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摘要:随着经济的快速发展,人们的生活水平逐渐提高,从而人们对居住、工作环境的要求逐渐提高,所以为了满足人们的需求,施工单位将大量建筑建设在滨海、河湖沿岸,由于该地区取得土质多为软土层结构,从而使施工难度大大增加。本文首先简要论述了房建工程中软土地基存在的问题,基于此,深入探讨了现阶段常用的几种软土地基处理技术。
关键词:房建工程、软土地基、施工技术
中图分类号:TU471.8文献标识码: A 文章编号:
一、前言
建筑结构设计人员应根据实际情况,不仅要选择好软土地基处理方法,而且还要考虑其建筑结构的优化设计,从而达到合理、经济、安全的目的。软土地基如施工方法不当或未按规定和操作规程进行,就会造成地基失稳,使构造物沉降过大或不均匀沉降,对构造物造成不同程度的破坏甚至彻底报废。因此对软土地基的研究有着重要的意义。
二、房建工程中软土地基存在的问题
软土地基的性质会因为地域的差异、土壤的不同而有所差别,通常具有不可预见性。因此,在实际分析过程中要具体的勘察、探测,才能正确地做出相应的处理。现就几种常在建筑施工中出现的问题作如下解析。
1、在沉降中出现的问题
由于软土的基本特点之一就是多水,尤其如果是由软粘土作地基的话,其含水量通常较高。这就导致软土的压缩性较强,再加上软土的固结系数和渗透系数都较小的特征,所以通常情况下软土所需的沉降时间会多很多(即固结所需要的时间极长),甚至于有些比较深的粘土的沉降时间长达几十年之久。沉降时间长进而影响其次固结沉降在整个沉降过程中的比重增大,然而当沉降溢出建筑物所能承受的容许值时,就会对建筑物整体的稳固性、安全性造成一定威胁。与此同时,地基软土的过量沉降还会增强桩的负摩擦力,致使建筑物的上部结构或桩基遭到破坏,影响结构的稳固性。
2、软土结构导致不平衡问题
由于软土结构的特点导致软土层的含水量大、土质松弛、抗剪强度低、压缩能力较强,再加上填土重量的影响因素下,软基需经过一段很长的时间才能适应使趋于密实。如果这时候再在重载车辆或者是大量车流的共同作用下,很容易就会出现侧向挤出滑动的现象,还有软基沉降严重,在这些因素的共同作用下致使因地基强度不足而导致的不平衡问题比比皆是。例如,某一施工队在软土地基的基础上建造路堤,若不对其做任何处理,一段时间过后,路堤就会发生圆弧滑动,造成整体性的剪切破坏,即便没有出现这种想象,软基的侧向位移也会引起额外的沉降,最终还是将导致剪切破坏的发生,降低了路堤使用的安全系數。
3、软土结构导致液化问题
这也是软土结构经常出现的问题,由于动载荷的长期作用,使得饱和的松砂孔隙水变得稀释,从而其对土壤的有效应力作用会减弱,当这个有效应力作用减少到几乎没有的时候,砂土就会呈现出一些液体的特征,伴有液化的现象。随后就算是足够轻的建筑物就会出现浮动的现象,再重一些的就可能导致下沉,会引出一系列的不安全现象。非饱和的砂土不会像饱和的那样敏感,但时常也会出现较大变形的可能,也会引起沉降和建筑物不稳定等问题。
二、常用的软土地基处理方法
1、深层水泥搅拌桩法
淤泥、砂土、泥炭土和粉土地基处理方法常用深层水泥搅拌桩。深层水泥搅拌桩固化剂利用的是水泥,利用深层搅拌机械在地基将软土或沙等和固化剂强制拌和,使软基硬结而提高地基强度。有些情况需通过试验确定其适用性,如处理泥炭土或地下水具有侵蚀性。冬季施工时还要注意低温对处理效果的影响。该方法适用于软基处理,效果显着,处理后可成桩、墙等。水泥等材料质量按照设计要求选用水泥的品种标号应严格控制,并采取防潮、防雨淋措施,坚持先进库的水泥先用,后进库的水泥后用,避免水泥因放置时间长使标号降低。
(1)试桩。试桩是为了确定一些参数,如水泥浆的水灰比、泵送的时间、泵送的压力、搅拌最佳次数、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅的深度等,以便于指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工进行。每个标段的试桩≮5根,水泥搅拌桩的正式施工必须待试桩成功后方可进行。7d 后直接开挖取出试桩检验,取芯在至少 14d 后,主要检验水泥搅拌桩的搅拌均匀程度和水泥土强度。
(2)施工前期准备清除桩位处地上、地下障碍物,将施工场地填垫平整。
(3)保证进场临时道路畅通,进场水泥必须具备出厂合格证,并经现场取样送试验室复检合格,存放场地要充分满足施工需要,现场布局合理。根据桩位平面图及主要轴线,用经纬仪定向,钢尺量距,确定桩位。测量现场地面标高,确定桩顶标高。水泥搅拌桩施工机械必须具备良好及稳定的性能,钻机开钻之前应由监理工程师和项目经理部组织检查验收。
(4)施工要点
①施工工艺流程:桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵→反循环提钻并喷水泥浆→至工作基准面以下 0.3m→重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度→反循环提钻至地表→成桩结束→施工下一根桩。
②水泥搅拌桩开钻之前,检查管道中有无堵塞现象。
③保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求。
④对每根成型的搅拌桩进行质量检查。
⑤水泥搅拌配合比应该满足技术要求。
⑥水泥搅拌桩严禁带水下钻。
2、换填砾类土垫层法
换填垫层法是通过换填软弱地基土的变形变成垫层地基的变形,因此能够减少地基的沉降。换填垫层法设计的主要指标是垫层厚度和宽度,一般可将各种材料的垫层设计都近似地按砂垫层的计算方法进行设计。换填的材料工程特性应具有强度高、压缩性低、稳定性好和无侵蚀性等,主要有砂、碎石、高炉干渣和粉煤灰等。换填的砾类土应符合设计标准。换填前应先清除地面上的垃圾等杂物和一些孔穴,换填范围为填方路基坡脚外1m的地方,开挖边坡坡度两侧按1:0.5。基底需整平,碾压密实,推成坡度为2%的横坡,并分层填筑;按照经过试验确定的合格填料和经过试验确定的工艺参数,进行分层填筑压实;摊铺整平,使填料摊铺表面平整度符合要求;洒水或晾晒,用洒水车喷洒,自然晾晒:机械碾压:碾压是保证砂垫层达到密实度要求的关键工序。
3、深层石灰搅拌桩
它是利用石灰与土之间发生一系列的物理化学反应而形成强度的,不同的土质会产生不同的加固效果。第一,材料要求。构成桩体的主材是生石灰和粉煤灰,生石灰的活性Ca0应大于85%,灰块直径以5cm左右为宜,粉灰含量应小于20%,矸石含量小于5%:粉煤灰为SiO2、AI2O3。活性元素含量较高的新鲜粉煤灰,含水量应小于40%。第二,施工的要点。打桩顺序应该“先外排后内排,先周边后中间”的原则,按合适的比例对桩体材料进行配比。注意防止施工中地表水和临近水源渗透进入石灰桩身。
4、其他软基处理方法有挤密法和振冲法、排水固结法、高压喷射注浆法、铺设土工聚合物及其他方法。
(1)挤密法和振冲法。挤密法形成的是一种复合型地基,是在软弱土层中挤土成孔,从侧向将土挤密,然后再充填碎石、砂、灰土、石灰或炉渣等填充料形成密实的柔性桩体,从而改善地基的工程性能。振冲法比较适用于处理松砂、粉土、杂填土及湿陷性黄土。
(2)排水固结法。排水固结法是利用地基排水固结的特性,以加速饱和软粘土固结的一种地基处理方法。
(3)高压喷射注浆法与深层搅拌法。高压喷射注浆法是利用钻机按一定的施工工艺,使土体与水泥浆充分搅拌混合,胶结硬化后即在地基中形成直径比较均匀、具有一定强度的圆柱体,从而使地基得到加固。
(4)铺设土工聚合物。铺设土工聚合物处理软土地基的原理即在地基土中埋设强度较大的土工聚合物,使地基土能够承受抗拉力,防止断裂,保持整体性,改变地基土体的应力场和应变场,提高地基的承载力,改善地基的变形特性。
四、结语
综上所述,建筑结构设计人员应根据实际情况,不仅要选择好软土地基处理方法,而且还要考虑其建筑结构的优化设计,从而达到合理、经济、安全的目的。软土地基如施工方法不当或未按规定和操作规程进行,就会造成地基失稳,使构造物沉降过大或不均匀沉降,对构造物造成不同程度的破坏甚至彻底报废。因此对软土地基的研究有着重要的意义。
参考文献:
徐斌 王栋:《浅谈房建工程软土地基施工技术》,《河南建材》, 2011年02期
赵向阳 杜国华:《浅谈房建工程软土地基的施工技术研究》,《门窗》, 2012年07期
黎文俐:《房建工程软土地基施工技术的探讨》,《中华建设》, 2010年03期
朱雪良:《房建工程软土地基施工技术》,《科技传播》, 2011年24期
胡全力:《房建工程软土地基的施工技术研究》,《经济研究导刊》, 2011年12期
关键词:房建工程、软土地基、施工技术
中图分类号:TU471.8文献标识码: A 文章编号:
一、前言
建筑结构设计人员应根据实际情况,不仅要选择好软土地基处理方法,而且还要考虑其建筑结构的优化设计,从而达到合理、经济、安全的目的。软土地基如施工方法不当或未按规定和操作规程进行,就会造成地基失稳,使构造物沉降过大或不均匀沉降,对构造物造成不同程度的破坏甚至彻底报废。因此对软土地基的研究有着重要的意义。
二、房建工程中软土地基存在的问题
软土地基的性质会因为地域的差异、土壤的不同而有所差别,通常具有不可预见性。因此,在实际分析过程中要具体的勘察、探测,才能正确地做出相应的处理。现就几种常在建筑施工中出现的问题作如下解析。
1、在沉降中出现的问题
由于软土的基本特点之一就是多水,尤其如果是由软粘土作地基的话,其含水量通常较高。这就导致软土的压缩性较强,再加上软土的固结系数和渗透系数都较小的特征,所以通常情况下软土所需的沉降时间会多很多(即固结所需要的时间极长),甚至于有些比较深的粘土的沉降时间长达几十年之久。沉降时间长进而影响其次固结沉降在整个沉降过程中的比重增大,然而当沉降溢出建筑物所能承受的容许值时,就会对建筑物整体的稳固性、安全性造成一定威胁。与此同时,地基软土的过量沉降还会增强桩的负摩擦力,致使建筑物的上部结构或桩基遭到破坏,影响结构的稳固性。
2、软土结构导致不平衡问题
由于软土结构的特点导致软土层的含水量大、土质松弛、抗剪强度低、压缩能力较强,再加上填土重量的影响因素下,软基需经过一段很长的时间才能适应使趋于密实。如果这时候再在重载车辆或者是大量车流的共同作用下,很容易就会出现侧向挤出滑动的现象,还有软基沉降严重,在这些因素的共同作用下致使因地基强度不足而导致的不平衡问题比比皆是。例如,某一施工队在软土地基的基础上建造路堤,若不对其做任何处理,一段时间过后,路堤就会发生圆弧滑动,造成整体性的剪切破坏,即便没有出现这种想象,软基的侧向位移也会引起额外的沉降,最终还是将导致剪切破坏的发生,降低了路堤使用的安全系數。
3、软土结构导致液化问题
这也是软土结构经常出现的问题,由于动载荷的长期作用,使得饱和的松砂孔隙水变得稀释,从而其对土壤的有效应力作用会减弱,当这个有效应力作用减少到几乎没有的时候,砂土就会呈现出一些液体的特征,伴有液化的现象。随后就算是足够轻的建筑物就会出现浮动的现象,再重一些的就可能导致下沉,会引出一系列的不安全现象。非饱和的砂土不会像饱和的那样敏感,但时常也会出现较大变形的可能,也会引起沉降和建筑物不稳定等问题。
二、常用的软土地基处理方法
1、深层水泥搅拌桩法
淤泥、砂土、泥炭土和粉土地基处理方法常用深层水泥搅拌桩。深层水泥搅拌桩固化剂利用的是水泥,利用深层搅拌机械在地基将软土或沙等和固化剂强制拌和,使软基硬结而提高地基强度。有些情况需通过试验确定其适用性,如处理泥炭土或地下水具有侵蚀性。冬季施工时还要注意低温对处理效果的影响。该方法适用于软基处理,效果显着,处理后可成桩、墙等。水泥等材料质量按照设计要求选用水泥的品种标号应严格控制,并采取防潮、防雨淋措施,坚持先进库的水泥先用,后进库的水泥后用,避免水泥因放置时间长使标号降低。
(1)试桩。试桩是为了确定一些参数,如水泥浆的水灰比、泵送的时间、泵送的压力、搅拌最佳次数、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅的深度等,以便于指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工进行。每个标段的试桩≮5根,水泥搅拌桩的正式施工必须待试桩成功后方可进行。7d 后直接开挖取出试桩检验,取芯在至少 14d 后,主要检验水泥搅拌桩的搅拌均匀程度和水泥土强度。
(2)施工前期准备清除桩位处地上、地下障碍物,将施工场地填垫平整。
(3)保证进场临时道路畅通,进场水泥必须具备出厂合格证,并经现场取样送试验室复检合格,存放场地要充分满足施工需要,现场布局合理。根据桩位平面图及主要轴线,用经纬仪定向,钢尺量距,确定桩位。测量现场地面标高,确定桩顶标高。水泥搅拌桩施工机械必须具备良好及稳定的性能,钻机开钻之前应由监理工程师和项目经理部组织检查验收。
(4)施工要点
①施工工艺流程:桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵→反循环提钻并喷水泥浆→至工作基准面以下 0.3m→重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度→反循环提钻至地表→成桩结束→施工下一根桩。
②水泥搅拌桩开钻之前,检查管道中有无堵塞现象。
③保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求。
④对每根成型的搅拌桩进行质量检查。
⑤水泥搅拌配合比应该满足技术要求。
⑥水泥搅拌桩严禁带水下钻。
2、换填砾类土垫层法
换填垫层法是通过换填软弱地基土的变形变成垫层地基的变形,因此能够减少地基的沉降。换填垫层法设计的主要指标是垫层厚度和宽度,一般可将各种材料的垫层设计都近似地按砂垫层的计算方法进行设计。换填的材料工程特性应具有强度高、压缩性低、稳定性好和无侵蚀性等,主要有砂、碎石、高炉干渣和粉煤灰等。换填的砾类土应符合设计标准。换填前应先清除地面上的垃圾等杂物和一些孔穴,换填范围为填方路基坡脚外1m的地方,开挖边坡坡度两侧按1:0.5。基底需整平,碾压密实,推成坡度为2%的横坡,并分层填筑;按照经过试验确定的合格填料和经过试验确定的工艺参数,进行分层填筑压实;摊铺整平,使填料摊铺表面平整度符合要求;洒水或晾晒,用洒水车喷洒,自然晾晒:机械碾压:碾压是保证砂垫层达到密实度要求的关键工序。
3、深层石灰搅拌桩
它是利用石灰与土之间发生一系列的物理化学反应而形成强度的,不同的土质会产生不同的加固效果。第一,材料要求。构成桩体的主材是生石灰和粉煤灰,生石灰的活性Ca0应大于85%,灰块直径以5cm左右为宜,粉灰含量应小于20%,矸石含量小于5%:粉煤灰为SiO2、AI2O3。活性元素含量较高的新鲜粉煤灰,含水量应小于40%。第二,施工的要点。打桩顺序应该“先外排后内排,先周边后中间”的原则,按合适的比例对桩体材料进行配比。注意防止施工中地表水和临近水源渗透进入石灰桩身。
4、其他软基处理方法有挤密法和振冲法、排水固结法、高压喷射注浆法、铺设土工聚合物及其他方法。
(1)挤密法和振冲法。挤密法形成的是一种复合型地基,是在软弱土层中挤土成孔,从侧向将土挤密,然后再充填碎石、砂、灰土、石灰或炉渣等填充料形成密实的柔性桩体,从而改善地基的工程性能。振冲法比较适用于处理松砂、粉土、杂填土及湿陷性黄土。
(2)排水固结法。排水固结法是利用地基排水固结的特性,以加速饱和软粘土固结的一种地基处理方法。
(3)高压喷射注浆法与深层搅拌法。高压喷射注浆法是利用钻机按一定的施工工艺,使土体与水泥浆充分搅拌混合,胶结硬化后即在地基中形成直径比较均匀、具有一定强度的圆柱体,从而使地基得到加固。
(4)铺设土工聚合物。铺设土工聚合物处理软土地基的原理即在地基土中埋设强度较大的土工聚合物,使地基土能够承受抗拉力,防止断裂,保持整体性,改变地基土体的应力场和应变场,提高地基的承载力,改善地基的变形特性。
四、结语
综上所述,建筑结构设计人员应根据实际情况,不仅要选择好软土地基处理方法,而且还要考虑其建筑结构的优化设计,从而达到合理、经济、安全的目的。软土地基如施工方法不当或未按规定和操作规程进行,就会造成地基失稳,使构造物沉降过大或不均匀沉降,对构造物造成不同程度的破坏甚至彻底报废。因此对软土地基的研究有着重要的意义。
参考文献:
徐斌 王栋:《浅谈房建工程软土地基施工技术》,《河南建材》, 2011年02期
赵向阳 杜国华:《浅谈房建工程软土地基的施工技术研究》,《门窗》, 2012年07期
黎文俐:《房建工程软土地基施工技术的探讨》,《中华建设》, 2010年03期
朱雪良:《房建工程软土地基施工技术》,《科技传播》, 2011年24期
胡全力:《房建工程软土地基的施工技术研究》,《经济研究导刊》, 2011年12期