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(无锡苏诚建设顾问有限公司,江苏,无锡,214000)
【摘要】随着社会的发展和国民经济的腾飞,国家对建筑的要求也越来越高,在建筑工程中需要进行软基处理以及对施工过程中的一些技术控制。本文提出了建筑中常用的软基处理方法以及施工控制技术,希望能为广大工作者提供一些参考。
【关键词】建筑;软基处理技术
随着科技的不断发展,我国人民生活水平也在不断地提高。人们越来越注重“行”与“住”。而这离不开建筑业的发展。它在国民经济建设中的比重也在逐年增长,不容小觑。而建筑业的繁荣标志着一个国家的经济建设的发展,又与人民的生活息息相关,由于环境的多变性和不确定性等因素影响,决定其潜在危险指数十分高。近些年来,我们时常听到楼房倾斜、桥梁倒塌的新闻,这既造成了国家经济的损失,也是的老百姓的生命财产安全受到威胁。做好建筑安全工作尤为重要,因为一个建筑事故可能会导致广大群众的危险。所以,建筑中的软基处理工作以及施工控制技术刻不容缓。
1 建筑物中软基现象简述
软土地基是指由天然含水量大、承载力低、孔隙比大、压缩性高的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。主要有淤泥、淤泥质土及泥炭,基本特性为:
1.1 一定的物理特性
高含水量、低密度、低强度、高压缩性、低透水性和中等灵敏度软土含水量高达45%~50%,孔隙比大于1.0,塑性指数为20左右,强度为10~30kPa,压缩系数为0.5~1.0MPa-1,固结系数为(0.1一1.0)x10-3cmz/s,灵敏度为4~8,因此压缩沉降量大、排水固结缓慢,地基稳定性差。
1.2 一定的结构性
随土的矿物成分、沉积环境、孔隙水的成分及沉积年代结构性不同,软土均具有一定的结构性。结构性的主要作用是增大了土骨架的刚度,因此其力学特性与应力水平密切相关。应力水平较低时,土会呈现较好的力学特性;应力水平超过某临界值后,土的结构性破坏,使力学性质明显恶化,而且这种恶化是不可逆的.短期内很难恢复。软基就是软土地基的简称。而软土,又是淤泥和淤泥质土的总称。它主要是由天然的含水量大、抗剪能力差、固结能力弱的淤泥积淀而成。它的特点是承载能力低、压缩性大、扰动性高、透水性弱等。而在此种地质上建筑桥梁或房屋是不合适的,因为它会因承载能力弱而导致建筑物的倾斜或坍塌,最终会酿成危害性极大的事故。但在土地资源有限的今天,特别是沿海地区,我们必须充分利用每一寸土地。所以软基处理的重要性进入了人们的视野,并且日益引起广泛的研究。
而软基处理就是在软土地基上采用科学有效的方法改变其土质构造,提高软土地基的坚固性和固结度,从而使其土质适合建筑。如图1所示,就是施工前的土壤土质曾分析。这样就防止了建筑后因地基的下沉或松软而引起的建筑物倾斜或坍塌等不良后果。
图1
2 建筑中软基处理方法和施工控制技术
2.1 填料法。这种方法主要是针对如何改变软土土质松软的问题
2.1.1 换填法。换填法就是用新的材料取代原有的软基材料,使其承载能力和稳定性更好。一般的,在施工时,采用人工或机械挖除地基中软土的成分,然后用其他强度较高、承载能力较强的材料填充。
2.1.2 抛石填筑。不改变它的原有材料,只是在其上方填充其他的材料以加强地基的强度和承载能力。施工时,一般采用碎石材料,并用推土机在地基上方反复推压石块,使得石块坚实不至于再次出现软土现象。在这个反复推压的过程中,土壤中的空气和水分已经被绝大多数的排挤出来了。最后,只需要在石块上填筑土方。值得注意的是,在施工过程中填石的高度应比原地基高5~10cm为宜。这两种方法主要区别是是否挖除原有软土。第一种方法就是彻底清除了地基中的软土,防止其上方建筑物因重量等问题而是软土压缩,造成建筑物的潜在威胁;第二种方法则是采用推压的方法,把原有软土中的水分和空气排除,使软土的强度和承载能力相较于以前有了很大的提高。相比较而言,第二种方法更经济,对资源的利用更合理;但第一种方法则使得地基的承载能力更强些,使用寿命更长。
2.2 排水法。这种方法主要是针对如何排除软土中的水分问题
2.2.1 盲沟法。在要处理的地基上,根据地基面积和形状挖掘出横向或纵向的盲沟,以排出软土中的水分。在现在我们用得最多的是塑料盲沟,它是利用国外先进技术生产的土工合成材料新产品,渗透性好、抗压强度高、使用寿命长。还需要注意的是,盲沟的出口必须与排水沟联通,这样做有利于地基中水的排出。
2.2.2 石灰浅坑法。除了可以通过物理方法把水引出来外,还可以通过化学方法把水吸干。在软土中的水分和空气较多而使其蓬松,这样形成的土壤叫做“弹簧土”,致使在施工过程中经常出现“弹簧土”松软的现象。如果土壤中的水分和空气的含量不是很多的话,可以采用“石灰浅坑法”法。在施工时,先挖一个坑,然后清除坑中的渗水,最后向坑中填入生石灰。
2.3 水泥土搅拌法。这种方法主要是针对如何处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。
2.3.1深层搅拌法。所谓深层搅拌法,就是利用水泥等材料作为固化剂,通过深层搅拌机在地基深处将软黠土或松散砂土与固化剂强制拌和,水泥水化物与土料之间发生一系列的物理、化学反应后形成具有一定强度、抗渗性和整体性的水泥土固结体,从而加固地基强度和变形模量。
(1)桩体作用。深层搅拌桩桩体比周围土体的刚度大,在荷载作用下等量变形时,地基中的应力将按材料模量进行分布,因此,桩体应力比桩间土上的的应力大,这样就使得复合地基承载力比原地基有所提高,沉降量有所减小。
(2)垫层作用。深层搅拌桩与桩间土形成复合层。这一复合土层的力学特性优于天然土体,起着换土、均匀应力、增大应力扩散角的作用。在桩体没有完全贯穿整个软弱土层的地基中,垫层的作用尤为明显。
(3)挤密作用。深层搅拌桩中的水泥具有吸水、发热、膨胀作用,对桩周围的土可起到擠密效果。
(4)加筋作用。深层搅拌桩还可以用来提高土体的抗剪强度,增加土坡的抗滑能力。
2.3.2 粉体喷搅法。粉体喷搅法(简称干法)是水泥土搅拌法中的一种,是利用水泥等粉体材料作为固化剂,用空压机作为风源,使加固料呈雾状喷入地基内部,用螺旋式搅拌钻头与原位地基土进行强制搅拌, 同时利用两者之间产生的一系列物理和化学反应, 使水泥土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的半刚性桩,并与桩间土组成复合地基。粉体喷搅法具有施工简单、工期短、无环境污染、费用低廉和地基处理效果好等优点,并且应用范围广,可适用于处理含水量丰富的正常固结淤泥与淤泥质土、饱和性黄土、粘性土、粉土以及无流动地下水的饱和松散砂土等软弱土地基。
3 结语
总之,在工程建设中,对于大面积软土地基的处理,应根据实际的地质情况,结合水文气象资料等因素,采用不同的技术措施进行试验,经技术经济论证,选择最佳的施工方案。同时在确定软基处理方法时,还要注意节约能源,注意保护环境,避免因软基处理对地面水和地下水产生污染,以及振动噪音对周围环境产生不良影响等。
参考文献:
[1]公路小桥涵施工技术规范(JTJ41-2000)[S].北京:人民交通出版社,2000.
[2]刘玉卓.公路工程软土处理[M].北京:人民交通出版社,2003.
[3]公路路基施工技术规范(JTJ033-95)[S].北京:人民交通出版社,1999.
【摘要】随着社会的发展和国民经济的腾飞,国家对建筑的要求也越来越高,在建筑工程中需要进行软基处理以及对施工过程中的一些技术控制。本文提出了建筑中常用的软基处理方法以及施工控制技术,希望能为广大工作者提供一些参考。
【关键词】建筑;软基处理技术
随着科技的不断发展,我国人民生活水平也在不断地提高。人们越来越注重“行”与“住”。而这离不开建筑业的发展。它在国民经济建设中的比重也在逐年增长,不容小觑。而建筑业的繁荣标志着一个国家的经济建设的发展,又与人民的生活息息相关,由于环境的多变性和不确定性等因素影响,决定其潜在危险指数十分高。近些年来,我们时常听到楼房倾斜、桥梁倒塌的新闻,这既造成了国家经济的损失,也是的老百姓的生命财产安全受到威胁。做好建筑安全工作尤为重要,因为一个建筑事故可能会导致广大群众的危险。所以,建筑中的软基处理工作以及施工控制技术刻不容缓。
1 建筑物中软基现象简述
软土地基是指由天然含水量大、承载力低、孔隙比大、压缩性高的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。主要有淤泥、淤泥质土及泥炭,基本特性为:
1.1 一定的物理特性
高含水量、低密度、低强度、高压缩性、低透水性和中等灵敏度软土含水量高达45%~50%,孔隙比大于1.0,塑性指数为20左右,强度为10~30kPa,压缩系数为0.5~1.0MPa-1,固结系数为(0.1一1.0)x10-3cmz/s,灵敏度为4~8,因此压缩沉降量大、排水固结缓慢,地基稳定性差。
1.2 一定的结构性
随土的矿物成分、沉积环境、孔隙水的成分及沉积年代结构性不同,软土均具有一定的结构性。结构性的主要作用是增大了土骨架的刚度,因此其力学特性与应力水平密切相关。应力水平较低时,土会呈现较好的力学特性;应力水平超过某临界值后,土的结构性破坏,使力学性质明显恶化,而且这种恶化是不可逆的.短期内很难恢复。软基就是软土地基的简称。而软土,又是淤泥和淤泥质土的总称。它主要是由天然的含水量大、抗剪能力差、固结能力弱的淤泥积淀而成。它的特点是承载能力低、压缩性大、扰动性高、透水性弱等。而在此种地质上建筑桥梁或房屋是不合适的,因为它会因承载能力弱而导致建筑物的倾斜或坍塌,最终会酿成危害性极大的事故。但在土地资源有限的今天,特别是沿海地区,我们必须充分利用每一寸土地。所以软基处理的重要性进入了人们的视野,并且日益引起广泛的研究。
而软基处理就是在软土地基上采用科学有效的方法改变其土质构造,提高软土地基的坚固性和固结度,从而使其土质适合建筑。如图1所示,就是施工前的土壤土质曾分析。这样就防止了建筑后因地基的下沉或松软而引起的建筑物倾斜或坍塌等不良后果。
图1
2 建筑中软基处理方法和施工控制技术
2.1 填料法。这种方法主要是针对如何改变软土土质松软的问题
2.1.1 换填法。换填法就是用新的材料取代原有的软基材料,使其承载能力和稳定性更好。一般的,在施工时,采用人工或机械挖除地基中软土的成分,然后用其他强度较高、承载能力较强的材料填充。
2.1.2 抛石填筑。不改变它的原有材料,只是在其上方填充其他的材料以加强地基的强度和承载能力。施工时,一般采用碎石材料,并用推土机在地基上方反复推压石块,使得石块坚实不至于再次出现软土现象。在这个反复推压的过程中,土壤中的空气和水分已经被绝大多数的排挤出来了。最后,只需要在石块上填筑土方。值得注意的是,在施工过程中填石的高度应比原地基高5~10cm为宜。这两种方法主要区别是是否挖除原有软土。第一种方法就是彻底清除了地基中的软土,防止其上方建筑物因重量等问题而是软土压缩,造成建筑物的潜在威胁;第二种方法则是采用推压的方法,把原有软土中的水分和空气排除,使软土的强度和承载能力相较于以前有了很大的提高。相比较而言,第二种方法更经济,对资源的利用更合理;但第一种方法则使得地基的承载能力更强些,使用寿命更长。
2.2 排水法。这种方法主要是针对如何排除软土中的水分问题
2.2.1 盲沟法。在要处理的地基上,根据地基面积和形状挖掘出横向或纵向的盲沟,以排出软土中的水分。在现在我们用得最多的是塑料盲沟,它是利用国外先进技术生产的土工合成材料新产品,渗透性好、抗压强度高、使用寿命长。还需要注意的是,盲沟的出口必须与排水沟联通,这样做有利于地基中水的排出。
2.2.2 石灰浅坑法。除了可以通过物理方法把水引出来外,还可以通过化学方法把水吸干。在软土中的水分和空气较多而使其蓬松,这样形成的土壤叫做“弹簧土”,致使在施工过程中经常出现“弹簧土”松软的现象。如果土壤中的水分和空气的含量不是很多的话,可以采用“石灰浅坑法”法。在施工时,先挖一个坑,然后清除坑中的渗水,最后向坑中填入生石灰。
2.3 水泥土搅拌法。这种方法主要是针对如何处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。
2.3.1深层搅拌法。所谓深层搅拌法,就是利用水泥等材料作为固化剂,通过深层搅拌机在地基深处将软黠土或松散砂土与固化剂强制拌和,水泥水化物与土料之间发生一系列的物理、化学反应后形成具有一定强度、抗渗性和整体性的水泥土固结体,从而加固地基强度和变形模量。
(1)桩体作用。深层搅拌桩桩体比周围土体的刚度大,在荷载作用下等量变形时,地基中的应力将按材料模量进行分布,因此,桩体应力比桩间土上的的应力大,这样就使得复合地基承载力比原地基有所提高,沉降量有所减小。
(2)垫层作用。深层搅拌桩与桩间土形成复合层。这一复合土层的力学特性优于天然土体,起着换土、均匀应力、增大应力扩散角的作用。在桩体没有完全贯穿整个软弱土层的地基中,垫层的作用尤为明显。
(3)挤密作用。深层搅拌桩中的水泥具有吸水、发热、膨胀作用,对桩周围的土可起到擠密效果。
(4)加筋作用。深层搅拌桩还可以用来提高土体的抗剪强度,增加土坡的抗滑能力。
2.3.2 粉体喷搅法。粉体喷搅法(简称干法)是水泥土搅拌法中的一种,是利用水泥等粉体材料作为固化剂,用空压机作为风源,使加固料呈雾状喷入地基内部,用螺旋式搅拌钻头与原位地基土进行强制搅拌, 同时利用两者之间产生的一系列物理和化学反应, 使水泥土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的半刚性桩,并与桩间土组成复合地基。粉体喷搅法具有施工简单、工期短、无环境污染、费用低廉和地基处理效果好等优点,并且应用范围广,可适用于处理含水量丰富的正常固结淤泥与淤泥质土、饱和性黄土、粘性土、粉土以及无流动地下水的饱和松散砂土等软弱土地基。
3 结语
总之,在工程建设中,对于大面积软土地基的处理,应根据实际的地质情况,结合水文气象资料等因素,采用不同的技术措施进行试验,经技术经济论证,选择最佳的施工方案。同时在确定软基处理方法时,还要注意节约能源,注意保护环境,避免因软基处理对地面水和地下水产生污染,以及振动噪音对周围环境产生不良影响等。
参考文献:
[1]公路小桥涵施工技术规范(JTJ41-2000)[S].北京:人民交通出版社,2000.
[2]刘玉卓.公路工程软土处理[M].北京:人民交通出版社,2003.
[3]公路路基施工技术规范(JTJ033-95)[S].北京:人民交通出版社,1999.