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摘要:地基作为房屋建筑工程中最为基础的一部分,主要是指承受上部建筑荷载的那部分土地,地基的强度与稳定性关系到整个工程后期的施工质量,也是保证房屋建设工程高质量施工的关键。随着我国城市范围的不断扩大,软土地基已经成为房屋建设工程中十分常见的建筑施工问题,虽然经过广大工程技术人员的努力,在房屋建设工程地基处理方面,我国已经形成了一套规范的设计施工流程,但是在软土地基处理方面还有待提高。本文中,笔者将结合自己多年的实践经验,从软土工程的性质及软土地基处理中存在的问题入手,探讨对房屋建设软土地基的常用处理方法。
关键字:软土地基;房建工程;技术
地基作为房屋建筑工程中最为基础的一部分,主要是指承受上部建筑荷载的那部分土地,
地基的强度与稳定性关系到整个工程后期的施工质量,也是保证房屋建设工程高质量施工的关键。软土地基主要由水流常年冲击沉淀形成的淤泥和淤泥质土构成,这类土质一般含水量大、承载力底、压缩性高。
随着我国城市范围的不断扩大,难免会遇到一些软土地基,在正式施工前,如何降低软弱土的压缩性,提高软土地基强度,在保证地基稳定性的同时减少不均匀沉降及基础沉降,一直是房建工程需要解决的难点。本文中,笔者将结合自己多年的实践经验,从软土工程的性质及软土地基处理中存在的问题入手,探讨对房屋建设软土地基的常用处理方法。
1.软土工程的性质
触变性,软土在未被破坏前会一直保持固态性质,但是一旦遭到破坏或扰动,就会转变程稀释流动状态;流变性,因为软土的长期强度小于瞬时强度,因此在一般的剪应力作用下,具有发生缓慢长期变形的性质;沉降速度快,荷载越大沉降速度也会随之增大,沉降速度最大时可以达到2mm/d;不均匀性,因为大部分软土都是由高分散的微细颗粒组成,土质分布不均匀,当其上部的建筑载荷不均匀,特别是两端重量分布不均时,建筑物就会产生较大的差异沉降,可能会出现建筑物裂缝现象;低透水性,大部分软土基本上都不透水,因此软土的排水固结需要相当长的时间,因此建筑物的沉降延续时间也会变长;高压缩性,软土压缩系数较大,当垂直压力在0.1MPa时,大部分软土都会压缩变形,造成建筑物沉降量增大。
根据软土工程自身的性质,房屋建设工程中可能出现的问题可以大致分为以下几种:上层不均匀大载荷建筑物在软土层上的不均匀沉降,最终引起建筑物墙体裂缝或者倾斜;上层大载荷建筑物在均匀且厚的软土层上的轴向过大沉降;大载荷建筑物引起软土地基发生塑性变形,最终引起建筑物的倾斜或者坍塌;建筑物和地基同时达到极端情况,进而引起严重坍塌事故。
2.目前房屋建筑工程软土地基处理中存在的问题
(1)缺乏详细的现场勘查资料。房屋建设工程正式施工前,全面掌握施工现场的水文、地貌、地质等方面的详细勘查资料是非常有必要的,特别是土质物理学指标中的水文地质条件指标数据缺失的话,不仅会给建筑物的设计留下安全隐患,还会加大后续设计工程的难度。在实际操作中,很多施工单位也是直接采用临近工程的勘查资料或者采用常规的勘测手段,对软土地基不够重视,进而无法保证勘查材料的准确性和时效性。
(2)施工准备不充分。房屋建设工程地基施工前应该提前预料可能出现的情况并及时做好准备。由于城市建筑物所处地基不尽相同,高低不一,施工单位在施工时往往在未考虑降水后果后就对工程进行降水作业,导致地下水位下降,孔隙比、地基压缩性随之增加,最终可能导致临近建筑物的不均匀沉降。在施工过程中若是不能准确的计算流砂状况和涌水量,就无法有计划的准备降水工具,进而严重影响施工的质量和进度。
(3)缺乏对硬壳层强度的认识。硬壳层强度相对较高,一般覆盖于软土地基的表面,可以有效的传递上部载荷,在施工过程中,若是能够合理的利用硬壳层的强度,不仅可以降低工程造价,还可以降低软土地基的处理难度。然而在实际操作中,有些施工单位对硬壳层价值缺乏科学的认识,没有精确的勘测硬壳层的具体位置,只是一味的加固地基,这样就很有可能破坏硬壳层的强度。
3.房屋建设软土地基的常用处理方法
软土地基的加固方法有很多,比如打桩加固法、机械振动碾压发、井点降水预压法、添加混合料固结法、深孔挤密法、重锤夯实法、换填加固法等,其中打桩加固法又包括深层石灰搅拌桩和深层水泥搅拌桩。根据上文中列出软土工程的性质及目前房屋建筑工程软土地基处理中存在的问题,我们可以有针对性的提出以下关于房屋建设工程中软土地基施工技术的措施。
(1)深层石灰搅拌桩。深层石灰搅拌桩的原理在于借助石灰可以与地基软土发生化学反应,因此可以在软土地基中对地基软土和石灰实施强制性的搅拌混合,进而达到增强地基稳定性的目的。施工材料主要就是石灰,但是要注意石灰的储存期不能过长,石灰磨细(最大粒径不能超过2mm)并且纯净无杂质,最重要的是石灰中氧化镁和氧化钙的含量不能超过工程规定的标准;施工准备工作主要包括以下内容:合理配备粉体发送器、空气压缩机、搅拌钻头以及钻机等,获取地基软土的精确物理、化学指标,在选取最佳设计掺灰量和最佳含灰量的前提下,确定搅拌的各项指标;施工的具体操作过程包括桩体对位、下钻、钻进、提升以及结束提升。桩距的选择要根据建筑物结构实际理论要求的承载力,桩距确定后就可以得到单位面积内搅拌桩所占的面积比例。在实际工程中搅拌桩的排列要根據实际需求进行选取,但排列一般都是正方形和等边三角形,桩距一般控制在1m左右即可。
(2)深层水泥搅拌桩。深层水泥搅拌桩的原理是将水泥作为固化剂的主剂,通过深层搅拌机器强制性的将固化剂和软土拌合,增大软土地基的强度,进而使其硬化。深层水泥搅拌桩一般用于处理各种粉土、淤泥质土以及淤泥,是处理软土地基的重要方法之一。其具体内容包括:试桩、施工准备以及施工重点,试桩的目的是为了确定施工过程中所需的各种必要参数。施工前必须保证水泥搅拌桩的所有施工机械性能良好,所需施工材料质量合格且符合所要求的级别,并且施工现场应该没有障碍物,地面平整,对于低洼的地面,可以用不含有其他杂土的粘土填平;施工工艺流程包括:放样桩位、钻机定位、正循环钻进至设计深度、打开高压注浆泵、同时喷水泥浆并反复提钻、当工作基面位于0.35m以下时再重复搅拌喷水泥浆直到达到设计深度、反复提钻至地表,随后结束成桩,对新桩进行施工。 搅拌配合比的设计:水泥配置时要严格按照各类既有的参数进行,具体数据为高效减水剂0.5%、每米掺灰量25-46千克、水泥掺量12%、水灰比0.45-0.50;
悬挂吊锤:悬挂吊锤主要是为了使水泥搅拌桩桩体的垂直度能够满足施工所要求的标准。
管道堵塞的检验:确定管道中是否出现堵塞现象是为了在水排尽后方便开始下钻,因此在水泥搅拌桩开钻前期,施工人员需要对整个管道进行清洗。
质量检查:搅拌桩成型后,进行质量检查的重点包括是否存在断浆现象及复搅次数、水泥浆灌数、水泥用量等。
(3)孔内深层强夯法。孔内深层强夯法作为一种深层地基处理方法,主要依据置换机理和挤密机理,施工过程中一般采用沉管、掏孔和钻孔至预定深度,然后自下而上分层填料强夯,形成强力挤压的桩间土和高承载力的密实柱体,桩间土经过强行挤压后,七承载能力会得到很大程度提高。施工过程中锤击的次数、填料的种类和数量要符合设计标准,施工桩顶应该高出设计标高800mm,成孔机应该保持垂直且成孔中心偏差不应不应超过桩径的25%。
(4)挤密碎石桩法。挤密碎石桩法的具体内容包括布置桩位、取土成孔、填料、夯实造桩、成桩、铺设垫层、挤密碎石桩移到下一桩位。在沉桩过程中遇到体积大的单独石头,需要做位移处理。为了避免出现断桩,地基中不得有植物残体垃圾,并且碎石的数量应该达到相关标准。桩机就位的垂直度偏差不应大于1.5%。碎石挤压桩加固软土地基对桩间土的挤压效果是非常显著的,不仅能够显著提高软土地基的承受力,大大缩短地基固结沉降的时间,还具有较好的社会效益和经济效益。
(5)砂石垫层与砂垫层换填。对于砂石垫层和砂垫层的材料最好选择质地坚硬、级配良好的石屑、碎石、粗碎、中碎等,所选的砂石材料不得含有有机杂质,对于粗碎不足的地区,可以選择掺入一定数量卵石或碎石的细砂,但是掺杂数量一定要控制好;施工前需要稳定基槽的边坡,清楚槽内浮土,填实基槽两侧的井、沟、草地等,对于人工级配的砂石材料需要均匀搅拌;在具体施工时需要注意首先将砂石垫层与砂垫层的底面调整到同一标高上,按照先深后浅的顺序进行施工。其次,采用碎石垫层时可以在基坑底部铺一层砂来防止基坑底面的基层软土出现局部破坏现象,并且分段施工需要将接头处做成斜坡,随后充分捣实;最后在进行铺碎石垫层时,可以采用碾压法、夯实法、水撼法、插振法以及平振法等铺设方法,夯实法适用机械夯或者木夯,插振法的插入间距是用插入式振捣器参照机械的振幅大小决定,平振法是用平板式振捣器来回振捣,振捣次数根据相关要求而定。
4.结束语
综上所示,软土地基在房屋建设工程中是十分常见的建筑施工问题,虽然经过广大工程技术人员的努力,在房屋建设工程地基处理方面,我国已经形成了一套规范的设计施工流程,但是在软土地基处理方面还有待提高。考虑到软土地基处理不当造成的巨大危害性,因此在实际施工过程中,需要正确分析土质的结构,一切从实际情况出发,根据不太的地质性质来进行不同的施工操作作业,只有这样才能保证建筑物的安全和施工的质量。
参考文献:
[1]周亮.浅谈房建工程软土地基的施工技术研究[J].民营科技, 2013(1).
[2]周荣娟.论工程造价控制管理[J].工程管理,2010(1).
[3]李江宁.谈房屋建筑工程软土地基施工技术[J].现代商贸工业,2013(2).
[4]李冰.建筑工程软土地基施工处理技术分析[J].装饰理论,2008(2).
[5]蔡洪火.浅谈建筑工程软基施工技术[J].科技风,2012(6).
[6]赵钦华.建筑工程软土地基的施工处理及注意事项[J].科技创新与应用,2012(4).
关键字:软土地基;房建工程;技术
地基作为房屋建筑工程中最为基础的一部分,主要是指承受上部建筑荷载的那部分土地,
地基的强度与稳定性关系到整个工程后期的施工质量,也是保证房屋建设工程高质量施工的关键。软土地基主要由水流常年冲击沉淀形成的淤泥和淤泥质土构成,这类土质一般含水量大、承载力底、压缩性高。
随着我国城市范围的不断扩大,难免会遇到一些软土地基,在正式施工前,如何降低软弱土的压缩性,提高软土地基强度,在保证地基稳定性的同时减少不均匀沉降及基础沉降,一直是房建工程需要解决的难点。本文中,笔者将结合自己多年的实践经验,从软土工程的性质及软土地基处理中存在的问题入手,探讨对房屋建设软土地基的常用处理方法。
1.软土工程的性质
触变性,软土在未被破坏前会一直保持固态性质,但是一旦遭到破坏或扰动,就会转变程稀释流动状态;流变性,因为软土的长期强度小于瞬时强度,因此在一般的剪应力作用下,具有发生缓慢长期变形的性质;沉降速度快,荷载越大沉降速度也会随之增大,沉降速度最大时可以达到2mm/d;不均匀性,因为大部分软土都是由高分散的微细颗粒组成,土质分布不均匀,当其上部的建筑载荷不均匀,特别是两端重量分布不均时,建筑物就会产生较大的差异沉降,可能会出现建筑物裂缝现象;低透水性,大部分软土基本上都不透水,因此软土的排水固结需要相当长的时间,因此建筑物的沉降延续时间也会变长;高压缩性,软土压缩系数较大,当垂直压力在0.1MPa时,大部分软土都会压缩变形,造成建筑物沉降量增大。
根据软土工程自身的性质,房屋建设工程中可能出现的问题可以大致分为以下几种:上层不均匀大载荷建筑物在软土层上的不均匀沉降,最终引起建筑物墙体裂缝或者倾斜;上层大载荷建筑物在均匀且厚的软土层上的轴向过大沉降;大载荷建筑物引起软土地基发生塑性变形,最终引起建筑物的倾斜或者坍塌;建筑物和地基同时达到极端情况,进而引起严重坍塌事故。
2.目前房屋建筑工程软土地基处理中存在的问题
(1)缺乏详细的现场勘查资料。房屋建设工程正式施工前,全面掌握施工现场的水文、地貌、地质等方面的详细勘查资料是非常有必要的,特别是土质物理学指标中的水文地质条件指标数据缺失的话,不仅会给建筑物的设计留下安全隐患,还会加大后续设计工程的难度。在实际操作中,很多施工单位也是直接采用临近工程的勘查资料或者采用常规的勘测手段,对软土地基不够重视,进而无法保证勘查材料的准确性和时效性。
(2)施工准备不充分。房屋建设工程地基施工前应该提前预料可能出现的情况并及时做好准备。由于城市建筑物所处地基不尽相同,高低不一,施工单位在施工时往往在未考虑降水后果后就对工程进行降水作业,导致地下水位下降,孔隙比、地基压缩性随之增加,最终可能导致临近建筑物的不均匀沉降。在施工过程中若是不能准确的计算流砂状况和涌水量,就无法有计划的准备降水工具,进而严重影响施工的质量和进度。
(3)缺乏对硬壳层强度的认识。硬壳层强度相对较高,一般覆盖于软土地基的表面,可以有效的传递上部载荷,在施工过程中,若是能够合理的利用硬壳层的强度,不仅可以降低工程造价,还可以降低软土地基的处理难度。然而在实际操作中,有些施工单位对硬壳层价值缺乏科学的认识,没有精确的勘测硬壳层的具体位置,只是一味的加固地基,这样就很有可能破坏硬壳层的强度。
3.房屋建设软土地基的常用处理方法
软土地基的加固方法有很多,比如打桩加固法、机械振动碾压发、井点降水预压法、添加混合料固结法、深孔挤密法、重锤夯实法、换填加固法等,其中打桩加固法又包括深层石灰搅拌桩和深层水泥搅拌桩。根据上文中列出软土工程的性质及目前房屋建筑工程软土地基处理中存在的问题,我们可以有针对性的提出以下关于房屋建设工程中软土地基施工技术的措施。
(1)深层石灰搅拌桩。深层石灰搅拌桩的原理在于借助石灰可以与地基软土发生化学反应,因此可以在软土地基中对地基软土和石灰实施强制性的搅拌混合,进而达到增强地基稳定性的目的。施工材料主要就是石灰,但是要注意石灰的储存期不能过长,石灰磨细(最大粒径不能超过2mm)并且纯净无杂质,最重要的是石灰中氧化镁和氧化钙的含量不能超过工程规定的标准;施工准备工作主要包括以下内容:合理配备粉体发送器、空气压缩机、搅拌钻头以及钻机等,获取地基软土的精确物理、化学指标,在选取最佳设计掺灰量和最佳含灰量的前提下,确定搅拌的各项指标;施工的具体操作过程包括桩体对位、下钻、钻进、提升以及结束提升。桩距的选择要根据建筑物结构实际理论要求的承载力,桩距确定后就可以得到单位面积内搅拌桩所占的面积比例。在实际工程中搅拌桩的排列要根據实际需求进行选取,但排列一般都是正方形和等边三角形,桩距一般控制在1m左右即可。
(2)深层水泥搅拌桩。深层水泥搅拌桩的原理是将水泥作为固化剂的主剂,通过深层搅拌机器强制性的将固化剂和软土拌合,增大软土地基的强度,进而使其硬化。深层水泥搅拌桩一般用于处理各种粉土、淤泥质土以及淤泥,是处理软土地基的重要方法之一。其具体内容包括:试桩、施工准备以及施工重点,试桩的目的是为了确定施工过程中所需的各种必要参数。施工前必须保证水泥搅拌桩的所有施工机械性能良好,所需施工材料质量合格且符合所要求的级别,并且施工现场应该没有障碍物,地面平整,对于低洼的地面,可以用不含有其他杂土的粘土填平;施工工艺流程包括:放样桩位、钻机定位、正循环钻进至设计深度、打开高压注浆泵、同时喷水泥浆并反复提钻、当工作基面位于0.35m以下时再重复搅拌喷水泥浆直到达到设计深度、反复提钻至地表,随后结束成桩,对新桩进行施工。 搅拌配合比的设计:水泥配置时要严格按照各类既有的参数进行,具体数据为高效减水剂0.5%、每米掺灰量25-46千克、水泥掺量12%、水灰比0.45-0.50;
悬挂吊锤:悬挂吊锤主要是为了使水泥搅拌桩桩体的垂直度能够满足施工所要求的标准。
管道堵塞的检验:确定管道中是否出现堵塞现象是为了在水排尽后方便开始下钻,因此在水泥搅拌桩开钻前期,施工人员需要对整个管道进行清洗。
质量检查:搅拌桩成型后,进行质量检查的重点包括是否存在断浆现象及复搅次数、水泥浆灌数、水泥用量等。
(3)孔内深层强夯法。孔内深层强夯法作为一种深层地基处理方法,主要依据置换机理和挤密机理,施工过程中一般采用沉管、掏孔和钻孔至预定深度,然后自下而上分层填料强夯,形成强力挤压的桩间土和高承载力的密实柱体,桩间土经过强行挤压后,七承载能力会得到很大程度提高。施工过程中锤击的次数、填料的种类和数量要符合设计标准,施工桩顶应该高出设计标高800mm,成孔机应该保持垂直且成孔中心偏差不应不应超过桩径的25%。
(4)挤密碎石桩法。挤密碎石桩法的具体内容包括布置桩位、取土成孔、填料、夯实造桩、成桩、铺设垫层、挤密碎石桩移到下一桩位。在沉桩过程中遇到体积大的单独石头,需要做位移处理。为了避免出现断桩,地基中不得有植物残体垃圾,并且碎石的数量应该达到相关标准。桩机就位的垂直度偏差不应大于1.5%。碎石挤压桩加固软土地基对桩间土的挤压效果是非常显著的,不仅能够显著提高软土地基的承受力,大大缩短地基固结沉降的时间,还具有较好的社会效益和经济效益。
(5)砂石垫层与砂垫层换填。对于砂石垫层和砂垫层的材料最好选择质地坚硬、级配良好的石屑、碎石、粗碎、中碎等,所选的砂石材料不得含有有机杂质,对于粗碎不足的地区,可以選择掺入一定数量卵石或碎石的细砂,但是掺杂数量一定要控制好;施工前需要稳定基槽的边坡,清楚槽内浮土,填实基槽两侧的井、沟、草地等,对于人工级配的砂石材料需要均匀搅拌;在具体施工时需要注意首先将砂石垫层与砂垫层的底面调整到同一标高上,按照先深后浅的顺序进行施工。其次,采用碎石垫层时可以在基坑底部铺一层砂来防止基坑底面的基层软土出现局部破坏现象,并且分段施工需要将接头处做成斜坡,随后充分捣实;最后在进行铺碎石垫层时,可以采用碾压法、夯实法、水撼法、插振法以及平振法等铺设方法,夯实法适用机械夯或者木夯,插振法的插入间距是用插入式振捣器参照机械的振幅大小决定,平振法是用平板式振捣器来回振捣,振捣次数根据相关要求而定。
4.结束语
综上所示,软土地基在房屋建设工程中是十分常见的建筑施工问题,虽然经过广大工程技术人员的努力,在房屋建设工程地基处理方面,我国已经形成了一套规范的设计施工流程,但是在软土地基处理方面还有待提高。考虑到软土地基处理不当造成的巨大危害性,因此在实际施工过程中,需要正确分析土质的结构,一切从实际情况出发,根据不太的地质性质来进行不同的施工操作作业,只有这样才能保证建筑物的安全和施工的质量。
参考文献:
[1]周亮.浅谈房建工程软土地基的施工技术研究[J].民营科技, 2013(1).
[2]周荣娟.论工程造价控制管理[J].工程管理,2010(1).
[3]李江宁.谈房屋建筑工程软土地基施工技术[J].现代商贸工业,2013(2).
[4]李冰.建筑工程软土地基施工处理技术分析[J].装饰理论,2008(2).
[5]蔡洪火.浅谈建筑工程软基施工技术[J].科技风,2012(6).
[6]赵钦华.建筑工程软土地基的施工处理及注意事项[J].科技创新与应用,2012(4).