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【摘 要】随着时代的进步,经济的发展,城市化和工业化进程的快速发展,使得土木工程向各种复杂地基条件的区域发展,不良地基土特别是软土的工程特性引起工程师的重视,如何采用科学合理的地基处理方法,使得在充分发挥原地基土承载力、就地取材、施工工艺简单、施工速度快、费用低的情况下,却能够通过提高地基土的承载力或改变其变形性质或渗透性质而得到良好的地基加固效果,值得我们探讨和推广应用。本文就软土地基的危害形式、施工中的处理技术展开了探讨。
【关键词】工民建;软土地基;处理技术
引言
工民建工程中软土地基是一个经常遇到的问题,对于软土地基的处理,涉及到的施工程序非常复杂,且有一定的施工难度。只有对地质尽心勘测,掌握其地质特征,对地质的基本特性有所了解,才能选择合理的施工方法来进行软土地基的处理。
一、软土地基概述
所谓的软土是指天然含水量大于液限,天然孔隙比大于1.0的饱和性黏性土。软土作为工民建地基主要存在地基承载力或稳定性、沉降、渗透等问题。在工民建施工过程中,若是遇到软土地基那将会非常麻烦。严格来说,软土地基对于工民建工程的施工是百害而无一利的。软土地基强度很低,渗透性差,含水量很高,孔隙比大,抗剪强度非常低。通常情况下,普通的软土地基强度勉强可以达到正常土层的1/2,有时连一半都达不到,但是含水量却能超过35%。与此同时,软土本身的承载能力也很差,固结比较慢,施工期间会在一定程度上拖延工期,影响工程质量。所以,为了保证工程项目的竣工质量和工期,施工前应该对施工现场的软土地基进行处理,保证地基的强度。
二、软土地基施工技术的难点
软土是指压缩性高、承载力小、含水量大、透水性差、呈软塑到流塑状态的一种饱和性粘土。由于其具有的这些特性,导致在工民建的施工中常常出现一些问题,给工程带来阻碍。
1、含水高、淤泥多
由于软土地基含水量特别的高,其含水量高达34%~72%,这相当于土层基本上是处于流动水体的上面。因此,在施工中常常会出现较多的淤泥,导致大型施工设备施工困难,影响施工进度。
2、压缩性高、易塌陷
由于软土地基的含水量大,因此在具体施工时就会利用压力将其中的水分排除出来,而在压力下水分的减少就会造成软土地基土层被急剧压缩。在这种情况下,若是不采取相应的解决措施,就会导致土层的下陷甚至出现漏洞。
三、施工注意事项及软土地基的分析
1、软土地基处理后,还必须通过负载使超孔隙水压力逐渐消散,孔隙比减小,软土地基坚固,土壤的密度增加,抗剪强度增加。为了使软土地基的荷载在承受范围内,应该使加载速率和排水的速率相适应,这样才能保证地基在施工中不会发生破坏。
2、在软土地基处理后,必须进行预应力荷载加载,重复的碾压来确保排水效果和强度是在效果范围之内,缩小间隙,使抗剪能力增强。在填地基时,可以使用反压保护措施,并保证施工过程中的协调同步和地基工作之间的管道建设,确保地基受力均衡。
3、在填筑地基的过程中一定要把第一层土的填筑厚度适当加大。因为第一层软土地基不能形成一个板面整体,然后通过大吨位机械设备碾压会造成壳层的翻浆,所以将第一层增厚,可以形成一个整体,还可以使下层的硬壳一起承受上部的荷载。
4、在填筑地基的施工过程中,为了确保地基的稳定性,可以增加反压保护措施。软土地基的抗剪强度是很差的,所以上面的管道与地基建设应该同步形成一个整体,这样可以较大范围的扩散荷载。反压保护增加了一些土方工程,所以对施工连续性和地基的受力平衡都是很有利的。
四、施工中软土地基的处理技术
1、表层处理技术
(1)置换处理技术
软土地基出现问题最根本的原因还是土质的问题,想要排除这个问题最直接的方法就是将软土换成普通的土質。例如,将淤土层的土质换成沙壤土、粗砂、灰土等承载能力相对较好的透水性土质。这个方法对于软土层相对较薄的地基比较合适。在实际的处理过程中,只要对超欠挖的问题多加注意,就能有效的避免大额的经济损失。另外,回填的土质要做好夯实处理,保证新的地基具备良好的承载能力。
(2)敷垫材料处理技术
针对由于地基土层分布不均而导致的局部沉降或是侧向变位问题,技术人员可以采用敷垫材料增强地基的抗剪能力和抗拉能力,保证施工期间、竣工后机械设备正常通行。敷垫材料主要采用包括土工布、化纤无纺布、玻璃纤维格栅等等。进行敷垫材料处理以后,地基支撑能力明显提升,分布更加均匀。
2、换填法
这种方法非常适合软土地基层非常浅的房屋建造过程中,一般来说可以利用挖掘方式,把地面下面的软土土层挖掘掉,然后在挖掘空出来的区域填埋土质性能稳定、压缩性很低、高强度和承载能力很好的碎石材料等。在换填土层的时候把每个层面都进行压实操作,目的是保证换填之后的土层可以保持很好的含水量和压实度,使其满足工民建房屋规定的各项指标数据。换填法一般都会利用在暗沟区域、杂填土区域和低洼水源地区域等软土地基很浅的地区。
3、密挤法
密挤法也称为挤压密实法,这种方法主要是借助于夯锤、机械或者爆破产生的振冲或者压力使土层的空隙减少,或者采用地基内打砂石桩、灰土桩等方法挤密桩间的土体而达到压实地基的目的。这种方法主要用于处理非饱和黏土、杂填土与湿陷性黄土等。一般对于厚度大于3.0m且分布面积广中厚软土可以采用密挤法来加固。
4、强夯法
所谓的强夯法就是采用重锤夯实或强夯。具体来说是用大型起重设备将稳定的结构重物提升起来,直接从一定高度落下,瞬间挤压地面软土,增加软土地基的密实度。这种方法虽然方法简单,加固效果明显,范围广,但需要大型设备,噪音很大,不宜使用在人口稠密的地区。该方法适用于砾石土地基、粘性土地基、杂填土地基等,但不适用于淤泥地基的处理,这样会使泥浆分散,影响施工过程中的进度和难度。 5、加固处理技术
(1)排水加固处理技术
排水加固处理技术采用的方法是在地基中布置排水体,进而将软土层中的水通过排水系统有效集中排出,包括排水系统和加压系统两个基本组成部分。排水体的选用可以根据实际状况选取合适的类型。
①砂井排水。排水体采用砂井的主要施工方法就是在软土地基中首先打下一口深井,并在上层的井口处灌入能够发挥出固定作用的砂土,并采用钢管将这些砂土压实。分层灌入砂石并上抬深井,直到深井被完全拔出来,这时软土地基的压实程度基本上也就能够达到标准的压实度了。该方法使用过程中,需要集中注意的就是选择合适的时机及时将深井管道拔出来,降低施工难度,保证施工质量。
②塑料板排水。排水体采用塑料板,将其深深插入软土地基中,防止外侧地表水或是地下水进入到地基中来。填筑过程中,由于荷载的作用地下水会沿着塑料板进入到砂垫层中,进而有效排出,保证基底的承载能力。砂垫层处理完成以后,要及时插入塑料板,相关工作人员要及时测出排水范围,找到具体的放置位置,做好记号,随后将排水板放置到合理的位置上,通过打桩机将排水板送入设计的位置,送进去以后,地面上要留有一段富余,最后在四周填砂处理。这个方法施工过程中,需要注意的就是回带的问题,钻杆提升时由于塑料板和钻杆没能完全分开就会引发这类问题,可以采用短钢筋的钻头避免回带发生。
③深度排水。这种排水方法是指在正式施工前对软土地基进行预加压处理,即在地基上施加较大的重压,令地基更加夯实,相对稳固,进而提升承载能力。
(2)化学加固处理技术
进行软土地基加固还可以采用化学方法,包括:向软土地基中加入化学添加剂,通过化学反应吸收掉地基中的多余水分,进而提升地基的承载能力。
选择添加剂时要充分考虑到使用效果和经济利益,通常在施工过程中选用熟石灰和水泥的时候比较频繁,经济实用,使用效果好;进行电化学加固,向水中通电可以在一定程度上分解水,所以,有些时候工民建施工单位也会在软土地基加固过程中采用电解的方法排除地基中的多余水分。以上这两种方法可以结合起来使用,效果更加明显。
(3)桩体加固处理技术
桩体加固方法指的是在软土地基中对桩体进行加固,一般都是利用水泥桩体。该种方法多用在施工工程项目较小的情况下,因为施工面积若是过大,土层厚度相对较高,桩体加固技术会受到比较严重的影响,同时成本也相对较高。
6、垫层技术
垫层技术主要是指在软土地基上铺设一层特殊的材料,然后在这层材料上填充地基,一般情况而言,软土地基的地表没有硬壳层或者持力层,透水性也不强,为此一般的垫层材料都会选用一些砂石或者是碎石材料。为了有效控制成本,填充层选用时,不宜远距离运输,可选取附近山体的山坡碎石或废料,此外还能使用工厂生产的废弃渣子等材料作为填充料。通常而言所选用的填充料应具有良好的级配,既可以获得较好的地基处理效果,又能有效节约成本。
7、重锤夯实法
通过绑接脚手架的方式,使卷扬机扬起重锤达到一定的高度,从高处往下落,重锤在下落过程会产生巨大的冲击力,可以对软土层进行反复的夯打,压紧地基形成一种固结,增加软土层单位面积的密度和强度,增强软土地基的承载力,从而有利于地基的稳定。根据不同的工程实际情况,可以适当地增加锤子的重量或是提高锤子的落地距离,增强夯击能量,有助于加固深层地基。夯实法的使用具备一定的可变性,其参数的变化可以影响夯击产生的能量。
结束语
在工民建建設实施过程中应该根据软弱地基的实际情况,选择处理效果好、造价低以及易于操作的施工方案,同时采取有效的观测,确保软弱地基处理的有效性,控制工民建工程主体结构的不均匀沉降,提高工民建工程整体建设质量。
参考文献:
[1]潘如升.刍议工民建工程施工中的软土地基处理技术[J].科技创业家,2012(16).
[2]王俊勇.工业与民用工民建施工中存在问题与解决策略分析[J].科技创新导报,2013(35).
[3]肖伊静.房屋工民建施工中的地基处理技术分析[J].科技创新与应用,2014(25).
[4]于庆雯.工业与民用工民建施工中的防渗漏技术解析[J].科技与企业,2013(15).
[5]张立恩.软土地基处理技术在工民建工民建工程中的应用[期刊论文]《科技创新导报》.2010(06).
【关键词】工民建;软土地基;处理技术
引言
工民建工程中软土地基是一个经常遇到的问题,对于软土地基的处理,涉及到的施工程序非常复杂,且有一定的施工难度。只有对地质尽心勘测,掌握其地质特征,对地质的基本特性有所了解,才能选择合理的施工方法来进行软土地基的处理。
一、软土地基概述
所谓的软土是指天然含水量大于液限,天然孔隙比大于1.0的饱和性黏性土。软土作为工民建地基主要存在地基承载力或稳定性、沉降、渗透等问题。在工民建施工过程中,若是遇到软土地基那将会非常麻烦。严格来说,软土地基对于工民建工程的施工是百害而无一利的。软土地基强度很低,渗透性差,含水量很高,孔隙比大,抗剪强度非常低。通常情况下,普通的软土地基强度勉强可以达到正常土层的1/2,有时连一半都达不到,但是含水量却能超过35%。与此同时,软土本身的承载能力也很差,固结比较慢,施工期间会在一定程度上拖延工期,影响工程质量。所以,为了保证工程项目的竣工质量和工期,施工前应该对施工现场的软土地基进行处理,保证地基的强度。
二、软土地基施工技术的难点
软土是指压缩性高、承载力小、含水量大、透水性差、呈软塑到流塑状态的一种饱和性粘土。由于其具有的这些特性,导致在工民建的施工中常常出现一些问题,给工程带来阻碍。
1、含水高、淤泥多
由于软土地基含水量特别的高,其含水量高达34%~72%,这相当于土层基本上是处于流动水体的上面。因此,在施工中常常会出现较多的淤泥,导致大型施工设备施工困难,影响施工进度。
2、压缩性高、易塌陷
由于软土地基的含水量大,因此在具体施工时就会利用压力将其中的水分排除出来,而在压力下水分的减少就会造成软土地基土层被急剧压缩。在这种情况下,若是不采取相应的解决措施,就会导致土层的下陷甚至出现漏洞。
三、施工注意事项及软土地基的分析
1、软土地基处理后,还必须通过负载使超孔隙水压力逐渐消散,孔隙比减小,软土地基坚固,土壤的密度增加,抗剪强度增加。为了使软土地基的荷载在承受范围内,应该使加载速率和排水的速率相适应,这样才能保证地基在施工中不会发生破坏。
2、在软土地基处理后,必须进行预应力荷载加载,重复的碾压来确保排水效果和强度是在效果范围之内,缩小间隙,使抗剪能力增强。在填地基时,可以使用反压保护措施,并保证施工过程中的协调同步和地基工作之间的管道建设,确保地基受力均衡。
3、在填筑地基的过程中一定要把第一层土的填筑厚度适当加大。因为第一层软土地基不能形成一个板面整体,然后通过大吨位机械设备碾压会造成壳层的翻浆,所以将第一层增厚,可以形成一个整体,还可以使下层的硬壳一起承受上部的荷载。
4、在填筑地基的施工过程中,为了确保地基的稳定性,可以增加反压保护措施。软土地基的抗剪强度是很差的,所以上面的管道与地基建设应该同步形成一个整体,这样可以较大范围的扩散荷载。反压保护增加了一些土方工程,所以对施工连续性和地基的受力平衡都是很有利的。
四、施工中软土地基的处理技术
1、表层处理技术
(1)置换处理技术
软土地基出现问题最根本的原因还是土质的问题,想要排除这个问题最直接的方法就是将软土换成普通的土質。例如,将淤土层的土质换成沙壤土、粗砂、灰土等承载能力相对较好的透水性土质。这个方法对于软土层相对较薄的地基比较合适。在实际的处理过程中,只要对超欠挖的问题多加注意,就能有效的避免大额的经济损失。另外,回填的土质要做好夯实处理,保证新的地基具备良好的承载能力。
(2)敷垫材料处理技术
针对由于地基土层分布不均而导致的局部沉降或是侧向变位问题,技术人员可以采用敷垫材料增强地基的抗剪能力和抗拉能力,保证施工期间、竣工后机械设备正常通行。敷垫材料主要采用包括土工布、化纤无纺布、玻璃纤维格栅等等。进行敷垫材料处理以后,地基支撑能力明显提升,分布更加均匀。
2、换填法
这种方法非常适合软土地基层非常浅的房屋建造过程中,一般来说可以利用挖掘方式,把地面下面的软土土层挖掘掉,然后在挖掘空出来的区域填埋土质性能稳定、压缩性很低、高强度和承载能力很好的碎石材料等。在换填土层的时候把每个层面都进行压实操作,目的是保证换填之后的土层可以保持很好的含水量和压实度,使其满足工民建房屋规定的各项指标数据。换填法一般都会利用在暗沟区域、杂填土区域和低洼水源地区域等软土地基很浅的地区。
3、密挤法
密挤法也称为挤压密实法,这种方法主要是借助于夯锤、机械或者爆破产生的振冲或者压力使土层的空隙减少,或者采用地基内打砂石桩、灰土桩等方法挤密桩间的土体而达到压实地基的目的。这种方法主要用于处理非饱和黏土、杂填土与湿陷性黄土等。一般对于厚度大于3.0m且分布面积广中厚软土可以采用密挤法来加固。
4、强夯法
所谓的强夯法就是采用重锤夯实或强夯。具体来说是用大型起重设备将稳定的结构重物提升起来,直接从一定高度落下,瞬间挤压地面软土,增加软土地基的密实度。这种方法虽然方法简单,加固效果明显,范围广,但需要大型设备,噪音很大,不宜使用在人口稠密的地区。该方法适用于砾石土地基、粘性土地基、杂填土地基等,但不适用于淤泥地基的处理,这样会使泥浆分散,影响施工过程中的进度和难度。 5、加固处理技术
(1)排水加固处理技术
排水加固处理技术采用的方法是在地基中布置排水体,进而将软土层中的水通过排水系统有效集中排出,包括排水系统和加压系统两个基本组成部分。排水体的选用可以根据实际状况选取合适的类型。
①砂井排水。排水体采用砂井的主要施工方法就是在软土地基中首先打下一口深井,并在上层的井口处灌入能够发挥出固定作用的砂土,并采用钢管将这些砂土压实。分层灌入砂石并上抬深井,直到深井被完全拔出来,这时软土地基的压实程度基本上也就能够达到标准的压实度了。该方法使用过程中,需要集中注意的就是选择合适的时机及时将深井管道拔出来,降低施工难度,保证施工质量。
②塑料板排水。排水体采用塑料板,将其深深插入软土地基中,防止外侧地表水或是地下水进入到地基中来。填筑过程中,由于荷载的作用地下水会沿着塑料板进入到砂垫层中,进而有效排出,保证基底的承载能力。砂垫层处理完成以后,要及时插入塑料板,相关工作人员要及时测出排水范围,找到具体的放置位置,做好记号,随后将排水板放置到合理的位置上,通过打桩机将排水板送入设计的位置,送进去以后,地面上要留有一段富余,最后在四周填砂处理。这个方法施工过程中,需要注意的就是回带的问题,钻杆提升时由于塑料板和钻杆没能完全分开就会引发这类问题,可以采用短钢筋的钻头避免回带发生。
③深度排水。这种排水方法是指在正式施工前对软土地基进行预加压处理,即在地基上施加较大的重压,令地基更加夯实,相对稳固,进而提升承载能力。
(2)化学加固处理技术
进行软土地基加固还可以采用化学方法,包括:向软土地基中加入化学添加剂,通过化学反应吸收掉地基中的多余水分,进而提升地基的承载能力。
选择添加剂时要充分考虑到使用效果和经济利益,通常在施工过程中选用熟石灰和水泥的时候比较频繁,经济实用,使用效果好;进行电化学加固,向水中通电可以在一定程度上分解水,所以,有些时候工民建施工单位也会在软土地基加固过程中采用电解的方法排除地基中的多余水分。以上这两种方法可以结合起来使用,效果更加明显。
(3)桩体加固处理技术
桩体加固方法指的是在软土地基中对桩体进行加固,一般都是利用水泥桩体。该种方法多用在施工工程项目较小的情况下,因为施工面积若是过大,土层厚度相对较高,桩体加固技术会受到比较严重的影响,同时成本也相对较高。
6、垫层技术
垫层技术主要是指在软土地基上铺设一层特殊的材料,然后在这层材料上填充地基,一般情况而言,软土地基的地表没有硬壳层或者持力层,透水性也不强,为此一般的垫层材料都会选用一些砂石或者是碎石材料。为了有效控制成本,填充层选用时,不宜远距离运输,可选取附近山体的山坡碎石或废料,此外还能使用工厂生产的废弃渣子等材料作为填充料。通常而言所选用的填充料应具有良好的级配,既可以获得较好的地基处理效果,又能有效节约成本。
7、重锤夯实法
通过绑接脚手架的方式,使卷扬机扬起重锤达到一定的高度,从高处往下落,重锤在下落过程会产生巨大的冲击力,可以对软土层进行反复的夯打,压紧地基形成一种固结,增加软土层单位面积的密度和强度,增强软土地基的承载力,从而有利于地基的稳定。根据不同的工程实际情况,可以适当地增加锤子的重量或是提高锤子的落地距离,增强夯击能量,有助于加固深层地基。夯实法的使用具备一定的可变性,其参数的变化可以影响夯击产生的能量。
结束语
在工民建建設实施过程中应该根据软弱地基的实际情况,选择处理效果好、造价低以及易于操作的施工方案,同时采取有效的观测,确保软弱地基处理的有效性,控制工民建工程主体结构的不均匀沉降,提高工民建工程整体建设质量。
参考文献:
[1]潘如升.刍议工民建工程施工中的软土地基处理技术[J].科技创业家,2012(16).
[2]王俊勇.工业与民用工民建施工中存在问题与解决策略分析[J].科技创新导报,2013(35).
[3]肖伊静.房屋工民建施工中的地基处理技术分析[J].科技创新与应用,2014(25).
[4]于庆雯.工业与民用工民建施工中的防渗漏技术解析[J].科技与企业,2013(15).
[5]张立恩.软土地基处理技术在工民建工民建工程中的应用[期刊论文]《科技创新导报》.2010(06).