天津电力工程验槽常见问题及处理.docx

天津地区电网工程施工验槽常见地基问题及处理方法
秦红江
（天津电力设计院 天津 300200）
[摘 要] 论文首先阐明了施工验槽的重要性，其次对施工验槽工作内容及方法作了简要介绍，笔者结合多年来在天津地区参加电网工程建筑地基验槽的实践经验，对天津地区电网工程建设中地基开挖后施工验槽常见的地基问题进行了分析，提出了相应的加固处理方法，并列举了工程实例。
[关键词] 施工验槽 天然地基 地基处理
1 引言
建筑物地基基础是建设工程质量的关键，而施工验槽是保证地基基础的关键。施工验槽主要是针对以天然地基为持力层的浅基础，由于地基土力学性质存在差异，现有的勘察手段又是难以查明其小距离内的变化情况。为避免基底下隐藏与岩土勘察报告不符的异常工程地质情况，就必须在基槽开挖后进行详细的施工验槽，必要时还应配合施工作补充勘察。《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）第13.2.1条规定：天然地基的基坑（基槽）开挖后，应检验开挖揭露的地基条件是否与勘察报告一致。如有异常情况，应提出处理措施或修改设计的建议。本文将根据多年验槽工作实践经验，在简单介绍验槽工作方法的基础上，结合工程实例对天津地区电网工程施工验槽工作中常见的地基问题及其加固处理方法谈一些体会。
2 验槽工作的内容及方法
验槽工作由建设或施工单位组织有关勘察、设计、监理、建设和施工单位人员共同参加，尤其是岩土与设计工程师必须同时参加，以确保验槽工作的可靠性和处理措施的合理性。下面简要介绍天津地区电网建设工程地基验槽的主要内容和方法。
2.1验槽主要内容
（1）先检验基槽开挖的平面位置和尺寸与设计图纸是否相符，在检查开挖深度、标高是否符合设计要求。
（2）观察槽壁、槽底的土质类型、均匀程度，是否存在疑问土层，是否与勘察报告一致。
（3）检验基槽中是否有旧基础、古井、洞穴、古墓及其它地下掩盖物。
（4）检验基槽边缘与附近建筑物的距离对建筑物稳定有无影响。
（5）在雨季、冬季等不良气候条件下施工检验基槽土质可能受到的影响。
2.2验槽方法
2.2.1 详细观察、描述槽壁、槽底岩土特性
用目测或简易工具（如袖珍贯入仪）验证基槽底的土质与勘察报告是否一致，基槽边坡是否稳定，有无影响边坡稳定的因素，如渗水、边坡堆载过多等。尤其注意不要将素填土与天然土层（俗称“老土层”，即保持天然结构的土层）相混淆。对老沟渠、旧房基、洞穴、掩埋管道和人防设施等应延其走向进行追索，查明在基槽范围内的延伸方向、深度和宽度。冬季施工验槽应注意持力层是否已经受冻，因为冰冻后土质变硬，不易区分土的软硬，冬季施工基槽应及时覆盖，防止受冻后破坏土的天然结构而降低地基承载力。雨季施工应加强排水，及时排除槽内雨水，严防泡槽。
2.2.2 分析钎探资料
一般在天津地区电网工程建构筑物施工时基槽开挖后均做钎探工作，验槽时岩土工程师会同有关人员应详细查看、分析钎探资料，判断基底岩土均匀情况及同一深度段（一般按30cm为一步）的钎探击数是否一致，注意同一基槽内的钎探锤重量应相等，为确保钎探资料的可靠性，在排除人为因素的基础上建议尽量使用标准锤，锤重10kg，落距保持50cm（自由落体）；在确定没有标准钎探的情况下，也可使用12磅的大锤代替10kg的穿心锤，用直径20mm的钢筋代替N1C触探头。对低于某一深度段击数平均值30%以上的钎探点，在平面图上标出位置、范围，分析其差别原因，必要时需补做检查探点，对低于平均值50%以上的点，要补挖探井或用麻花钻进一步查明其原因。
3 天津地区电网工程施工验槽常见的地基问题及其处理方法
3.1 填土问题及处理
3.1.1填土问题
随着天津的大发展，城区和近郊区越来越广泛分布人工填土层，填土分布的规律性很差，以至于勘察时不能完全查明填土分布的变化；天津电网大建设，大批老变电站改造，为满足工期紧的要求，很多工程在还未拆除旧房时就进行勘察，致使地基勘察钻孔间距过大，对填土分布的基本情况没有完全查清。这些原因使得施工验槽时，基槽开挖到设计标高后，局部还残留有范围不等的填土。
3.1.2填土问题的处理
基槽中局部残留的填土可作如下处理：当填土厚度不大时一般应全部挖除，然后根据地基土质情况，用砂石或灰土分层夯实回填；当填土范围很小而厚度有很大时，可以挖除上部填土，挖除部分用砂石或灰土分层夯实回填，必要时可结合采用梁板跨越等结构措施。当填土坑的范围较大且坑底标高不一致时，清除填土后先做步高:步长=1:2的踏步（退蹬）再用砂石或灰土分层夯实回填；踏步多少根据坑深而定，但一般每步高不大于0.5m，每步长不大于1.0m。
3.1.3工程实例
陈塘庄220kV变电站改扩建工程，拆除原两层附建楼、主控房、10kV电容器室、锅炉房及附属建筑，新建主要建筑为三层框架结构综合楼。由于工期紧勘察期间原变电站还在供电，勘探点布置在原有建筑物空隙之间还得躲电缆沟槽，对填土情况不能够详细查明，地质勘察布孔8个，据勘察资料，持力层土质为粉质粘土，勘察查明场区人工填土3m深，当施工开槽至设计标高进行施工验槽时，经检验基坑底表面绝大部分为粉质粘土，与勘察报告相符，但在原建筑底局部发现还分布有没连成片的0.3～0.6m厚素填土（夹砖屑），分析认为这残留填土与老土差异较大必须处理，把残余填土全部清除，用回填土石屑分层夯实至设计基底标高来进行处理，深度0.6m的坑先铲平坑底进行踏步，后进行分层夯实填垫。
3.2 局部软土问题及处理
3.2.1局部软土问题
对跨越场地边缘或范围较小的淤泥和软土层，勘查时不易查明，这些土层承载力较低，当其平面分布不均匀或厚度差异较大时可能导致建筑物不均匀沉降，在地基开挖时容易揭露出来，验槽时应查清深度、范围、提出处理方案。
3.2.2局部软土问题的处理
对于基底下软弱土层或软弱夹层的处理，一般采用换土垫层法，即挖除软弱土层后，根据地基土的性质和地下水位的高低的不同情况，用砂石或灰土分层夯实回填，若软弱土层较厚（一般大于3.0m），局部换土有困难时可用短桩基础处理，并适当加强基础和上部结构刚度。天津地区地下水位较高，一般采用土石屑回填。
3.2.3工程实例
平河35kV变电站，河东区第六大道小区27号楼西侧。主要建筑综合楼为地上两层半地下一层钢筋砼框架结构。地质勘察布孔5个，当施工开槽至设计标高进行施工验槽时，经检验基坑底表面土质与勘察报告基本相符，但在建筑场地中间发现分布有宽约1.5m，深约1.0m的暗沟，填充物为黑色淤泥夹碎砖，处理方法为清除沟内淤泥及碎砖至老土层，将挖至老土的沟做1：2（步高：步长）的踏步，再填垫土石屑并分层夯实。（见下图1、2、3）

3.3 古井问题及处理
3.3.1古井和洞穴问题
基槽开挖后，有时会遇到被松散土回填的古井、洞穴及管线等，这些掩埋体尽管存在于地基的局部地段，但不作处理对建筑物的整体安全和稳定是不利的。
3.3.2古井和洞穴问题的处理
通过钎探确定其深度及回填土或充填物的密实度，如果井内填土比较密实，则首先应将井的砖圈或毛石圈拆除至槽底1.0m以下，在拆除范围内再用灰土或砂石分层夯实至槽底；如果井内填土很松散则首先应将井的砖圈或毛石圈和井内的填土全部挖除，然后再用灰土或砂石分层夯实至槽底；如井直径大于1.5m时，则应适当考虑上部结构强度，在腔内加配筋和做挑梁或采用地基梁跨越。
3.3.3工程实例
蓟县许家台35kV变电站基坑验槽时在基槽底发现一口砖井，井口直径1.0m，深约2.0m，砖井内填垫松散杂填土，处理方法：将井内杂填土全部清除，并将井壁砖拆除，回填2：8灰土（勘察表明地基土以粉质粘土为主，地下水位很深），分层夯实至基槽下0.5m处，将井口做踏步外扩0.5m，填垫0.5m厚土石屑分层夯实至槽底。（见下图4、5）

3.4 流砂问题及处理
3.4.1流砂问题
流砂是基坑开挖过程中常见的工程地质问题，它通常是由于人类的工程获得引起的。流砂指松散细粒土被地下水饱和后，在动水压力的作用下，产生的悬浮流动现象。发生的结果常造成坑壁坍塌、基础滑移或不均匀下沉等，其破坏多是突发性的对工程危害很大。天津地区分布有较多故河道以及大片的粉土粉砂层，地下水位较高一般1.0～2.0m,较易发生流砂，特别是在输电线路铁塔建设基础开挖时。
3.4.2流砂问题的处理
对于流砂一般采用三种方法处理：
（1）人工降低地下水位，将水位降至可能发生流砂的地层以下或基坑以下0.5m处，然后再开挖。
（2）打钢板桩，既可以加固坑壁，又可改善地下水径流条件，即增加渗流途径，减下地下水水流梯度和流速。
（3）水下开挖。即基坑开挖期间，使基坑始终保持足够的水头，尽量避免产生流砂的水头差，增加坑壁土体的稳定性。开挖同时做好基坑支护，开挖至基底标高后填垫毛石挤密并尽量少扰动基底。
3.4.3工程实例
北郊至民生村220kV线路工程中，其中有两级铁塔基础位于故河道上，线路勘察时未查明，基坑开槽施工时发现，第一天都已成型的基槽，转天准备验槽时就被淤了一半，基槽土质已松散粉砂为主且夹有腐植质，地下水位较高1.0m，基坑拟开挖3.5m，施工采用坑内明排抽水，抽水同时就看到周围砂土伴着地下水朝坑内流动，局部坑壁坍塌，工期有很紧，采取了紧急处理方法：立刻停止抽水并迅速支护基坑，用挖掘机进行水下开挖后立即投入大量毛石并用挖掘机铲压实毛石，流砂得到控制，粉砂土得到了挤密，填垫了约0.6m厚毛石，毛石上又填垫了0.4m级配石，顺利进行了塔基的施工。
3.5 基槽浸水问题及处理
3.5.1基槽浸水问题
基坑开挖后，槽底持力层若遭水浸润，土质被泡软，再加上施工过程中人员和机械的践踏扰动，这部分土的天然结构就会被破坏，承载力大大降低，不能作为地基。原因会有多种：如雨季施工，雨水直接淋入槽内或槽外雨水汇集流入槽内；基坑周边地下管道渗漏水流入槽内。
3.5.2基槽浸水问题的处理
基槽内的积水，一般可采用明沟排水，达不到排水效果时可考虑采用抽水井降水，槽底被水浸软的土层和扰动的土层应挖除，并填垫砂石垫层。
3.5.3工程实例
么六桥110kV变电站在勘察时，在基坑开挖深度内无地下水，但在基坑开挖后，槽底普遍存有积水，经调查发现，基槽周围为稻田，勘查时为冬季稻田无水，而水稻开挖时正值水稻生长期，稻田水经地下渗流渗入槽内，造成槽底积水，且用明沟排水时发现地下水还在由周围水稻田渗流，处理方法：在基坑周围布置大口径降水井，达到了降水效果，使基础顺利施工。
4 结束语
（1）施工验槽可以发现岩土工程勘察报告中发现不了的问题，妥善处理后就能把安全隐患消除在工程建设之前，确保了建筑物施工顺利和安全，不可轻视更不可省略。
（2）施工验槽实践性很强，应仔细观察、认真分析，做到具体问题具体分析，依据不同情况区别处理。
（3）建筑场地的岩土工程勘察，除合理布置钻孔，保证勘察精度外，还要注意调查场地环境和地形的变迁，以及地下有无人防洞、古井、管线、老房基等掩埋物。
（4）施工验槽中出现的问题，一般以局部问题为多,局部基础的处理，要与整个建筑物地基统一考虑，避免造成新的地基不均匀沉降。

参考文献
[1] 工程地质手册编写委员会. 工程地质手册（第三版）. 北京：中国建筑工业出版社，1992.
[2] GB 50007-2002，建筑地基基础设计规范[S]
[3] GB 50209-95，建筑地面工程施工及验收规范[S]
[4] 顾晓鲁、钱鸿缙等. 地基与基础（第三版）. 北京：中国建筑工业出版社，2004.
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作者简介：
秦红江（1974-） 男，98年毕业于中国地质大学 本科，主要从事岩土工程勘察及管理工作