摘要：伴随城市的高速发展，用地需求激增，土地资源日益紧张，对于沿海沉积地区和河涌洼地的开发利用越来越多，沿海沉积地区和河涌洼由于丰富的河流及水资源影响，形成淤泥类弱基础，此类地基在基础施工中存在一定难度，淤泥类土具有压缩性高，强度低等特点，表现为沉降量大且不均匀、沉降速率大、沉降稳定历时较长。另现绿色建筑、绿色施工、装配式施工要求越来越高。本文针对淤泥类弱基础垫层进行预制式施工进行应用。
关键词：淤泥；预制式；三维模拟；绿色施工
一、前言
伴随城市的高速发展，用地需求激增，土地资源日益紧张，对于沿海沉积地区和河涌洼地的开发利用越来越多，沿海沉积地区和河涌洼由于丰富的河流及水资源影响，形成淤泥类弱基础，此类地基在基础施工中存在一定难度。所谓淤泥类软弱基础，一般是在静水或缓慢流水环境中，有微生物参与作用的条件下沉积形成的一类特殊土质。淤泥类土具有压缩性高，强度低等特点，表现为沉降量大且不均匀、沉降速率大、沉降稳定历时较长。在淤泥类软弱基础上施工，其最大的问题是该类地质变形较大，例如在施工过程中大型机械车辆的行走，土方开挖过程中产生的堆土和开挖高差压力超过比例界限值容易被扰动而造成变形。
现有常规垫层是现浇的，即在地基经过土方开挖之后，直接在其中浇灌混凝土，形成垫层后在其上砌筑砖胎膜，绑扎承台钢筋，最后浇注承台混凝土，最终完成基础承台及混凝土垫层的施工。但是，由于淤泥类软弱基础压缩性高且强度低的特点，传统的现浇垫层淤泥类软弱基础中的应用存在许多问题。一是在土方开挖过程中，所产生的堆土和开挖高差压力容易超过比例界限，容易被扰动而造成变形；二是在浇灌垫层混凝土的过程中，往往混凝土在未凝固时，淤泥类土质会发生扰动，造成变形，造成垫层起拱、变形、裂缝等质量问题，导致后续施工无法进行。此外，除了以上问题导致的传统施工方法存在各类困难，传统现浇垫层必要时还需加大垫层浇筑厚度，增加垫层整体稳定性，相应工期会延长一倍以上，且由于淤泥的扰动具有不定性，不易保证质量。
三维模拟技术利用其可视化即“所见所得”的形式，运用在建筑业的作用是非常大的。三维提供了可视化的思路，将以往的线条式构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前。基于三维模拟技术在淤泥土质下承台预制式垫层施工技术正是响应国家提倡的绿色建造的具体施工技术。利用三维模拟技术技术进行建造前模拟，可以准确将承台位置标识出来，对承台测量放线起到技术指导作用，同时为预制式承台垫层的承台预留洞口准确定位。淤泥土质下的承台垫层采用预制式整体安装，大大增强了垫层的强度和刚度，提高了施工质量。
二、工艺特点与原理
1、与常规的垫层施工工艺相比，本技术具有以下特点：
（1）基于三维模拟技术对承台几何尺寸进行建模，并对预制式承台垫层进行施工前模拟，便于施工中的质量与安全控制。
（2）预制垫层采用钢筋混凝土结构，因考虑吊装施工安全及整体性，其中所使用的混凝土为预拌混凝土，内配单层双向钢筋网，并布置有吊耳。垫层强度高、刚度好，不容易开裂，配有的吊耳可以整体吊装施工安装。。
（3）预制垫层克服了传统施工方法中由于淤泥质混凝土扰动导致的垫层起拱、变形、裂缝等质量问题，同时克服了传统施工方法中需待混凝土凝固而造成更多不确定性事件的影响，加快了施工进度，提高了施工效率。
2、工艺原理
(1). 利用BIM技术进行三维模拟及统计：利用三维模拟可以辅佐测量放线，准确预留桩承台位置，清晰预制式承台垫层的施工。
(2). 预制式承台垫层采用吊装施工工艺，利用三维模拟并辅以施工模拟，可以将最优吊点位置确定。利用三维模拟技术对预制式桩承台垫层的施工构造进行模拟，在施工前对作业人员进行安全技术交底，包括预制式承台垫层的的施工、吊装等重点工序进行模拟
(3). 预制式垫层的质量控制：预制垫层采用钢筋混凝土结构，在预制式垫层配单层双向Φ12钢筋网，间距@150。混凝土厚度为200mm，强度为C30。预制垫层布置有吊耳，吊耳采用φ16圆钢，有效地防止垫层起拱、变形、裂缝等质量通病。
三、适用范围
本所施工技术主要应用所有淤泥土质或其他地质条件较差的基础的承台垫层，有十分好的推广应用前景和价值。
四、施工工艺流程及操作要点
1、施工工艺流程
承台基础放线、混凝土垫层预制加工 →土方开挖→基础础尺寸、标高复核→预制垫层吊装→安装精度调整→验收。
2、操作要点：
（1）承台基础放线
准确放出桩承台位置线，桩身直径为500mm，预制垫层桩预留孔设置为800mmx800mm。
预制式三桩承台垫层侧视三维模型
（2）承台预制式垫层的制作
为增强预制式垫层的强度和刚度，预制垫层采用钢筋混凝土结构，在预制式垫层配单层双向Φ12钢筋网，间距@150。其中所使用的混凝土为预拌混凝土，内配单层双向钢筋网，所述预拌混凝土配合比为525号普通硅酸盐水泥，Ⅰ级或特Ⅱ级粉煤灰，砂的细度模量为2.5~2.7，石子采用5~31mm粒径，控制混凝土坍落度为14~18cm。混凝土厚度为200mmC30。预制垫层布置有吊耳，吊耳采用φ16圆钢。
（3）土方开挖
大型土方机械开挖应从上而下分层依次进行，严禁在高度超过3m或在不稳定土体之下“偷岩”（无坡脚及负坡脚）作业。在挖方边坡上如发现有危岩、孤岩、古滑坡等土体或导致岩（土）体向挖方一侧滑移的软弱夹层、裂隙时，应及时清除和采取相应措施，以防止岩（土）体崩塌与下滑。在滑坡地段挖方时，应详细了解地质资料，从挖土的方向和手段制定方案，防止滑坡发生。土方边坡的加固（包括填方、排水沟和截水沟等的边坡），应遵照设计图纸要求和施工组织设计进行施工。土质均匀，且地下水位低于基坑（槽）或管沟底面标高，挖方深度不超过下列规定时，可以考虑不放坡和不加支撑。
（4）基础尺寸标高复核
挖土完成后对基础的尺寸标高进行复核，复核无误后，进入下一个施工工序。
（5）预制垫层吊装
基础尺寸标高复核完成后，开始吊装预制承台垫层。预制承台垫层均按重心受力埋置吊钩。预制垫层通过吊车吊至指定位置安装。
五、结束语
伴随城市的高速发展，用地需求激增，土地资源日益紧张，对于沿海沉积地区和河涌洼地的开发利用越来越多，沿海沉积地区和河涌洼由于丰富的河流及水资源影响，形成淤泥类弱基础，此类地基在基础施工中存在一定难度。通过工艺：
（1）预制混凝土垫层施工方法适用于基础桩较少的承台，且可以提前
预制，开挖完成立即吊装，砌筑砖模。而预制混凝土垫块其强度高，具有整体性，可以有效的防止大部分因淤泥扰动造成的影响。
（2）淤泥类土使用预制混凝土垫层在施工中放线、标高控制中十分简便灵活、提高工效。
（3）减少基础换填。对于淤泥类土基础换填一般需采用石渣等材料，减少石渣等材料使用符合绿色施工要求。
综上所述，本施工技术，可大大减少了人员返工，材料耗费，提高了施工质量和安全可靠性，其综合效益十分明显。
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张辉春（1988.09），专业：建筑施工与监理，助理工程师，毕业于广州科技职业技术学院。
论文作者:张辉春
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/18
标签：淤泥论文; 混凝土论文; 基础论文; 土方论文; 土质论文; 标高论文; 钢筋论文; 《基层建设》2018年第3期论文;