度一般大于30 m。据大量工程场地岩土工程勘察资料,钻孔见溶洞率为40%~80%,溶洞高度一般为0.5~3.0m,个别大于20m,可分为3~5层,上部溶洞大多为开口型,多被冲洪积或坡洪积含碎石粉质黏土全充填,分析可能属溶沟或溶槽堆积。下部溶洞较小,多为闭合型,半充填,深部溶洞为无充填。沿断裂带溶洞更为发育,溶洞和溶蚀裂隙中含丰富的岩溶裂隙水,且一般连通性好,与地表水联系密切。据志联佳、龙跃大夏场地群孔抽水试验,水位降深1.58~11.90m时,单井涌水量173.15~4968.00m3/d,渗透系数28.3~83.1m/d。
强岩溶发育区因地下岩溶和土层内土洞的不断发育和抽取地下水,引发地面塌陷。从1990年起该区发生多起地面塌陷灾害。例如:1990年冬在坑梓镇深汕公路两侧约10km范围陆续发生10余处大小不一的突发性地面塌坑;人民大道塌陷约10m2,深5m,造成一辆正在行驶的汽车掉入坑内;田心村在建的四层民居的中心柱下突然塌陷,陷坑面积30 m 2,深度4 m。1992年3月4日晚,龙岗镇巫屋村商业一条街刚封顶不到一个月的一栋三层楼的一角墙基突然塌陷,陷坑直径3 m,1994年6月龙岗镇盛平村一栋施工到三层的宿舍楼,突然倒塌,造成数十人伤亡。
上述强岩溶发育区为建设用地适宜性差区,被判定为不适宜建高层、超高层建筑区,如要兴建高层建筑则地基处理难度大,处理费用相当高。
工程实例一 龙岗中心城志联佳大厦岩溶塌陷对工程的影响
志联佳大厦原设计地上27层,地下2层,采用挖孔桩基础,先挖两层地下室基坑,再进行挖孔桩施工,基坑挖至冲洪积含卵石砾砂层时涌水量并不大,可用明沟及集水井和常用水泵排除。当各挖孔桩至灰岩顶板时则涌水,水头高约4m,一般涌水量5~20m3/h,最大50m3/h,整个基坑总涌水量大于3000 m 3/d,基坑很快被水淹,深约4 m。后采用封闭式降水井方案,在基坑周边布置18口大口径降水井,19个观测井,先进行试验性抽水试验,最大水位降深7.5m,观测井水位降低1.58~4.96m,平均3.72m,涌水量4968.0m3/d,降落漏斗半径约40m。然后选5口降水井,采用大排量水泵同时抽水,21个观测井,水位降低5.9~11.9m,平均8.28m,观测井水位降低1.71~7.58m,平均5.95m,总涌水量10841m3/d,平均单井涌水量2168.26m3/d,降落漏斗半径50m。数天后,基坑底及降水井周围出现5处地面塌陷,塌陷面积0.84~14.8m2,体积0.72~36.0m3。为了将地下水位降下去,满足挖孔桩施工要求,持续降水近一个月,每天排水量保持在11000m 3/d左右,后来引发场地南部800m处的西瓜铺村中道路突然塌陷,直径约15m,深度大于3m,四周30~40m范围内的房屋出现不同程度裂缝和倾斜。在村民集体向龙岗区政府强烈要求下,区建设局下令志联佳大厦停止降水。就此宣告志联佳大厦人工挖孔桩失败,直接经济损失400多万元人民币,间接经济损失难于估量,延误工期1年多。此后龙岗区政府一直未批准过在龙岗中心区(强岩溶发育区)超过20层的建筑物。
工程实例二 深圳市东部供水地下干线横岗西坑段地面塌陷对工程的影响
深圳市东部供水网格干线工程用于统筹解决深圳市的缺水问题,是深圳市城市供水系统的重要组成部分。取水点设在东江的惠州市东部水口镇,经惠阳县的马安、永湖、秋长、至龙岗区坑梓,引入松子坑水库。干线起点在松子坑水库11号坝下部,终点为南山区的西丽水库和宝安区的铁岗水库。输水建筑以隧洞为主,全线采用重力流输水方式。一号隧洞从碧岭谷地南缘汤坑村附近进洞,在深圳水库沙湾大望桥北侧出洞,全长17958m。隧洞断面净宽4.2m,净高5.3m。隧洞穿越横岗镇西坑村北侧,该段地面标高82.0m,设计隧洞底板标高40.2m,埋深42.0m。隧洞顶部地层自上而下为第四系全新统冲洪积砂卵石层,厚度1.3~11.2m;上更新统冲洪积含砾粉质黏土,厚度2.9~23.8m;石炭系下统测水组绢云母片岩、泥质粉砂岩风化残积土;石炭系下统石磴子组大理岩化灰岩或大理岩,西坑段隧洞位于灰岩部位。一号隧洞由东向西掘进至西坑村东北部F38断裂破碎带时(2000年5月3日)洞内突然涌水,涌水量约200 m 3/h。因大量地下水被排出地表,引起西坑老屋村水井水位大幅下降或干枯,大面积地面下沉开裂,民居墙壁倾斜开裂,一处民居突然倒塌,地面塌陷、陷坑直径大于4m,深度不详,总变形面积约7.3×104m2,地面普遍下沉2~5cm。塌陷出现在晚上,“轰”的一声巨响,振动新老屋村几平方公里范围,当地居民以为是发生地震。村、镇领导立即将老屋村村民紧急疏散,撤离到高处空旷地带,涌水事件震动了省、市政府各部门及大、小报媒体。市领导责令市水务局邀请在深圳的地质专家,研讨涌水原因和处理方法。并请深圳市勘察研究院对西坑盆地隧道段和老屋村受影响范围进行详勘,布置钻孔46个,群孔抽水试验2组,隧道段钻孔结合跨孔CT进行探测。请深圳市地质建设工程公司进行地表地质测绘和地面物探。总勘察费用80多万元人民币,隧洞停止施工长达半年以上,后采用径向全断面小导管超前注浆加固的堵水方法,逐段掘进,获得成功。直接经济损失近千万元人民币,延误工期近一年。
(三)软弱地层的崩塌、滑坡对工程的影响
深圳市龙岗区的横岗、平湖、龙岗、坪地、坪山、坑梓及葵涌镇等广泛分布的石炭系下统测水组泥质粉砂岩、石英砂岩、泥岩、页岩、炭质页岩互层。地貌单元一般为低丘陵或残丘谷地。当道路建设和开发建设用地的削坡坡度大于30°时则极容易出现崩塌或滑坡,多为顺层(顺层面或裂隙面)崩塌或滑坡,支护治理很困难,工程费用高,且难于根治,在台风暴雨季节极易复发。
工程实例 深圳市龙岗区坑梓街道北通道市政工程的主道和匝道路堑边坡,分东西两侧边坡,坡长180m,坡高12~42m,分3~5级,每级高约8m,坡角45°~60°。除坡顶有薄层坡残积土层外,均为强-中风化泥质粉砂岩、泥岩、页岩、炭质页岩互层。在道路建设中已采用浆砌石格构梁+植草进行支护。在交付使用前又出现多处崩塌及滑坡(图2-2-17至图2-2-20)。崩塌及滑坡长15~24m,高10~15m,厚2~3m,总体积300~500m3,多为顺层或顺裂隙面滑动或崩塌。
图2-2-17 北通道匝道区东侧边坡崩塌
图2-2-18 北通道匝道区西侧边坡崩塌
图2-2-19 北通道匝道区东侧边坡顺节理面崩塌
图2-2-20 北通道主道路堑北段沿炭质岩崩塌
(四)石炭系下统测水组砂页岩对工程桩的影响
深圳市龙岗区大面积分布石炭系下统测水组石英砂岩、泥质粉砂岩、泥岩、页岩和炭质页岩互层。因各种岩性的矿物成分不同,其风化程度相差悬殊。石英砂岩难于风化,一般呈中风化状态,泥质粉砂岩呈强风化状态;泥岩、页岩、炭质页岩容易风化,多呈泥状、土状软弱夹层,相互组成软硬互层。软岩风化深度大,深达百米,硬夹层难于风化,呈中等风化夹层。有的场地地表就见到中风化石英砂岩,但钻穿后数米,甚至上百米见不到中风化地层,造成一栋建筑物的桩长相差很大,甚至找不到稳定的中风化地层。
工程实例 深圳市龙岗区欧景花园三期10、11号楼石炭系下统测水组砂页岩对工程桩的影响
欧景花园三期10、11号楼位于龙岗区中心城,龙岗区人民医院与妇幼保健院之间,建筑物高度为地上17~28层,地下3层的商住楼。场地原始地貌为残丘坡地。地层岩性:①第四系残积粉质黏土,层厚3.05~36.00m,由炭质粉砂岩、页岩风化残积而成,普遍夹强—中风化石英砂岩;②石炭系下统测水组炭质粉砂岩、页岩全风化带,厚度4.00~15.70m,夹较多强—中风化石英砂岩薄层;③强风化炭质粉砂岩、页岩,厚度3.20~36.00m,夹中风化石英砂岩;④中风化炭质粉砂岩,厚度2.30~20.10m,层顶埋深0.00~39.00m;⑤微风化炭质粉砂岩,揭露厚度1.74~13.30m,顶板埋深3.20~40.80m;⑥石炭系下统石磴子组灰岩,层顶埋深14.00~55.00m。场地处于构造小背斜的轴部,背斜轴为北东向。场地属埋藏型岩溶区,其轴部埋藏浅,场地东西两侧(两翼)埋藏深,由轴部向两翼逐渐加深,深达55.00m以下。两翼岩层倾角约75°,且地层挠曲现象明显。灰岩中岩溶发育,其中有13个钻孔见溶洞,洞高0.60~5.40m,大部分为无充填溶洞。
该工程采用冲孔桩基础,以微风化灰岩或微风化炭质粉砂岩作持力层,施工前进行了施工勘察,基本上采用一桩一孔,复杂部位为一桩2~3个超前钻孔。发现同一根桩各超前孔见微风化灰岩顶板埋深一般相差1~3m,多者相差5.0~7.2m;见微风化炭质粉砂岩顶板埋深相差12.6~13.4m。说明同一根桩的微风化灰岩或微风化炭质粉砂岩顶板埋深相差悬殊,起伏变化很大,极难将桩端嵌入稳定完整的微风化基岩中。各桩在终桩时均检验岩样后才下钢筋和浇灌混凝土。达到规范规定的龄期后才进行钻心法抽心检测,检查结果发现桩身混凝土质量完好,但有40多根桩的桩底持力层没有达到设计持力层(微风化灰岩或微风化炭质粉砂岩)要求,甚至部分桩底基岩仍为强风化或全风化炭质粉砂岩。后采用补桩处理,基本上是一根不合格桩补二根桩,增加基础费用200多万元人民币。综上所述,证实在石炭系下统测水组砂页岩分布区不适宜采用端承桩和以微风化砂岩夹层为持力层,宜采用摩擦桩或摩擦端承桩,应尽量采用天然地基基础或复合地基,以避开下伏灰岩强岩溶发育带对基础的影响。
(五)中生代晚期花岗岩中的北西向断裂对工程桩的影响
中生代晚期花岗岩中的北西向断裂一般规模较小,且多被第四系掩盖,地表很难见到露头,但对山间溪谷有较明显的控制作用。断裂走向多为北西30°~50°,大部分倾向北东,个别倾向南西,倾角60°~75°。该组断裂形成于晚中生世以后和喜马拉雅期,几乎切截了北东向和东西向断裂,水平断距一般50~200m,多属张扭性断裂,构造岩为压碎岩、碎裂岩、角砾岩夹薄层糜棱岩,视厚度10~35m,为富水断裂。构造岩风化强烈,上部为土状,中部为砂砾状,下部为碎石状。断裂破碎带部位中、微风化岩埋深比断裂两侧正常基岩埋深大10~35m,对高层建筑工程桩持力层选取造成很大困难,且施工难度大,造价高。
工程实例一 深圳市国通大厦(原名无线大厦)北西向断裂对工程桩的影响
国通大厦位于深圳市福田区滨河大道与新洲二路交汇处的西南侧。设计建筑为四足鼎立的单体塔楼,主塔楼43层(其中地下3层),正方形、边长45m×45m,框架结构,基础砌置深度10m,单位荷重7500kN,属一级建筑物,对差异沉降敏感;副楼9层,矩形,框架结构,基础砌置深度5m,单位荷重180kN。场地地貌为残丘坡地,地面标高7.10~10.10m,下伏基岩为中生代晚期粗粒花岗岩。据详勘资料,主楼微风化花岗岩顶板埋深大部分地段为32.5~46.9m,标高-22.17~-38.3m。主楼的西南角见北西向断裂破碎带,断裂倾向南西,倾角约65°,构造岩为压碎岩,角砾岩夹薄层糜棱岩,厚度11.0~17.3m,铅直厚度24.3~38.2m,构造岩中可见绿泥石化和挤压现象,构造岩自上而下可分为土状、砾状和块状。主楼基础设计为人工挖孔桩,90%桩端以微风化岩作持力层,有效桩长23.0~36.5m,西南角位于断裂破碎带之上,完整基岩埋深81.0m,地下室底板以下埋深为71.0m,无法采用人工挖孔桩。经勘察、设计单位论证,借鉴已建成高层建筑在构造岩中的成桩处理经验,将西南角的桩端置于砾状构造岩之上,桩长40.0~45.0m,砾状构造岩的桩端承载力标准值取3700kPa。主楼西南角可节约桩长25~30 m,节约基础投资数百万元人民币。建筑物早已建成,安全使用近10年,主楼四角沉降量12.0~15.0mm,相差3.0mm,核心筒沉降量13.8~19.7mm,相差5.9mm,绝对沉降量及沉降差均满足规范要求。
工程实例二 深圳市福田区赛格群星广场北西向断裂对工程桩的影响
赛格群星广场位于深圳市华强北商业街北部,华强北路与红荔路交汇处的东南侧,建筑物由一栋40层写字楼及两栋32层商住楼组成,裙楼4层,局部8层,设3层地下室,基础埋深14.5m,建筑结构采用框剪-核心筒结构。建筑结构荷载大且差异大,单柱单桩荷载10000~152500 kN。场地地貌为残丘坡地,地面标高13.1~14.5m,下伏基岩为中生代晚期粗粒花岗岩、微风化基岩顶板埋深一般为27.5~38.8m,标高-14.0~-34.8m。写字楼西侧受北西向断裂影响,微风化基岩顶板埋深50.8~60.5m,标高-36.9~-46.6m,微风化基岩面与一般地段微风化基岩面相差22.9~11.8m,构造岩厚度10.0~14.2m。设计采用人工挖孔桩基础,一般桩端以微风化岩作持力层,写字楼西侧桩端以砾状构造岩带作持力层,取桩端承载力标准值3500kPa,经设计计算可满足单桩承载力及布桩要求,缩短了桩长,节约了基础投资400万元人民币。建筑物已建成使用7年,沉降量20~32mm,建筑物东西端沉降差6mm,绝对沉降量及沉降量差均满足规范要求。
6. 桩基施工中存在的问题主要是什么
在桩基础工程施工中主要存在以下的常见质量问题:
1.桩基出现缺陷主要有以下类型:
(1)桩基顶部缺陷。在水下浇筑混凝土时会有泥浆的沉淀,对于泥浆的厚度很难做到准确测定,如果超灌桩顶的混凝土不足,就会出现夹泥的现象而影响了混凝土质量;再者在浇筑混凝土完成后,因不均衡地用力或过度用力而对钢护筒进行预埋和拆拔,就会干扰到桩顶的混凝土,以至于破坏混凝土质量。最后,因使用较大功率的风镐来凿除混凝土桩头,在一定程度上会扰动声测管周围的混凝土,对混凝土质量造成影响。
(2)桩基中部缺陷。在混凝土的灌注中可能会因勘探的失误造成因较差的地质条件而导致局部的发生塌孔,使混凝土的翻浆受到阻碍,以至于引起局部的缺陷。另外,如果过度的用力拆拔导管,混凝土受到连续性的扰动,混凝土质量也会受到影响。再者由于导管的气密性较差,在水下灌注混凝土时导管会插入到泥浆中,这就造成导管内外压强的不均衡,造成混凝土的质量的受到影响,更严重的可能使混凝土的下料受阻碍,不能正常进行翻浆,以至于引起断桩。
2.单桩承载力低于设计要求
单桩的承载力不符合设计要求主要是由于桩未达到设计的沉入深度;最终的贯入量过大以及桩的顶端未没有进入设计要求的持力层,但桩已进入到设计的深度;勘察报告所提供的地基承载力、地层剖面等数据与实际情况存在较大的差距,还有其他的原因如桩倾斜过大、断裂等也会导致单桩的承载力不能达到设计要求。
3.桩倾斜过大
由于预制桩的质量不符标准,导致桩顶面倾斜和桩尖的位置不正或者变形,从而造成桩倾斜;桩身、桩帽、桩锤的中心线偏离,导致锤击偏离了重心;桩机安装的角度不准确,造成桩架与地面的不垂直;桩端遇到坚硬的障碍物;桩距过小,错误的打桩顺序导致强烈的挤土效应产生;基坑土方开挖不当、测量放线错误等都会造成桩倾斜过大。
4.断桩
除了桩倾斜过大会导致桩断裂外,由于桩运输、起吊、堆放的吊点或支点位置出现偏差;在沉桩的过程中,因桩的质量或者障碍物的阻碍等原因导致桩身因过度的弯曲。设计要求的桩锤击与设计的贯入度存在较大误差,以致于施工时锤击次数过多、锤击过度导致桩断裂。
5.桩接头断裂
在桩需要设计的较长时,在施工工艺上,桩采用分段预制、分段沉入的方法,各段之间用钢制焊接连接件进行连接。导致桩接头断离现象其原因主要是桩倾斜过大,另外桩上下节的中心线偏离,桩接头施工技术不达标、质量差也是重要原因。
6.桩位偏差过大造成桩的位置偏差主要是由于测量放线的差错、沉桩工艺落后以及桩身倾斜等原因造成。
7. 工程地质问题有哪些
常见工程地质问题:(1)松散、软弱土层。对不满足承载力要求的松散土层,如砂和砂砾石地层等,可挖除,也可采用固结灌浆、预制桩或灌注桩、地下连续墙或沉井等加固;对不满足抗渗要求的,可灌水泥浆或水泥黏土浆,或地下连续墙防渗;对于影响边坡稳定的,可喷射混凝土或用土钉支护。
对不满足承载力的软弱土层,如淤泥及淤泥质土,浅层的挖除,深层的可以采用振冲等方法用砂、砂砾、碎石或块石等置换。
(2)风化、破碎岩层。风化一般在地基表层,可以挖除。破碎岩层有的较浅,可以挖除。
有的埋藏较深,如断层破碎带,可以用水泥浆灌浆加固或防渗;风化、破碎处于边坡影响稳定的,可根据情况采用喷混凝土或挂网喷混凝土罩面,必要时配合注浆和锚杆加固。
(3)裂隙发育岩层。
对于影响地基承载能力和抗渗要求的,可以用水泥浆注浆加固或防渗。对于影响边坡稳定的,采用锚杆加固。
(4)断层、泥化软弱夹层。对充填胶结差,影响承载力或抗渗要求的断层,浅埋的尽可能清除回填,深埋的注水泥浆处理;浅埋的泥化夹层可能影响承载能力,尽可能清除回填,深埋的一般不影响承载能力。
断层、泥化软弱夹层可能是基础或边坡的滑动控制面,对于不便清除回填的,根据埋深和厚度,可采用锚杆、预应力锚索、抗滑桩等进行抗滑处理。
(5)岩溶与土洞。当建筑工程不可能避开时,可挖除洞内软弱充填物后回填石料或混凝土。
不方便挖填的,可采用长梁式、桁架式基础或大平板等方案跨越洞顶,也可对岩溶进行裂隙钻孔注浆,对土洞进行顶板打孔充砂、砂砾,或做桩基处理。
(6)地下水发育地层。当地下水发育影响到边坡或围岩稳定时,要及时采用洞、井、沟等措施导水、排水,降低地下水位。
(7)滑坡体。斜坡内可能沿滑动面下滑的岩体称为滑坡体。滑坡发生往往与水有很大关系,渗水降低滑坡体尤其是滑动控制面的摩擦系数和黏聚力,要注重在滑坡体上方修筑截水设施,在滑坡体下方筑好排水设施。
防止滑坡,经过论证可以在滑坡体的上部刷方减重,未经论证不要轻易扰动滑坡体。在滑坡体坡脚采用挡土墙、抗滑桩等支挡措施。采用固结灌浆等措施改善滑动面和滑坡体的抗滑性能。
(8)对结构面不利交汇切割和岩体软弱破碎的地下工程围岩,地下工程开挖后,要及时采用支撑、支护和衬砌。
支撑多采用柱体、钢管排架、钢筋或型钢拱架,拱架的间距根据围岩破碎的程度决定。支护多采用土钉、锚杆、锚索和喷射混凝土等联合支护方式。衬砌多用混凝土和钢筋混凝土,也可采用钢板衬砌
8. 什么是工程地质问题
工程地质问题的定义:与人类工程活动有关的地质问题.
它影响建筑物修建的技术可能性、经济合理性和安全可靠性.如建筑物所处地质环境的区域构造稳定问题,地基岩体稳定问题,地下硐室围岩稳定问题和边坡岩体稳定问题,水库渗漏问题,淤积问题,浸没问题,边岸再造及坝下游冲刷问题,以及与上述问题相联系的建筑场地的规划、设计和施工条件等方面的问题.工程地质工作的基本任务在于对人类工程活动可能遇到或引起的各种工程地质问题作出预测和确切评价,从地质方面保证建设事业的技术可能性、经济合理性和安全可靠性。
工程地质条件是对工程建筑有影响的各种地质因素的总称。
主要包括地形地貌、地层岩性、地质构造、地震、水文地质、天然建筑材料以及岩溶、滑坡、崩坍、砂土液化、地基变形等不良物理地质现象。
工程建设前需对建筑物场地的工程地质条件进行调查研究,包括:该场地以往建筑经验,已发生过的工程事故的原因、防治措施和后果,建筑物沉降、变形及地基地震效应等;分析和解决主要工程地质问题;
选择工程地质条件优良的地点; 提出保证建筑物的稳定性和正常使用的地基处理措施等。 拓展资料
自然条件是因地而异的,建筑物类型和性质也各不相同,因而在不同的情况下作为重点研究对象的工程地质条件也是因地因工程而异,如在山区建筑,与场地稳定性有密切关系的地质现象(地层褶皱、断裂、滑坡、岩溶等)往往是重要的地质条件。
对地下建筑来说,地质构造对建筑物的稳定性有很大影响,而岩石产状、断层、节理和破碎带的性质与分布等是重要的地质条件。
已有的工程地质条件在工程建筑和运行期间会产生一些新的变化和发展,构成威胁影响工程建筑安全的地质问题称为工程地质问题。
由于工程地质条件复杂多变,不同类型的工程对工程地质条件的要求又不尽相同,所以工程地质问题是多种多样的。
9. 在该场地的地质条件下,修建建筑工程时将会出现哪些工程地质问题为什么又该如何处理
一、将会出现的工程地质问题:容易出现地层滑移,从而导致地基失稳;
二、原版因:因为做为基础的岩层权呈层状分布,且倾角为30℃,在压力的作用下,将产生层间滑动的力,当这个力大于层间岩层的摩擦力时,会导致岩层相对滑动而使地基失稳。
三、处理的办法:如果你不能另行选址的话,建议做嵌岩桩。
10. 常见的不良地基土有哪些其工程地质问题是什么
变形控制原则比按强度控制原则更为重要。
软土地基主要受力层中的倾斜基岩或其他倾斜坚硬地层,是软土地基的一大隐患。其可能导致不均匀沉降,以及蠕变滑移而产生剪切破坏,因此对这类地基不但要考虑变形,而且耍考虑稳定性。若主要受力层中存在砂层,砂层将起排水通道作用,有利于地基承载力的提高。
水文地质条件对软土地基影响较大,如抽降地下水形成降水漏斗将导致附近建筑物产生沉降或不均匀沉降;基坑迅速抽水会使基坑周围水力坡度增大而产生较大的附加应力,致使坑壁坍塌;承压水头改变将引起地面的明显沉降等。这些在岩土工程评价中应引起重视。此外,沼气逸出对地基稳定和变形也有影响,通常应查明沼气带的埋藏深度、含气量和压力的大小,以此评价对地基的影响程度。建筑施工的加荷速率的适当控制,或改善土的排水固结条件可提高软土地基的承载力及稳定性。即随着荷载的施加地基土强度逐渐增大,承载力得以提高;反之,若荷载过大,加荷速率过快,将出现局部塑性变形,甚至产生整体剪切破坏。
8.3.3软土地基工程应注童事项
在软土地区修建桥梁或其他建筑物,首先应对地质、水文状况进行详尽的勘察,查明欲建场地软土的地质及工程特性,掌握全面的、翔实的第一手资料,这是正确设置桥跨或其他结构物,选择适当结构类型的首要条件,也是设计和施工能紧密结合实际情况,采取有针对性工程措施的关键环节。
软土地基的强度、变形和稳定是工程中必须全面充分注意的问题,是造成桥梁或其他建筑物产生过大或差异沉降、位移、倾斜、开裂和失稳等严重损坏事故的主要原因。国内外从实践中对软土地基上的基础工程设计技术、施工方法、地基加固等方面已积累了不少成功经验和科研成果,只要对这些成果借鉴和使用得当,则软土地基上的桥梁或其他建筑物的安全是能得到保证的。以下着重介绍有关软土地区桥梁基础工程应注意的事项,其他建筑物也可参考。
1.合理布设桥涵
在软土地区,桥梁位置既要与线路走向协调,又要特别注意桥梁建筑物对工程地质的要求,如果地基土层深,厚软黏土,特别是流动性的淤泥、泥炭和高灵敏度的软土,不仅设计技术条件复杂,而且将给施工、养护、运营带来许多困难,应力求避免。另选择软土较薄、均匀、灵敏度较低的地段应更为有利。对于小桥涵,可优先考虑地表硬壳层较厚,下卧层为一般均匀软土处,以争取采用明挖刚性扩大基础,降低造价,方便施工。
在确定桥梁总长、桥台位置时,除应考虑泄洪、通航要求外,究竟应将桥台覆于何处,不能拘泥于在一般地质状况下的习惯做法,应考虑合理的利用地形,地质条件,适当的延长桥长,使桥台置于地基土质较好或软土较薄处,用桥梁代替高路堤,减少桥台和填土高度,会有利于桥台、路堤的稳定,在造价、占地、运营条件和养护费用等通盘考虑后,往往在技术上、经济上都是合理的。
软土地基上桥梁宜采用轻型结构,尽量减轻上部结构及墩台自重。由于地基易产生较大不均匀不变,一般以采用静定结构或整体性较好的结构为宜,如桥跨结构可采用钢筋混凝土箱形梁,桥台采用十字形、U形桥台,桥墩采用空心薄壳结构等。桥洞宜用钢筋混凝土管涵、整体基础钢筋混凝土盖板涵、箱涵以保障桥身刚度和整体性。
设计时所用到的软土的有关物理力学性质参数,应尽可能通过现场原位试验取得。并应注意,我国沿海、内陆等地的软土由于沉积年代,环境的差异,成因的不同,他们的成层条件,粒度组成,矿物成分有所不同。有时其物理力学性质指标虽相近,但工程性质并不相近,故不应相互借用。
2.软土地基桥梁基础设计应注意事项
为保证地基稳定并控制沉降在容许范围内,作为设计者应从减轻荷载和提高地基承载力两方面着手。对于上部结构设计来说,控制建筑物的长高比,采用轻型材料,充分利用硬壳土层作持力层,加强基础的刚度和强度等都是有利地基稳定,减少沉降和不均匀沉降的有益措施。对于基础设计来说,首先要确定天然地基的承载能力和由于施加荷栽可能产生的最大沉降量、沉降差,并据以确定地基是否需要加固。如软土地基上的路堤就有“填筑临界高度”的规定,即指天然地基上用快速施工方法修筑一般断面路堤所能填筑的最大高度。并非凡是软土地基,就一定加固处理。
软土地区的桥梁基础,常用的是刚性扩大基础和桩基础,也有用沉井基础的,在软土地基上设置上述类型基础时,应注意以下几个问题:
(1)刚性扩大浅基础。在较稳定、均匀、有一定强度的软土上修建结构简单、对地基沉降要求不严的短跨径桥梁,常争取采用天然地基(或配合砂砾垫层)上的刚性扩大浅基础。但常产生诸如:因软土的局部塑性变形而使墩台发生不均匀沉降,由于台后填土的影响使桥台前后端沉降不均而发生后仰,有时还同时使桥台向前滑移等工程事故,因此,在设计时应注意对基础受力不同的边缘(如桥台的前趾、后踵)沉降的检算及其抗倾覆、滑动检算。
防治措施:可采用人工地基,如有针对性的布设砂砾垫层,对地基进行加载预压以减少地基的沉降和调整沉降差,或