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【摘要】我国是一个幅员辽阔、地质情况复杂的大国,存在多种地形地貌和地质条件。在我国境内,并非所有的地质区域都适合建造超高层、大规模的房屋建筑,软土地基问题大面积存在,是各省市地区建筑企业都需要解决的问题。在我国建成发展的七十余年时间里,建筑行业涌现出了诸多软土地基处理技术,也确实在一定程度上解决了软土地基的施工困难和安全隐患。但随着城市建设、城市发展的不断进步,房屋建筑高度、规模在不断扩大,对地基的承载能力要求越来越高,地基的施工深度、施工量也在不断加大。然而,城市土地中并非只有地基,还有为人民生产生活提供支持的地下管线,地基处理不仅要顾及到上层建筑的稳定,还要避免对地下管线造成影响。否则,长年累月的上层建筑重压下,地基沉降影响甚至破坏地下管线,轻则影响人民群众的正常生活,重则造成燃气泄露、污水泄露等高危事故,与建设现代化城市的要求背道而驰。本文从房屋建筑工程中的地基处理技术重点展开分析,从软土地基的特征和危害展开探讨,希望可以为房屋建筑工程领域的技术应用和发展提供一些思路,将软土地基变成高强度、稳定、抗剪、抗压的优势地基。
【关键词】建筑工程;软土地基;地基处理技术
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.
20.003
绪论
房屋建筑工程是我国现代化发展离不开的工程种类之一,人民群众的住房、商用房、公共基础设施都属于房屋建筑工程领域范畴,是社会生产生活的基础工程。随着城市化程度的不断加深,越来越多的高楼大厦需要建设,越来越多的老旧建筑需要修缮或推倒重建。而在房屋建筑工程施工中,软土地基带来了诸多麻烦和隐患,需要在工程进入上层建筑施工前做好相应的处理工作,改掉软土地基强度低、抗剪能力弱、抗压能力弱等问题,为上层建筑提供保障,为地下管线提供安全运营环境。
一、软土地基的危害概述
1.软土地基
软土地基通常含水量丰富、密度小、空隙大,内部土质颗粒之间的结构不稳定,抗剪能力、抗压能力、均匀性都比较差。软土地基往往存在垂直方向上的渗水能力差的特征,这也是软土地基含水量丰富的原因,需要进行科学排水才能够保证房屋建筑地基的稳定性和使用寿命。软土地基在地震等外力作用面前非常软弱,很容易就出现液化、失稳等情况,并伴随着上层建筑的变形、位移、倒塌,是最容易出现豆腐渣工程的一种地基。
2.软土地基危害
软土地基若不进行合理的处理和加固,很容易在上层建筑施工过程或使用过程中出现质量问题。比如因为地震等灾害而液化,导致房屋塌陷、地基陷落;比如因为上层建筑长年累月的重力下压而失去稳定性,突发下陷,并造成周围地基或路面的隆起;又比如在上层建筑和自身重力影响之下出现大幅度沉降,威胁地下管线的使用安全。
二、土建工程中地基处理技术前准备工作
1.地理信息测绘
在土建工程中,地形地貌、土层岩层、地下水等都是影响地基原本狀态的重要因素,设计人员、施工人员需要在工程正式动工前掌握这些信息。地理信息测绘是帮助相关人员获取地理信息的重要手段,也是地基处理技术应用前的重要准备工作。测绘人员需要向设计人员、施工人员反馈施工现场地形地貌,软土地基的深度、广度、形成原因、物理化学性质,是否存在砂夹层,排水条件如何,岩层分布深度及与土层的关系,地下水水位高度等。根据这些信息,设计人员才能够做出更科学合理的建筑工程设计,施工人员才能够筛选和应用更适用的地基处理技术,提升地基与工程所需的适应程度。
2.地质勘察点设置
想要做好地质勘查工作,测绘勘察人员需要科学设置勘察点,对工程场地地基进行全面勘察。通常情况下,地质勘察点之间的距离为30m,在地形地貌比较复杂或土层岩层情况较为复杂的时候可以适当增加勘察点数量,以保证地质勘查数据获取的全面性、有效性和代表性。进行地下一定深度地质情况的勘察时,勘察人员需要借助现代勘察手段,包括薄壁取土器、静力触探设备等进行开挖钻探或透视勘探,更全面的获取地基原始数据。
三、土建工程中地基处理技术的具体应用
1.软土地基换填处理
软土地基是地基处理技术的主要对象之一,换填处理是一种比较彻底的处理方式。将原有的软土地基土层挖出,填入砂石等材料,以提高地基的承载能力和稳定性[1]。除了就地取料换填外,还有一种粉煤灰吹填处理技术。这是一种利用粉煤灰透水性优势来提高低强度的施工技术,环保水平高,施工成本低,较为符合我国可持续发展的建筑领域发展理念。粉煤灰吹填处理中,施工人员可以将粉煤灰与淤泥按比例混合,然后均匀换填入淤泥地基中,能够有效提高地基的硬度,提高地基的牢固程度。粉煤灰是工业生产的废弃物,应用到地基处理中能够实现废物利用,降低工程生产成本消耗,是一款经济又效果优秀的换填技术。
2.地基夯实处理
强夯是提高地基压实程度、稳定性、强度的常用手段,重锤落下所携带的冲击力能够传达至地基深处,有效实现地基加固。夯实处理过程中,技术人员可以根据地基中的水分含量设置夯击次数,有效降低地基中的水分含量;根据现场土质密度设置重锤高度,对地基进行整体加固;根据地基需要处理的总体面积设计夯击重锤的底面积,避免因为底面积过大而影响冲击力的传递,避免因为底面积过小而导致重锤陷入地基难以拔出,影响地基质量[2]。
3.排水加固处理
地基软弱的主要原因之一就是含水率过大,高含水量的地基并非一个整体,而是水和土的混合物,有一定的流动性,且承载力和稳定性较差。排水处理能够有效降低地基中的含水量,提高地基的整体稳定性和承载力。常见的排水加固方法是砂石挤压,施工人员在地基中铺设砂石层,砂石层具有更高的孔隙率,水分更容易排出,再配合上挤压施与的力,能够更有效地降低地基土层含水量;利用浅水电机进行内部反复振动挤压,也是一种能够有效降低地基含水量,提升地基土层密度的技术。浅水电机可以与少量的水泥等固化材料搭配,将水泥、石灰等固化材料进行反复振动搅拌,形成一个更具硬度、强度的地基整体[3]。 4.静力加压处理
静力加压处理是指通过静压力将预先制好的桩基压入地基,提高地基的承载力。与上面提到的夯击等作业方式不同,静力加压处理技术能够有效降低施工所产生的噪音,提高房屋建设工程施工的绿色水平。静力加压处理对预制桩的要求比较高,需要预制桩连接处有稳固的焊接,能够保证桩体的连续性和质量,不会在静力加压中出现变形或移位。静压加压处理中,施工人员需要逐节将预制桩压入地基,并做好钢筋焊接工作,对预制桩连接处进行合理浇筑,确保预制桩的质量,保证预制桩被静力压入土层后能够承担起强化地基的作用。
5.冲击加压处理
冲击加压处理与传统的夯实处理不同,夯实处理主要施工作业对象是地基,冲击加压处理的主要施工作业对象是预制桩体。冲击加压处理中,施工人员通过外力作用将预制桩体压入地基,以排除掉地基中的部分水分和空隙,提高地基土层的密度,提高地基的承载力和强度。冲击加压时,施工人员需要注意压入预制桩的位置,保持地基的整体均匀程度,确保所有的预制桩压入地基后处于同一水平高度。这就对了测试仪等设备提出了更高的要求。
6.桩体加固处理
(1)粉喷桩
粉喷桩是一种土、水泥粉、石灰粉固化形成的桩体,主要用于处理含水量较高的软土地基[4]。粉喷施工过程中,水泥粉被喷注入原有软土地基中,与软土地基所含有的水分进行混合后发生水化反应,原有含水量较高的软土地基就成为土、水泥的混合物,整体坚固程度、承载能力都有大幅度提升;石灰粉被喷入软土地基中能够快速吸走土层中的水分形成熟石灰与土的混合物,增强地基强度。与其他向土层中诸如浆液的桩体施工方式不同,粉喷桩的施工更加简单,施工效率也更高,而且施工人员所需要准备的是原材料,不需要处理成浆液再进行注入,施工中的水资源消耗量更低。但同时,粉喷桩也存在一定的问题。喷粉施工中不仅需要喷入固化粉,还需要喷入高压气体来输送固化粉,一边旋转侧推土体一边下沉喷粉,才能够达到建设桩体的目的。而且,喷粉施工中,施工人员需要根据原有地基中的含水量选择合适的喷粉量,且无法保证水泥与土层中的水混合后所形成的土团,这些土团内部没有形成足量的水泥,强度仍然比较低,会影响地基处理效果。
(2)深层水泥搅拌桩
深层水泥搅拌桩是一种常见于软土地基处理的桩体处理技术。施工过程中,施工人员需要控制桩机在预定位置进行喷浆和搅拌,常见的施工模式为四搅二喷。即钻头进行预搅下沉,桩机钻头下沉至预定位置后一边喷浆一边搅拌上提,到达预定停浆位置后一边搅拌一边下沉,然后对管道内的余浆进行喷射并搅拌上提。当然,也有施工团队比较习惯于一边喷浆一边下沉的作业方式,而上提时不喷浆。深层水泥搅拌桩作业需要严格控制水灰比,通常为0.5:1,具体要根据工程实际施工标准和软土地基实际情况进行调整,保证搅拌桩施工作业质量;严格控制喷浆压力,压力范围应控制在0.4~0.6mpa,避免因为喷浆压力不足而影响桩基底部的喷浆效果,避免因为喷浆压力过大而影响上提搅拌效果;喷浆和搅拌过程中,施工人员需要保持桩机进行匀速运动,避免速度上下波动影响搅拌成桩效果。在最后钻头离开喷浆平面时,施工人员需要逐步减速,钻头距离地平面1m左右时开始减速提升,距离地平面0.5m左右时停止提升,并进行原地搅拌,保证成桩质量。为了保证深层水泥搅拌桩的桩基垂直于水平面,施工中人员需要注意桩机的对位观察,保持桩机主塔架的垂直偏差小于1.5%,偏差值低于50mm,避免制造出一个倾斜的桩体。
结论:
在房屋建筑工程施工中,软土地基是最令设计人员、施工人员头疼的问题,也是我国诸多省市地区都广泛存在的建筑问题。软土地基能否处理好,直接关系到上层建筑的使用质量和使用安全,是房屋建筑的重要隐患之一。在地基处理过程中,施工人员主要围绕软土地基的加固来展开工作,无论是换填、排水、加固还是建设桩基,目的都是为了提高地基的强度和承载力,为上层建筑提供更加稳定的基础。在房屋建设工程施工中,施工人員需要把握好处理细节,避免因为小细节而影响到工程整体质量。
参考文献:
[1]黄宇超.房屋建筑施工工程中的地基处理技术重点分析[J].智能城市,2020,6(07):230-231.
[2]刘浩.建筑工程施工中软土地基处理的相关研究[J].城市建筑,2020,17(24):185-186.
[3]李仁涛.地基施工技术在房屋建筑中的应用[J].居业,2021(02):65-66.
[4]李俊.房屋建筑施工中地基基础工程的施工技术处理措施[J].砖瓦,2021(02):166-167.
【关键词】建筑工程;软土地基;地基处理技术
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.
20.003
绪论
房屋建筑工程是我国现代化发展离不开的工程种类之一,人民群众的住房、商用房、公共基础设施都属于房屋建筑工程领域范畴,是社会生产生活的基础工程。随着城市化程度的不断加深,越来越多的高楼大厦需要建设,越来越多的老旧建筑需要修缮或推倒重建。而在房屋建筑工程施工中,软土地基带来了诸多麻烦和隐患,需要在工程进入上层建筑施工前做好相应的处理工作,改掉软土地基强度低、抗剪能力弱、抗压能力弱等问题,为上层建筑提供保障,为地下管线提供安全运营环境。
一、软土地基的危害概述
1.软土地基
软土地基通常含水量丰富、密度小、空隙大,内部土质颗粒之间的结构不稳定,抗剪能力、抗压能力、均匀性都比较差。软土地基往往存在垂直方向上的渗水能力差的特征,这也是软土地基含水量丰富的原因,需要进行科学排水才能够保证房屋建筑地基的稳定性和使用寿命。软土地基在地震等外力作用面前非常软弱,很容易就出现液化、失稳等情况,并伴随着上层建筑的变形、位移、倒塌,是最容易出现豆腐渣工程的一种地基。
2.软土地基危害
软土地基若不进行合理的处理和加固,很容易在上层建筑施工过程或使用过程中出现质量问题。比如因为地震等灾害而液化,导致房屋塌陷、地基陷落;比如因为上层建筑长年累月的重力下压而失去稳定性,突发下陷,并造成周围地基或路面的隆起;又比如在上层建筑和自身重力影响之下出现大幅度沉降,威胁地下管线的使用安全。
二、土建工程中地基处理技术前准备工作
1.地理信息测绘
在土建工程中,地形地貌、土层岩层、地下水等都是影响地基原本狀态的重要因素,设计人员、施工人员需要在工程正式动工前掌握这些信息。地理信息测绘是帮助相关人员获取地理信息的重要手段,也是地基处理技术应用前的重要准备工作。测绘人员需要向设计人员、施工人员反馈施工现场地形地貌,软土地基的深度、广度、形成原因、物理化学性质,是否存在砂夹层,排水条件如何,岩层分布深度及与土层的关系,地下水水位高度等。根据这些信息,设计人员才能够做出更科学合理的建筑工程设计,施工人员才能够筛选和应用更适用的地基处理技术,提升地基与工程所需的适应程度。
2.地质勘察点设置
想要做好地质勘查工作,测绘勘察人员需要科学设置勘察点,对工程场地地基进行全面勘察。通常情况下,地质勘察点之间的距离为30m,在地形地貌比较复杂或土层岩层情况较为复杂的时候可以适当增加勘察点数量,以保证地质勘查数据获取的全面性、有效性和代表性。进行地下一定深度地质情况的勘察时,勘察人员需要借助现代勘察手段,包括薄壁取土器、静力触探设备等进行开挖钻探或透视勘探,更全面的获取地基原始数据。
三、土建工程中地基处理技术的具体应用
1.软土地基换填处理
软土地基是地基处理技术的主要对象之一,换填处理是一种比较彻底的处理方式。将原有的软土地基土层挖出,填入砂石等材料,以提高地基的承载能力和稳定性[1]。除了就地取料换填外,还有一种粉煤灰吹填处理技术。这是一种利用粉煤灰透水性优势来提高低强度的施工技术,环保水平高,施工成本低,较为符合我国可持续发展的建筑领域发展理念。粉煤灰吹填处理中,施工人员可以将粉煤灰与淤泥按比例混合,然后均匀换填入淤泥地基中,能够有效提高地基的硬度,提高地基的牢固程度。粉煤灰是工业生产的废弃物,应用到地基处理中能够实现废物利用,降低工程生产成本消耗,是一款经济又效果优秀的换填技术。
2.地基夯实处理
强夯是提高地基压实程度、稳定性、强度的常用手段,重锤落下所携带的冲击力能够传达至地基深处,有效实现地基加固。夯实处理过程中,技术人员可以根据地基中的水分含量设置夯击次数,有效降低地基中的水分含量;根据现场土质密度设置重锤高度,对地基进行整体加固;根据地基需要处理的总体面积设计夯击重锤的底面积,避免因为底面积过大而影响冲击力的传递,避免因为底面积过小而导致重锤陷入地基难以拔出,影响地基质量[2]。
3.排水加固处理
地基软弱的主要原因之一就是含水率过大,高含水量的地基并非一个整体,而是水和土的混合物,有一定的流动性,且承载力和稳定性较差。排水处理能够有效降低地基中的含水量,提高地基的整体稳定性和承载力。常见的排水加固方法是砂石挤压,施工人员在地基中铺设砂石层,砂石层具有更高的孔隙率,水分更容易排出,再配合上挤压施与的力,能够更有效地降低地基土层含水量;利用浅水电机进行内部反复振动挤压,也是一种能够有效降低地基含水量,提升地基土层密度的技术。浅水电机可以与少量的水泥等固化材料搭配,将水泥、石灰等固化材料进行反复振动搅拌,形成一个更具硬度、强度的地基整体[3]。 4.静力加压处理
静力加压处理是指通过静压力将预先制好的桩基压入地基,提高地基的承载力。与上面提到的夯击等作业方式不同,静力加压处理技术能够有效降低施工所产生的噪音,提高房屋建设工程施工的绿色水平。静力加压处理对预制桩的要求比较高,需要预制桩连接处有稳固的焊接,能够保证桩体的连续性和质量,不会在静力加压中出现变形或移位。静压加压处理中,施工人员需要逐节将预制桩压入地基,并做好钢筋焊接工作,对预制桩连接处进行合理浇筑,确保预制桩的质量,保证预制桩被静力压入土层后能够承担起强化地基的作用。
5.冲击加压处理
冲击加压处理与传统的夯实处理不同,夯实处理主要施工作业对象是地基,冲击加压处理的主要施工作业对象是预制桩体。冲击加压处理中,施工人员通过外力作用将预制桩体压入地基,以排除掉地基中的部分水分和空隙,提高地基土层的密度,提高地基的承载力和强度。冲击加压时,施工人员需要注意压入预制桩的位置,保持地基的整体均匀程度,确保所有的预制桩压入地基后处于同一水平高度。这就对了测试仪等设备提出了更高的要求。
6.桩体加固处理
(1)粉喷桩
粉喷桩是一种土、水泥粉、石灰粉固化形成的桩体,主要用于处理含水量较高的软土地基[4]。粉喷施工过程中,水泥粉被喷注入原有软土地基中,与软土地基所含有的水分进行混合后发生水化反应,原有含水量较高的软土地基就成为土、水泥的混合物,整体坚固程度、承载能力都有大幅度提升;石灰粉被喷入软土地基中能够快速吸走土层中的水分形成熟石灰与土的混合物,增强地基强度。与其他向土层中诸如浆液的桩体施工方式不同,粉喷桩的施工更加简单,施工效率也更高,而且施工人员所需要准备的是原材料,不需要处理成浆液再进行注入,施工中的水资源消耗量更低。但同时,粉喷桩也存在一定的问题。喷粉施工中不仅需要喷入固化粉,还需要喷入高压气体来输送固化粉,一边旋转侧推土体一边下沉喷粉,才能够达到建设桩体的目的。而且,喷粉施工中,施工人员需要根据原有地基中的含水量选择合适的喷粉量,且无法保证水泥与土层中的水混合后所形成的土团,这些土团内部没有形成足量的水泥,强度仍然比较低,会影响地基处理效果。
(2)深层水泥搅拌桩
深层水泥搅拌桩是一种常见于软土地基处理的桩体处理技术。施工过程中,施工人员需要控制桩机在预定位置进行喷浆和搅拌,常见的施工模式为四搅二喷。即钻头进行预搅下沉,桩机钻头下沉至预定位置后一边喷浆一边搅拌上提,到达预定停浆位置后一边搅拌一边下沉,然后对管道内的余浆进行喷射并搅拌上提。当然,也有施工团队比较习惯于一边喷浆一边下沉的作业方式,而上提时不喷浆。深层水泥搅拌桩作业需要严格控制水灰比,通常为0.5:1,具体要根据工程实际施工标准和软土地基实际情况进行调整,保证搅拌桩施工作业质量;严格控制喷浆压力,压力范围应控制在0.4~0.6mpa,避免因为喷浆压力不足而影响桩基底部的喷浆效果,避免因为喷浆压力过大而影响上提搅拌效果;喷浆和搅拌过程中,施工人员需要保持桩机进行匀速运动,避免速度上下波动影响搅拌成桩效果。在最后钻头离开喷浆平面时,施工人员需要逐步减速,钻头距离地平面1m左右时开始减速提升,距离地平面0.5m左右时停止提升,并进行原地搅拌,保证成桩质量。为了保证深层水泥搅拌桩的桩基垂直于水平面,施工中人员需要注意桩机的对位观察,保持桩机主塔架的垂直偏差小于1.5%,偏差值低于50mm,避免制造出一个倾斜的桩体。
结论:
在房屋建筑工程施工中,软土地基是最令设计人员、施工人员头疼的问题,也是我国诸多省市地区都广泛存在的建筑问题。软土地基能否处理好,直接关系到上层建筑的使用质量和使用安全,是房屋建筑的重要隐患之一。在地基处理过程中,施工人员主要围绕软土地基的加固来展开工作,无论是换填、排水、加固还是建设桩基,目的都是为了提高地基的强度和承载力,为上层建筑提供更加稳定的基础。在房屋建设工程施工中,施工人員需要把握好处理细节,避免因为小细节而影响到工程整体质量。
参考文献:
[1]黄宇超.房屋建筑施工工程中的地基处理技术重点分析[J].智能城市,2020,6(07):230-231.
[2]刘浩.建筑工程施工中软土地基处理的相关研究[J].城市建筑,2020,17(24):185-186.
[3]李仁涛.地基施工技术在房屋建筑中的应用[J].居业,2021(02):65-66.
[4]李俊.房屋建筑施工中地基基础工程的施工技术处理措施[J].砖瓦,2021(02):166-167.