软土地基土建结构工程的耐久性探讨

【摘要】目前，我国软土地基建筑和桥梁等土建结构的设计规范，在整体的安全和结构的耐久性等方面均低于国外同类规范，土建结构的耐久性已经引起了有关主管部门的足够重视，本文就针对软土层地质情况，提出了加强软土地基土建结构工程耐久性的主要措施，从而确保施工的顺利进行。

【关键词】软土地基;施工控制;土建结构;耐久性

我国平原一带多为软土地区，其软土地基的耐久控制是土建结构工程旅工成败的关键。但是由于软土地区土层性质多变，再加上在建筑物密集地区施工，周围环境要求严格，施工难度也很大。我们应该积极完善耐久性技术标准体系与管理体制，鼓励科技创新和技术进步，使之尽快达到国际先进水平。

1.耐久性概述

结构的安全性是结构或构件在各种作用下保证人员财产不受损伤的能力，通俗说来就是防止发生破坏倒塌的能力。它是结构工程最重要的质量指标。结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准，也与结构的正确使用(维护、检测)有关，而这些又与土建法规和技术标准的合理设置及运用相关联。对结构工程的设计而言，结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性和结构的安全耐久性等几个方面。土建结构工程的耐久性与工程的使用寿命相联系，是使用期内结构保持正常功能的能力。这一正常功能包括结构的安全性和结构的适用性，而且更多地体现在适用性上。

2.软土地基土建结构发生沉降的原因

当前与土建构件安全水准关系最大的两个因素是：(1)规范规定的结构所需要承受的最大荷载(荷载标准值)，比如同样是办公楼，我国规范自1959年以来均规定楼板承受的活荷载是l50kg/m2(新的规范将改为200kg/m2)，而美国、英国则分别为240kg/m2和250kg/m2，(2)规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小，前者是计算确定荷载对结构构件的作用时，将荷载标准值加以放大的一个系数;后者是计算确定结构构件固有的承载能力时，将构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数，这些用量值表示的系数体现了结构构件在给定标准荷载作用下的安全度，在安全系数设计方法中称为安全系数，体现了安全储备的需要。但是软土的强度较低，天然地基上浅基础的承载力基本值一般为50~80 kPa，这就不能承受较大的结构荷载，否则可能会出现地基的局部破坏乃至整体滑动，或者是在开挖较深的基坑时，出现基坑的隆起和坑壁失稳的现象;另一方面，由于软土的压缩性较高，建筑物基础的沉降是比较大的，如果结构荷载差异较大，体形又比较复杂，那就要产生较大的不均匀沉降，沉降和不均匀沉降过大将引起公路基础标高的降低，影响公路的使用条件，或者造成倾斜、开裂、破坏。同时由于其渗透性很小，固结速率很慢，沉降延续的时间很长，给土建结构内部设备的安装和与外部的连接带来许多困难。

3.加强软土地基土建结构工程耐久性的主要措施

3.1加强沉降动态观测

为掌握土建结构在施工期中的变形动态，施工期间必须进行地表沉降量的动态观测。其中沉降动态观测的首要任务是合理埋设沉降观测点。沉降观测点的埋设位置通常由工程设计书给定，一般来说每个断面应在土建结构中央分离带上布设1个沉降点，在两侧分别布设1个沉降点，3个沉降点应位于一条线上，以便充分体现该断面的沉降情况。沉降点以沉降板作为观测标志，沉降板一般由一根直径为30~40mm的直杆钢管和一块400mm×400mm×9mm的钢板组成，钢管底部焊接在钢板上，沉降杆每段长度为20~30mm，随填土升高而逐渐接高。沉降板的底座埋设在路基底面或砂垫层上，埋设时要求沉降杆处于铅直状态，并保持管顶低于压实面5~8mm。.如果需要埋设分层沉降观测点，原则上应每一层土设一个点，点数与埋设深度视具体情况而定，最深的点应超过压缩层理论厚度，或者埋设在压缩性低的砾石或岩石层上，最浅的点一般在基础底面下50mm处。

3.2应用合理的技术规范

在土建结构耐久性规范标准上，要摆脱计划经济年代遗留下来的过分强求统一、较少考虑个性和缺乏实事求是灵活性的倾向。要提倡和鼓励各省市编制地方性规范，在软土地基耐久性标准上，可有不同的设置水准。全国性的规范订得愈详细，其适用性可能变得愈差，造成的混乱也可能愈多;特别像软土工程那样的规范更是如此。技术标准中的强制性越多，也意味着政府有关部门在具体技术问题上需要承担的责任越重，而这些本来不该是政府部门的职责。规范中的要求是最低要求，在安全设置水准上，政府需要干预的也应是保证公众安全的最低要求。比如对于土建结构的抗震设计，政府有关部门至今仍规定任何部门与个人不得随意提高抗震的设防标准。

3.3进行定期的检测与维修

在软土地基土建工程施工与使用过程中，应有定期的检测和正常的维护修理加以保证。在基础设施工程的投资上有重新建、轻维修的倾向，不利于工程寿命和投资效益。对于重要土建工程重要公共基础设施和公共建筑物，在其使用期内实施强制性的定期安全检测。设计合理的混凝土结构体系也是重要措施，配置完善的受力钢筋骨架，不但进行强度和刚度计算还应进行抗裂或裂缝宽度验算，避免因结构开裂或裂缝宽度超出限值而使钢筋受侵蚀。同时成立一个由安监人员，土建管理人员、基层班组长等相关人员组成的土建安全管理小组，按安全生产责任制并结合具体情况明确小组的人员分工。管理小组成员相互沟通协调处理施工中的各项日常事务，正确解决安全和生产矛盾，避免出现各自为政的情况。

3.4加强新技术的推广应用

当前灌注桩作为软土地基建筑物基础，在房屋建筑工程、桥梁工程和水利工程中已广泛应用，钻孔灌注桩施工技术也比较成熟。其施工原理就是以足够的首批混凝土浇灌量，迅速将孔底的水或泥浆排开并一次将导管出料口包裹在混凝土一定的深度之中，使后续浇灌的混凝土始终与孔内水或泥浆隔离开来，而后持续不问断地将高流态混凝土从进料口通过导管输入桩孔。在输入混凝土过程中，随着孔内混凝土不断增加，不间断地提升导管，但必须使出料口埋设在已浇筑的混凝土中的一定深度。后续输入的混凝土是通过出料口与入料口之间密封导管中的高差形成的压力，使混凝土冲挤入已浇筑的混凝土之中的。首批灌入的混凝土中的一部份作为隔离层而被顶在最上面，并始终被不间断灌入的后续混凝土逐步冲顶向桩口处移动。钻孔灌注桩在施工中振动噪声小，桩长及形式比较灵活，因此，应用很广泛。

4.结语

软土地基土建结构的耐久性一直是设计者与使用者非常关注的问题，关系到安全与经济的协调、基础设施的投资，并与国家现行政策、法规以及未来的经济发展息息相关，是一个复杂的系统工程问题。我们应充分理解和认识软土地基的受力特点，采取相应的施工方法，同时精心组织、精心施工，才能避免施工过程中产生不必要的麻烦。■

【参考文献】

［１］白云，周松等.软土地下工程施工技术［M］.上海:华东理工大学出版社，2000.

［２］建筑荷栽规范(GB5009~2001)［M］.北京：中国建筑工业出版社，2001.

［３］建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068~2001)［M］.北京:中国建筑工业出版社.2001.

［４］杨位洗.地基及基础［M］.北京:中国建筑工业出版社.1998.

［５］沈珠江.软土工程特性和软土地基设计［U］.岩土工程学报，1998，20(1): 100~101.