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【摘 要】 土建工程领域软土地基加固处理过程是一个复杂的系统工程,科学合理的选择软土地基处理技术是项目施工过程的重要环节。本文对土建工程施工中软土地基的处理技术进行研究。
【关键词】 土建工程;软土地基;处理技术
施工地基是土建工程中的基础,也是土建工程中最关键的一部分。所以说,土建工程对于地基强度的要求很高。在这其中软土地基对土建工程的影响力是最大的,如果说在土建工程开始之前,没有对软土地基进行一定的处理,出现不均匀沉降或者是沉降过大,对施工质量来说都会有影响。
一、软土特点和软土地基的危害
软土,是指在静水和缓慢流水环境中沉积的以黏粒为主的近代沉积物,它具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、扰动性大、土层层状分布复杂等多重特点。未经处理的天然软土地基的极限承载力小,路堤高度一旦超过能够填筑的极限高度就必然会发生沉陷、坍塌事故,因此,在软土地基上建造人工构造物时必须控制在允许的范围内。软土地基的性质不统一,它因地而异,因层而异。因此在设计或施工工程时都要实地考察,具体问题具体分析,在施工过程中,如果稍有疏忽就容易发生质量事故,在软土地基的工程建设中,存在着很多的危害细节,如果不能排除就将产生不可预计的后果。
二、土建工程施工中软土地基的处理技术
1、高压喷射注浆法。目前在国外比较广泛使用的是高压喷射注浆法,它的效果非常好,但是成本消耗比较大,目前国内还没有对其进行推广,然而其显著的效果,却得到了国内相关专家的认可,并且进行了一定的实验进行验证。它主要应用于软弱地基、超厚软基。其主要作用机理为:使用旋转高压喷射将浆体灌入一定深度的机械设备预钻孔,这是浆体和土会迅速凝结,形成一个规则的圆柱体,从而增加地基的承载力。
2、真空预压法。一般来说,它是指经由布置砂井等措施来强化软基的。在地表中铺设砂垫层,使用密封膜将其遮盖,这样就会和空气有效的隔离开来。在砂垫层中设置的吸水管道,用真空设备在抽气的同时将密封膜内的空气排出去,此时形成的压力差不仅会遏制软基的破损现象,还能够降低其受力。此类措施十分的简单,而且不用堆置材料,不需要繁琐的步骤,大大的缩减了活动的用时,降低费用,非常适合用到大规模的建设工作中。
3、强夯法和强夯置换法。在土建施工中,对软土地基进行处理采用强夯法进行施工应用是非常广泛的。强夯法施工在设备使用方面非常简单,在效果方面非常显著,同时在施工过程中速度非常快,在经济性上也非常好,这样就使得这种处理技术得到了广泛推广。近年来,强夯置换方法在很多土建工程中都得到了应用,强夯法和强夯置换法在加固机理上存在着一定的不同,这样使得其应用范围也出现了一定的变化,强夯置换法在粘性比较高的地基中应用效果非常好。
4、换土垫层法。软土地基之所以强度不高,主要原因在于构成地基的天然软土含有大量的水分,严重降低地基的承载能力。为此,换土垫层法的原理在于直接换掉不符合施工要求的软土,而添加一些新的砂石和灰土。将这些材料作为地基垫层可以提高地基的承载力,保证建筑物的工程质量。这一方法的使用有三个注意点。首先,施工人員要注意垫层材料的选用。垫层材料最好是中砂,而且要保证材料具有较高的均匀程度。另外,在由湿陷性黄土构成的软弱地基施工中,透水材料不能够被选用。其次,施工人员在进行垫层工作的时候,应该避免破坏土体的结构。土体结构的破坏会对地基的稳固度产生一定的影响。再次,直接使用碎石进行垫层会影响工程质量。为此,施工人员在进行垫层之前应该在坑底铺上砂。
5、沉管碎石桩。沉管碎石桩是在成桩过程中通过砂土、粉土层的挤密、振密和碎石压入来获得增加地基的密度、增强桩等体加固效果,由于桩体本身是良好的排水通道,既有利于消散地基中超孔隙水压力,增强土体的抗液化能力,还能形成碎石挤密桩的复合地基。其优点在于地基的承载力强、沉降量少,能避免地震液化的发生,整体稳定性高。
6、抛石挤淤法。抛石挤淤法是一种较为简便的处理方法,其指的是在路基底部抛投一定数量的片石,将淤泥挤出基底范围,进而达到提升地基强度的目的。抛石挤淤法操作简便、迅速,能够为施工单位提供有效的技术支持。其主要应用于常年积水的洼地以及排水困难、泥炭呈流动状态、厚度较薄、表层无硬壳、片石能沉达底部的泥沼或厚度为3~4m的软土。
7、灰土桩。灰土桩是利用生石灰吸水、发热和自身的离子交换作用降低土体含水量,挤密土体、硬化桩柱,加固软弱地基的方法。施工方法是在钢套管法成孔后,向其中灌入新鲜生石灰块(也可掺入适量的煤灰、火山灰),拔管的同时捣密。这种方法可大大降低基础底面以下一定深度内土中的应力,减少持力层的形变。
8、使用深层搅拌法。深层搅拌法指的是在软土中加入建筑材料固化剂,使用搅拌机械对固化剂和软土进行搅拌,促使化学反应发生,最终实现软土的固化。这一方法的使用具有悠久的历史,早在古埃及金字塔的建设中便被使用。工程所使用的固化剂主要有水玻璃、氯化钙、尿素树脂、地沥青、沥青乳剂等。在使用这一技术之前,施工人员需要进行室内加固试验。施工人员需要对施工地的软土进行试验,了解其具体的特点以及适用的固化剂类型。另外,施工人员还需要了解施工场地的气候和地质条件。例如,在冬天施工的时候,施工人员要注意温度对材料化学反应的影响,避免低温对化学反应的结果产生作用。
9、水表层处理法。首先在材料方面,需要选择高强度、性能稳定的碎石、中砂、粗砂和石屑。针对粗砂和中砂地区不足的区域,可以适当掺加卵石,掺加的比例必须实现计算准确。然后在施工准备方面,在进行施工操作之前,先清除软土地基表面的浮土,稳定地基坑槽的边坡,将周围的水沟、水井和草地全部进行填实作业。如果地下水位高于地基坑槽的时候,可以利用上述材料中提到的排水措施对其进行排水。针对人工级配的石材和砂石材料进行均匀的夯实。最后是施工过程中应该注意的问题。保证砂垫层和砂石垫层保持在同一个高度上,如果说深度不同,可以按照先深后浅的工序进行。进行分段施工的时候,分段接口处需要建造成斜坡的形式。每个层面都相错1m,进行填实操作。最后利用夯实法和碾压法等铺设方式。利用夯实法就是说利用机械强夯的方式先夯实部分,再夯实全部,而且铺设砂石材料的厚度一般都在200mm左右。10、地基复合加固处理技术。目前国内的地基复合加固处理技术主要包括复合地基加固体、多元加固体复合地基、多方法复合加固、大面积地基加固、土工合成材料、特殊土加固技术等关键技术。复合地基主要指由水泥土桩或柔性桩等共同形成的复合地基,工程中具备承担荷载的重要功能,同时具备承担排水通道等功能。目前国内对由桩构成的复合地基应用较多,主要包括浆固碎石桩、高喷插芯组合桩、高压挤土砂浆桩(CCMG)、变径水泥土搅拌桩、双向水泥搅拌桩、混凝土芯砂石桩等。多元加固体复合地基是通过采用不同的加固体共同形成多种加固体形成复合地基,其主要目的是有效改善复合地基的工作性能。多元复合地基的工作机理主要体现在促进不排水加固体施工时土的固结、促进加载时加固体之间土体的固结和加固区下土体固结、防止地震时砂土液化、提高地基稳定性、对地基在竖向实现变刚度、变强度加固等五个层面。
三、结束语
土建工程施工中对于软土地基的施工是十分重要的,施工人员要对软土地基进行合理的处理对于工程外观与使用寿命有着影响,一定要重视起来。
参考文献:
[1]郑刚,龚晓南,谢永利,等.地基处理技术发展综述[J].土木工程学报,2012(2):127-146.
[2]熊锦亮.浅谈当代常用软弱地基土处理方案[J].山西建筑,2011,1.
[3]潘元伟;牛文赞;浅析软弱地基的处理[A];土木建筑学术文库(第13卷)[C];2010
【关键词】 土建工程;软土地基;处理技术
施工地基是土建工程中的基础,也是土建工程中最关键的一部分。所以说,土建工程对于地基强度的要求很高。在这其中软土地基对土建工程的影响力是最大的,如果说在土建工程开始之前,没有对软土地基进行一定的处理,出现不均匀沉降或者是沉降过大,对施工质量来说都会有影响。
一、软土特点和软土地基的危害
软土,是指在静水和缓慢流水环境中沉积的以黏粒为主的近代沉积物,它具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、扰动性大、土层层状分布复杂等多重特点。未经处理的天然软土地基的极限承载力小,路堤高度一旦超过能够填筑的极限高度就必然会发生沉陷、坍塌事故,因此,在软土地基上建造人工构造物时必须控制在允许的范围内。软土地基的性质不统一,它因地而异,因层而异。因此在设计或施工工程时都要实地考察,具体问题具体分析,在施工过程中,如果稍有疏忽就容易发生质量事故,在软土地基的工程建设中,存在着很多的危害细节,如果不能排除就将产生不可预计的后果。
二、土建工程施工中软土地基的处理技术
1、高压喷射注浆法。目前在国外比较广泛使用的是高压喷射注浆法,它的效果非常好,但是成本消耗比较大,目前国内还没有对其进行推广,然而其显著的效果,却得到了国内相关专家的认可,并且进行了一定的实验进行验证。它主要应用于软弱地基、超厚软基。其主要作用机理为:使用旋转高压喷射将浆体灌入一定深度的机械设备预钻孔,这是浆体和土会迅速凝结,形成一个规则的圆柱体,从而增加地基的承载力。
2、真空预压法。一般来说,它是指经由布置砂井等措施来强化软基的。在地表中铺设砂垫层,使用密封膜将其遮盖,这样就会和空气有效的隔离开来。在砂垫层中设置的吸水管道,用真空设备在抽气的同时将密封膜内的空气排出去,此时形成的压力差不仅会遏制软基的破损现象,还能够降低其受力。此类措施十分的简单,而且不用堆置材料,不需要繁琐的步骤,大大的缩减了活动的用时,降低费用,非常适合用到大规模的建设工作中。
3、强夯法和强夯置换法。在土建施工中,对软土地基进行处理采用强夯法进行施工应用是非常广泛的。强夯法施工在设备使用方面非常简单,在效果方面非常显著,同时在施工过程中速度非常快,在经济性上也非常好,这样就使得这种处理技术得到了广泛推广。近年来,强夯置换方法在很多土建工程中都得到了应用,强夯法和强夯置换法在加固机理上存在着一定的不同,这样使得其应用范围也出现了一定的变化,强夯置换法在粘性比较高的地基中应用效果非常好。
4、换土垫层法。软土地基之所以强度不高,主要原因在于构成地基的天然软土含有大量的水分,严重降低地基的承载能力。为此,换土垫层法的原理在于直接换掉不符合施工要求的软土,而添加一些新的砂石和灰土。将这些材料作为地基垫层可以提高地基的承载力,保证建筑物的工程质量。这一方法的使用有三个注意点。首先,施工人員要注意垫层材料的选用。垫层材料最好是中砂,而且要保证材料具有较高的均匀程度。另外,在由湿陷性黄土构成的软弱地基施工中,透水材料不能够被选用。其次,施工人员在进行垫层工作的时候,应该避免破坏土体的结构。土体结构的破坏会对地基的稳固度产生一定的影响。再次,直接使用碎石进行垫层会影响工程质量。为此,施工人员在进行垫层之前应该在坑底铺上砂。
5、沉管碎石桩。沉管碎石桩是在成桩过程中通过砂土、粉土层的挤密、振密和碎石压入来获得增加地基的密度、增强桩等体加固效果,由于桩体本身是良好的排水通道,既有利于消散地基中超孔隙水压力,增强土体的抗液化能力,还能形成碎石挤密桩的复合地基。其优点在于地基的承载力强、沉降量少,能避免地震液化的发生,整体稳定性高。
6、抛石挤淤法。抛石挤淤法是一种较为简便的处理方法,其指的是在路基底部抛投一定数量的片石,将淤泥挤出基底范围,进而达到提升地基强度的目的。抛石挤淤法操作简便、迅速,能够为施工单位提供有效的技术支持。其主要应用于常年积水的洼地以及排水困难、泥炭呈流动状态、厚度较薄、表层无硬壳、片石能沉达底部的泥沼或厚度为3~4m的软土。
7、灰土桩。灰土桩是利用生石灰吸水、发热和自身的离子交换作用降低土体含水量,挤密土体、硬化桩柱,加固软弱地基的方法。施工方法是在钢套管法成孔后,向其中灌入新鲜生石灰块(也可掺入适量的煤灰、火山灰),拔管的同时捣密。这种方法可大大降低基础底面以下一定深度内土中的应力,减少持力层的形变。
8、使用深层搅拌法。深层搅拌法指的是在软土中加入建筑材料固化剂,使用搅拌机械对固化剂和软土进行搅拌,促使化学反应发生,最终实现软土的固化。这一方法的使用具有悠久的历史,早在古埃及金字塔的建设中便被使用。工程所使用的固化剂主要有水玻璃、氯化钙、尿素树脂、地沥青、沥青乳剂等。在使用这一技术之前,施工人员需要进行室内加固试验。施工人员需要对施工地的软土进行试验,了解其具体的特点以及适用的固化剂类型。另外,施工人员还需要了解施工场地的气候和地质条件。例如,在冬天施工的时候,施工人员要注意温度对材料化学反应的影响,避免低温对化学反应的结果产生作用。
9、水表层处理法。首先在材料方面,需要选择高强度、性能稳定的碎石、中砂、粗砂和石屑。针对粗砂和中砂地区不足的区域,可以适当掺加卵石,掺加的比例必须实现计算准确。然后在施工准备方面,在进行施工操作之前,先清除软土地基表面的浮土,稳定地基坑槽的边坡,将周围的水沟、水井和草地全部进行填实作业。如果地下水位高于地基坑槽的时候,可以利用上述材料中提到的排水措施对其进行排水。针对人工级配的石材和砂石材料进行均匀的夯实。最后是施工过程中应该注意的问题。保证砂垫层和砂石垫层保持在同一个高度上,如果说深度不同,可以按照先深后浅的工序进行。进行分段施工的时候,分段接口处需要建造成斜坡的形式。每个层面都相错1m,进行填实操作。最后利用夯实法和碾压法等铺设方式。利用夯实法就是说利用机械强夯的方式先夯实部分,再夯实全部,而且铺设砂石材料的厚度一般都在200mm左右。10、地基复合加固处理技术。目前国内的地基复合加固处理技术主要包括复合地基加固体、多元加固体复合地基、多方法复合加固、大面积地基加固、土工合成材料、特殊土加固技术等关键技术。复合地基主要指由水泥土桩或柔性桩等共同形成的复合地基,工程中具备承担荷载的重要功能,同时具备承担排水通道等功能。目前国内对由桩构成的复合地基应用较多,主要包括浆固碎石桩、高喷插芯组合桩、高压挤土砂浆桩(CCMG)、变径水泥土搅拌桩、双向水泥搅拌桩、混凝土芯砂石桩等。多元加固体复合地基是通过采用不同的加固体共同形成多种加固体形成复合地基,其主要目的是有效改善复合地基的工作性能。多元复合地基的工作机理主要体现在促进不排水加固体施工时土的固结、促进加载时加固体之间土体的固结和加固区下土体固结、防止地震时砂土液化、提高地基稳定性、对地基在竖向实现变刚度、变强度加固等五个层面。
三、结束语
土建工程施工中对于软土地基的施工是十分重要的,施工人员要对软土地基进行合理的处理对于工程外观与使用寿命有着影响,一定要重视起来。
参考文献:
[1]郑刚,龚晓南,谢永利,等.地基处理技术发展综述[J].土木工程学报,2012(2):127-146.
[2]熊锦亮.浅谈当代常用软弱地基土处理方案[J].山西建筑,2011,1.
[3]潘元伟;牛文赞;浅析软弱地基的处理[A];土木建筑学术文库(第13卷)[C];2010