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【摘要】随着我国经济的发展,目前我国在土建工程中涉及到的建设非常多,从房屋的建设到道路施工到水利工程的建设上都发挥有不错的成绩。但是在施工的过程中,由于软土存在强度差,而且在使用之后建筑物容易出现变形的情况,因此在施工中对于软土土地的地基施工需要重点关注,本文将软土施工中主要的技术进行了详细的分析,供施工人员和管理人员参考。
【关键词】土建工程;软土;地基;处理
中图分类号:S969文献标识码: A
一、前言
对于建筑物的建设是土木工程的总称,目前我国在建筑行业已经取得了非常不错的成就,但是工程的质量依然是目前在施工过程中最为关注的问题,在实际施工的过程中会遇到软土问题,而在软土上进行地基施工,本身就具备有非常大的难度。
二、地基基础概念和软土的特点
1、地基的基础概念
地基作为房屋建筑最基础的构成,直接影响着房屋的安全,在现实生活中,很多的房屋倒塌事件都是由于房屋地基出现问题导致的,地基不稳导致房屋倾斜倒塌,地基质量差,承载力差会导致房屋下陷。这样的地基质量问题引发的安全事件给人们的生命财产带来了极大威胁。科学的房屋地基的设计一般要符合力学原理,只有科学严谨的地基施工图纸才能为地基建设提供技术保障。地基处于房屋建设的最底层,要在工程初期就严抓地基质量,一旦地基建设出现问题,在后期补救将十分困难,所以地基建设将在整个工程中占据较长的工期,但是就地基的意义和重要性而言,这是十分必要的,也是必须的。
2、软土的特点
在工程建筑概念中,所谓软土一般是指自身天然含水量大、压缩性较高同时承载性能低的一种软塑到流塑状态的饱和粘土。比如淤泥、杂填土、粉土以及其他压缩性高的土层等。软土地基的天然空隙比较大,大约在1.0左右,软土在未被破坏时,具有固态特征,一旦遭到破坏或扰动,土层的强度就会明显降低,甚至变为稀释的流动状态;软土组织的压缩系数大,这在工程建筑工程中,易造成建筑物沉降量大;软土组织的透水率很低,一般可认为不透水,若需排水加固需相当长的时间,反映在建筑上表现为沉降时间延长,通常会在十年以上;软土组织在一定的荷载力作用下,受剪切作用的影响,土层会发生形变,因此土层的长期强度会小于瞬间强度;除此之外,软土地基土质往往是不均匀的,同时加上建筑载荷不均匀,就可能发生不同部位的沉降速度不一致,从而造成建筑物裂缝或者损坏。现代建筑的高度和结构要求越来越高,这必将导致对地基的要求也越来越高,因此对于软土组织地基必须对其进行充分的勘察和加固才能符合建筑工程的要求。
三、软体地基施工中的注意事项
保护好地基路面,避免对地基路面施工带来不利影响,为提高整个土建施工质量提供便利;最大限度的降低地层沉降速度,确保地基的牢固,满足建筑工程施工要求,进而确保土建工程施工建设质量;坚持预防性控制原则,实现对软土地基的有效处理,一次到位,提高处理效果。以降低返工给施工带来的不利影响。
四、土建工程中软土地基处理技术
1、粉喷桩与CFG桩结合技术
粉喷桩与CFG桩结合技术此种技术是地基处理中的较为常见的技术,主要是通过复合地基来实现。复合地基就是把粉喷桩与CFG桩结合技术,还有天然地基相混合的技术方法,这样,一方面,可以保证CFG桩的较高的承载力,另一方面,通过嵌入技术加强了粉喷桩的侧线,提高了粉喷桩的基土抵御变形的能力。复合地基从而提高了土地的抗剪强度,减轻了CFG桩嵌入对土地的破坏,为房屋建筑提供了较好的地基前提条件。
2、强夯法与碎石桩法结合技术
此技术主要是在地基施工之前,在填土层进行碎石桩处理,尤其是在基土中进行挤密和排水的固结处理的时候;具体通过夯点对碎石桩进行强烈撞击,让碎石通过桩径进入到护土层内部,使得地基上部构成了较为密实的碎石和土混合形成的复合地基,为房屋建筑的稳定奠定了前提条件。在此技术的具体应用中,夯法的使用是重点,在夯击的次数、深度、沉量等使用中,必须通过准确计算与实施,才能保证夯击的效果。
3、碎石桩与CFG桩结合技术
为了尽可能的提高桩体的承载能力,减缓地基的沉降,对桩体进行浇筑是关键。在具体操作中,首先,需要注意消除水的作用,为了预防孔底部和孔壁积水现象,可以通过水泵抽水和应用防水材料等方式,保证混凝土质量。其次,在桩体混凝土的密实度方面,具体应用串流筒下料、分层等方法,实现短期内桩体的浇灌的可能性,使得快于混凝土自身的重量压住水流的渗入,桩体达到较好的密实度。
五、软土地基处理中新技术的运用
1、水泥土搅拌技术
水泥土的浆液搅拌的两种较为常用的方法包括粉体喷搅拌法和深层搅拌法。其中,深层搅拌法更为常用,适合在深度为十米范围内的地基处理中,其方法原理是通过地基中土和土泥窑的搅拌,将地基中的一些土块相结合在一起,再在水泥等固化剂的作用下,形成一个连续坚硬的墙体或者土桩,这样具有很大的水稳定性。但是,当地基的具体条件不满足该技术的使用条件时,例如天然水含量低于百分之三十或者高于百分之七十,地下水PH值低于4时,使用连续搭接的水泥搅拌桩可以视为基坑的止水障碍,但是会影响其搅拌能力。
2、粉煤灰填地基处理技术
此技术主要是充分利用粉煤灰透水性的作用,将其应用于填土地基的加固处理中,这样可以较快吹填土壤固结,可以降低加固处理的成本和缩短施工时间。粉煤灰吹填地基处理技术的基本实施要点有将粉煤灰和淤泥在一定比例混合后进行吹填,并且注意在施工中保持吹填的均匀性,这样可以极大得完善地基的固结特性。粉煤灰填的这种地基处理技术能够尽可能开发和利用可利用的土地,进行地基处理。
3、预压地基处理技术
预压地基处理技术主要应用于软地基的处理中,此种技术的施工中需要在房屋建筑施工之前,为了消除土地中的水分,注意在建设地的上面加上负载,这样排除水分后土地中的空隙会相应减少,可以增大土体的相对密度,进一步提高了地基对建筑物的承载能力。预压地基施工技术具体有堆载预压法和真空预压法两种方法。在施工中如果軟土层厚度不高于四米,则会需要运用塑料排水带,使得堆载预压法的处理深度可以实现在十米左右。在真空预压处理技术运用中,注意在地基内部加入排水竖井,使得此种地基处理方法的地基处理深度达到十五米,并且可以较为有效地预防地基沉降,从而可以保证地基一定的稳固性
六、天津地区软土地基的工程技术应用
下面以天津西郊某高档住宅项目为例。该住宅项目位于天津市西青区,单体类型为3F/1D的低层联排别墅和6~7F/1D的多层花园洋房,地处滨海平原,属海相与陆相交互沉积地层,是典型的软土地基区域。工程场地内地质勘查结果如下:
地质年代及成因 地层岩性 顶板标高
(m) 层厚
(m) 岩性特征描述
Qml ①2素填土 2.60~7.00 0.5~3.4 黄褐色,土质不均,以松散的粉土夹粉质粘土为主,局部夹有草根,场地内均有分布。
Q43Nal ③粉土 2.08~4.66 0.5~3.1 褐黄色,稍密状态,土质不均,具锈染,局部夹粉质粘土薄层,属中压缩性土。
Q43al ④粘土 0.88~3.07 1.3~4.2 灰黄~褐黄色,可塑,土质不均,具锈染,局部夹粉质粘土薄层,局部夹少量软塑状态灰黑色粉质粘土薄层,属高压缩性土,场地内均有分布。
Q43h+al ⑤粘土 -1.32~0.86 2.8~4.7 黄灰~青灰色,可塑状态,土质不均,局部夹粉质粘土薄层,属中压缩性土,场地内均有分布。
Q42m ⑥1粉质粘土 -4.64~-2.91 1.4~3.8 灰色,流塑状态,土质不均,含有机质,贝壳少量,局部夹粉土薄层,属中压缩性土,场地内均有分布。
⑥2粉质粘土 -7.06~-5.21 2.3~3.5 灰色,软塑状态,土质不均,含有机质,局部夹粉土薄层,属中压缩性土,场地内均有分布。
Q41h ⑦粉质粘土 -9.38~-7.31 2.3~4.2 浅灰色,可塑状态,土质不均,顶部夹泥炭层,局部夹粉土薄层,属中压缩性土,场地内均有分布。
Q41al ⑧粉质粘土 -12.46~-10.11 1.2~4.2 灰黄色,可塑状态,土质不均,局部夹粉土薄层,具少量锈染,属中压缩性土,场地内均有分布。
Q3eal ⑨1粉土 -12.26~-11.85 2.7~4.2 黄褐色,密实状态,湿,土质不均,具锈染,局部夹粉质粘土薄层,属中压缩性土。
⑨2粉质粘土 -16.30~-14.04 3.6~6.0 黄褐色,可塑状态,土质不均,具锈染,局部夹粉土薄层,属中压缩性土,场地内均有分布。
⑨3粉质粘土 -21.35~-18.85 3.1~6.2 褐黄色,可塑状态,土质不均,具锈染,少量姜石,属中压缩性土,场地内均有分布。
本场地埋深0~20m深度范围内分布有③粉土层,本场地建筑场地类别为Ⅲ类,场地土类型为中软场地土。
针对3F/1D低层联排别墅,选用上部④粘土层作为天然地基持力层,局部原水塘部位的土层全部清除,局部超挖部位回填石屑分层碾压夯实至设计标高。
针对6~7F/1D多层花园洋房,选用⑨3粉质粘土层作为桩基持力层,桩型选用预应力离心混凝土管桩,两节桩上下桩长均为9米,有效桩长18米,桩端持力层为⑨3或⑨3粉质粘土层。由于上部局部分布有粉土透镜体,局部可能会产生一定的沉桩困难,因此施工过程中采用了以标高控制为主、压桩力值或锤击贯入度为辅的双控法进行沉桩。场地基坑开挖深度约为5m。由第三方对工程主体进行沉降监测,自首层起至主体封顶时,每层监测一次。根据最终的沉降观测报告,本工程最大累积沉降量均小于设计沉降值50mm,符合设计要求;各楼相邻点的累积沉降差值均小于20mm,沉降比较均匀;百日观测日平均沉降值在0.004mm/d~0.005mm/d之间,小于0.01mm/d,沉降达到稳定标准。
六、结束语
总之,软土地基的施工对于工程建筑的质量有非常大的影响,对于设计人员应该注意各项技术的优缺点,在实际的施工过程中,针对不同的施工现场制定不同的技术,保证建筑工程质量。
参考文献
[1]李志刚.浅析路桥工程施工中软土地基处理技术[J].中国科技投资,2013(23).
[2]楼苏,黄书琴.路桥工程施工中软土地基的处理技术[J].中华民居,2013(12).
[3]王翠翠,董壯.探析道路娇梁巾前软土地基处理技术[J].门窗,2013(4).
[4]张驰,闫磊超.浅谈土建工程施工中软土地基的处理技术[J].河南科技,2013(3).
【关键词】土建工程;软土;地基;处理
中图分类号:S969文献标识码: A
一、前言
对于建筑物的建设是土木工程的总称,目前我国在建筑行业已经取得了非常不错的成就,但是工程的质量依然是目前在施工过程中最为关注的问题,在实际施工的过程中会遇到软土问题,而在软土上进行地基施工,本身就具备有非常大的难度。
二、地基基础概念和软土的特点
1、地基的基础概念
地基作为房屋建筑最基础的构成,直接影响着房屋的安全,在现实生活中,很多的房屋倒塌事件都是由于房屋地基出现问题导致的,地基不稳导致房屋倾斜倒塌,地基质量差,承载力差会导致房屋下陷。这样的地基质量问题引发的安全事件给人们的生命财产带来了极大威胁。科学的房屋地基的设计一般要符合力学原理,只有科学严谨的地基施工图纸才能为地基建设提供技术保障。地基处于房屋建设的最底层,要在工程初期就严抓地基质量,一旦地基建设出现问题,在后期补救将十分困难,所以地基建设将在整个工程中占据较长的工期,但是就地基的意义和重要性而言,这是十分必要的,也是必须的。
2、软土的特点
在工程建筑概念中,所谓软土一般是指自身天然含水量大、压缩性较高同时承载性能低的一种软塑到流塑状态的饱和粘土。比如淤泥、杂填土、粉土以及其他压缩性高的土层等。软土地基的天然空隙比较大,大约在1.0左右,软土在未被破坏时,具有固态特征,一旦遭到破坏或扰动,土层的强度就会明显降低,甚至变为稀释的流动状态;软土组织的压缩系数大,这在工程建筑工程中,易造成建筑物沉降量大;软土组织的透水率很低,一般可认为不透水,若需排水加固需相当长的时间,反映在建筑上表现为沉降时间延长,通常会在十年以上;软土组织在一定的荷载力作用下,受剪切作用的影响,土层会发生形变,因此土层的长期强度会小于瞬间强度;除此之外,软土地基土质往往是不均匀的,同时加上建筑载荷不均匀,就可能发生不同部位的沉降速度不一致,从而造成建筑物裂缝或者损坏。现代建筑的高度和结构要求越来越高,这必将导致对地基的要求也越来越高,因此对于软土组织地基必须对其进行充分的勘察和加固才能符合建筑工程的要求。
三、软体地基施工中的注意事项
保护好地基路面,避免对地基路面施工带来不利影响,为提高整个土建施工质量提供便利;最大限度的降低地层沉降速度,确保地基的牢固,满足建筑工程施工要求,进而确保土建工程施工建设质量;坚持预防性控制原则,实现对软土地基的有效处理,一次到位,提高处理效果。以降低返工给施工带来的不利影响。
四、土建工程中软土地基处理技术
1、粉喷桩与CFG桩结合技术
粉喷桩与CFG桩结合技术此种技术是地基处理中的较为常见的技术,主要是通过复合地基来实现。复合地基就是把粉喷桩与CFG桩结合技术,还有天然地基相混合的技术方法,这样,一方面,可以保证CFG桩的较高的承载力,另一方面,通过嵌入技术加强了粉喷桩的侧线,提高了粉喷桩的基土抵御变形的能力。复合地基从而提高了土地的抗剪强度,减轻了CFG桩嵌入对土地的破坏,为房屋建筑提供了较好的地基前提条件。
2、强夯法与碎石桩法结合技术
此技术主要是在地基施工之前,在填土层进行碎石桩处理,尤其是在基土中进行挤密和排水的固结处理的时候;具体通过夯点对碎石桩进行强烈撞击,让碎石通过桩径进入到护土层内部,使得地基上部构成了较为密实的碎石和土混合形成的复合地基,为房屋建筑的稳定奠定了前提条件。在此技术的具体应用中,夯法的使用是重点,在夯击的次数、深度、沉量等使用中,必须通过准确计算与实施,才能保证夯击的效果。
3、碎石桩与CFG桩结合技术
为了尽可能的提高桩体的承载能力,减缓地基的沉降,对桩体进行浇筑是关键。在具体操作中,首先,需要注意消除水的作用,为了预防孔底部和孔壁积水现象,可以通过水泵抽水和应用防水材料等方式,保证混凝土质量。其次,在桩体混凝土的密实度方面,具体应用串流筒下料、分层等方法,实现短期内桩体的浇灌的可能性,使得快于混凝土自身的重量压住水流的渗入,桩体达到较好的密实度。
五、软土地基处理中新技术的运用
1、水泥土搅拌技术
水泥土的浆液搅拌的两种较为常用的方法包括粉体喷搅拌法和深层搅拌法。其中,深层搅拌法更为常用,适合在深度为十米范围内的地基处理中,其方法原理是通过地基中土和土泥窑的搅拌,将地基中的一些土块相结合在一起,再在水泥等固化剂的作用下,形成一个连续坚硬的墙体或者土桩,这样具有很大的水稳定性。但是,当地基的具体条件不满足该技术的使用条件时,例如天然水含量低于百分之三十或者高于百分之七十,地下水PH值低于4时,使用连续搭接的水泥搅拌桩可以视为基坑的止水障碍,但是会影响其搅拌能力。
2、粉煤灰填地基处理技术
此技术主要是充分利用粉煤灰透水性的作用,将其应用于填土地基的加固处理中,这样可以较快吹填土壤固结,可以降低加固处理的成本和缩短施工时间。粉煤灰吹填地基处理技术的基本实施要点有将粉煤灰和淤泥在一定比例混合后进行吹填,并且注意在施工中保持吹填的均匀性,这样可以极大得完善地基的固结特性。粉煤灰填的这种地基处理技术能够尽可能开发和利用可利用的土地,进行地基处理。
3、预压地基处理技术
预压地基处理技术主要应用于软地基的处理中,此种技术的施工中需要在房屋建筑施工之前,为了消除土地中的水分,注意在建设地的上面加上负载,这样排除水分后土地中的空隙会相应减少,可以增大土体的相对密度,进一步提高了地基对建筑物的承载能力。预压地基施工技术具体有堆载预压法和真空预压法两种方法。在施工中如果軟土层厚度不高于四米,则会需要运用塑料排水带,使得堆载预压法的处理深度可以实现在十米左右。在真空预压处理技术运用中,注意在地基内部加入排水竖井,使得此种地基处理方法的地基处理深度达到十五米,并且可以较为有效地预防地基沉降,从而可以保证地基一定的稳固性
六、天津地区软土地基的工程技术应用
下面以天津西郊某高档住宅项目为例。该住宅项目位于天津市西青区,单体类型为3F/1D的低层联排别墅和6~7F/1D的多层花园洋房,地处滨海平原,属海相与陆相交互沉积地层,是典型的软土地基区域。工程场地内地质勘查结果如下:
地质年代及成因 地层岩性 顶板标高
(m) 层厚
(m) 岩性特征描述
Qml ①2素填土 2.60~7.00 0.5~3.4 黄褐色,土质不均,以松散的粉土夹粉质粘土为主,局部夹有草根,场地内均有分布。
Q43Nal ③粉土 2.08~4.66 0.5~3.1 褐黄色,稍密状态,土质不均,具锈染,局部夹粉质粘土薄层,属中压缩性土。
Q43al ④粘土 0.88~3.07 1.3~4.2 灰黄~褐黄色,可塑,土质不均,具锈染,局部夹粉质粘土薄层,局部夹少量软塑状态灰黑色粉质粘土薄层,属高压缩性土,场地内均有分布。
Q43h+al ⑤粘土 -1.32~0.86 2.8~4.7 黄灰~青灰色,可塑状态,土质不均,局部夹粉质粘土薄层,属中压缩性土,场地内均有分布。
Q42m ⑥1粉质粘土 -4.64~-2.91 1.4~3.8 灰色,流塑状态,土质不均,含有机质,贝壳少量,局部夹粉土薄层,属中压缩性土,场地内均有分布。
⑥2粉质粘土 -7.06~-5.21 2.3~3.5 灰色,软塑状态,土质不均,含有机质,局部夹粉土薄层,属中压缩性土,场地内均有分布。
Q41h ⑦粉质粘土 -9.38~-7.31 2.3~4.2 浅灰色,可塑状态,土质不均,顶部夹泥炭层,局部夹粉土薄层,属中压缩性土,场地内均有分布。
Q41al ⑧粉质粘土 -12.46~-10.11 1.2~4.2 灰黄色,可塑状态,土质不均,局部夹粉土薄层,具少量锈染,属中压缩性土,场地内均有分布。
Q3eal ⑨1粉土 -12.26~-11.85 2.7~4.2 黄褐色,密实状态,湿,土质不均,具锈染,局部夹粉质粘土薄层,属中压缩性土。
⑨2粉质粘土 -16.30~-14.04 3.6~6.0 黄褐色,可塑状态,土质不均,具锈染,局部夹粉土薄层,属中压缩性土,场地内均有分布。
⑨3粉质粘土 -21.35~-18.85 3.1~6.2 褐黄色,可塑状态,土质不均,具锈染,少量姜石,属中压缩性土,场地内均有分布。
本场地埋深0~20m深度范围内分布有③粉土层,本场地建筑场地类别为Ⅲ类,场地土类型为中软场地土。
针对3F/1D低层联排别墅,选用上部④粘土层作为天然地基持力层,局部原水塘部位的土层全部清除,局部超挖部位回填石屑分层碾压夯实至设计标高。
针对6~7F/1D多层花园洋房,选用⑨3粉质粘土层作为桩基持力层,桩型选用预应力离心混凝土管桩,两节桩上下桩长均为9米,有效桩长18米,桩端持力层为⑨3或⑨3粉质粘土层。由于上部局部分布有粉土透镜体,局部可能会产生一定的沉桩困难,因此施工过程中采用了以标高控制为主、压桩力值或锤击贯入度为辅的双控法进行沉桩。场地基坑开挖深度约为5m。由第三方对工程主体进行沉降监测,自首层起至主体封顶时,每层监测一次。根据最终的沉降观测报告,本工程最大累积沉降量均小于设计沉降值50mm,符合设计要求;各楼相邻点的累积沉降差值均小于20mm,沉降比较均匀;百日观测日平均沉降值在0.004mm/d~0.005mm/d之间,小于0.01mm/d,沉降达到稳定标准。
六、结束语
总之,软土地基的施工对于工程建筑的质量有非常大的影响,对于设计人员应该注意各项技术的优缺点,在实际的施工过程中,针对不同的施工现场制定不同的技术,保证建筑工程质量。
参考文献
[1]李志刚.浅析路桥工程施工中软土地基处理技术[J].中国科技投资,2013(23).
[2]楼苏,黄书琴.路桥工程施工中软土地基的处理技术[J].中华民居,2013(12).
[3]王翠翠,董壯.探析道路娇梁巾前软土地基处理技术[J].门窗,2013(4).
[4]张驰,闫磊超.浅谈土建工程施工中软土地基的处理技术[J].河南科技,2013(3).