论文部分内容阅读
摘要:软土是指近代水下沉积的饱和粘性土,广泛分布于我国沿海内陆平原或山间盆地。它具有天然含水量高、天然孔隙比大、渗透系数小、压缩性高、强度低等特点,同时可呈灵敏性结构,若作为建(构)筑物的地基,大多需要处理,否则产生不同程度的坍滑或沉降陷。排水固结法挤密砂桩是两种较为常用,且行之有效的处理软基的措施,应用广泛。
关键词:房建工程 基础工程 软土地基 加固方法
中图分类号:TU471文献标识码: A
一、软土分类
一般而言,软土是指近代水下沉积的饱和粘性土,是淤泥、淤泥质粘土、淤泥质粉土、泥炭、泥炭质土等一类土体的简称,广泛分布在我国沿海内陆平原或山间盆地。不同地域软土的成因、结构和形态各不相同,但都具有基本相同的物理力学特征:天然含水量高、天然孔隙比大、渗透系数小、压缩性高、强度低,可呈灵敏性结构。软土作为工程建筑特的地基,由于其承载力低、往往会产生不同程度的坍滑或沉降陷。
具体该如何定义软土,各行业部门如建筑、铁路、公路、港工等,根据行业特点和习惯,给出的定义或判定条件不尽相同。
软弱土是指淤泥、淤泥质土、充填土、杂填土或其他高压缩性土。其中淤泥是在静水或缓慢流水环境中沉积并经生物化学作用而形成,为天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5的粘性土;天然含水量大于液限而天然孔隙比小于1.5、但大于或等于1.0的粘性土或粉土称为淤泥质土。
二、软土地基处理不当可能出现的不良后果
根据软土地基自身的性质,房建中可能出现的问题可大致分为以下几种:上层大载荷建筑物在厚且均匀的软土层上的轴向过大沉降;上层不均匀大载荷在软土层上的不均匀沉降,最终引起建筑物倾斜和墙体裂缝;第二种状况中地基和建筑物同时达到极端状况时引起的严重倒塌事故;建筑物的大载荷引起的软土地基发生塑性变形,最终引起建筑物的倾斜和倒塌事故。
三、软基处理措施现状
1、软基处理的一般原则
对于新建工程,原则上首先应考虑利用天然地基,对于淤泥和淤泥质土利用其上覆较好土层作为地基持力层,当上覆土层较薄,应注意避免施工时对淤泥和淤泥质土的扰动;对于冲填、杂填建筑垃圾和性能稳定的工业废科,当均匀性和密实度较好时,均可利用作为地基、持力层;对于有机质含量较多的生活垃圾和对基础有腐蚀性的工业废料等杂填土,未经处理不宜作为地基持力层。若地基软弱不能满足要求,则需进行处理,根据工程情况及地基土质条件或组成的不同,处理的目的可以是:
1)提高土的抗剪强度,使地基保持稳定;
2)降低土的压缩性,使地基的沉降和不均匀沉降至允许范围内;
3)降低土的渗透性或渗流的水力梯度.防止或减少水的渗漏,避免渗流造成地基破坏;
4)改善土的动力性能、防止地基产生震陷变形或因土的震动液化而丧失稳定性;
5)消除或减少土的沉陷性或胀缩性引起的地基变形,避免建筑物玻坏或影响其正常使用。
对单一工程来讲,处理目的可能是单一的,也可能需同时在几个方面达到一定要求:地基处理除用于新建工程的软弱和特殊土地基外,也作为事后补救措施用于已建工程地基加固。
2、软土地基常用处理方法
地基处理方法众多,按其处理原理与效果大致可分为改变路基结构形式、排水固结法、人工地基、强夯法等类型。
1)换土垫层法
换土垫层法是用砂、碎石、矿渣或其他合适的材料置换地基中的软弱或特殊土层,分层压实后作为基底垫层、从而达到处理目的,它常用于处理软弱地基,也可用于处理湿陷黄土地基和膨胀土地基。从经济合理考虑、换土垫层法一般适用于处理浅层地基(深度通常不超过3m)
2)排水固结法
它是采用顶压、降低地下水位、电渗等方法促使土层排水固结,以减小地基的沉降和不均匀沉降,提高其承载力。当采用预压法时,通常在地基内设置一系列就地灌筑砂井,袋装砂井或塑料排水板.形成竖向排水通道,以加速土层固结:排水同结法是处理软弱粘土地基常用的方法之一。
3)挤密振密法
挤密振密法是借助于机械、夯锤或爆破产生的夯压或振冲使土的孔隙比减小,或在地基内打砂桩、碎石桩、土桩或灰土桩,挤密桩间土体而达到处理目的的。其中主要有重锤夯实法、强夯法、振冲法以及砂石桩、土桩或灰土桩挤密法等,可用于处理无粘件土、杂填土、非饱和粘性土及湿陷性黄土等地基,但振冲挤密法的适用范围一般只限于砂土和粘粒含量低的粘性土。
4)拌入法
此类方法是在土中掺入水泥浆或能固化的其他浆液,或者自接加入水泥、石灰等能固化的材料,经拌和固化后,在地基中形成一根根柱状固化体,并与周围土体组成,复合地基而达到处理目的。其中主要有高压喷射注浆法、深层喷浆搅拌法、深层喷粉搅拌法等可适用于软弱粘性土、欠固结冲填土、松散砂土及砂砾石等多种地基。
5)灌浆法
灌浆法是靠压力传送或利用电渗原理,把含有胶结物质并能固化的浆液灌入土层。使其渗入土的孔隙或充填土岩中的裂缝和洞穴中,或者把很稠的浆体压入事先打好的钻孔中,借助于浆体传递的压力挤密土体并使其上抬,达到加固处理目的。其适用性与灌浆方法和浆液性能有关,一般可用于处理砂土、砂砾石、湿陷性黄土及饱和粘性土等地基。
6)加筋法
采用强度较高、变形较小、老化慢的土工合成材料,如土工积物、塑料格栅等,其受力时伸长率个大于4%-5%,抗腐蚀耐久性好,埋设在土层中,即由分居鋪设的土工合成材料与地基土构成加筋土垫层。土工合成材料还可起到排水、反滤、隔离和补强作用。加筋法常用于公路路堤的加固,在地基处理中,加筋法可用于处理软弱地基。
7)托换技术(或称基础托换)
托换技术是指对原有建筑物地基和基础进行处理,加固或改建,或在原有建筑物基础下修建地下工程或因邻近建造新工程而影响到远洋建筑物的安全时,所采取的技术措施的总称。
8)深层水泥搅拌桩
深层水泥搅拌桩适合在处理各种淤泥、淤泥质土和粉土中使用,是处理软土地基的重要方法之一。深层水泥搅拌桩的原理是利用水泥来作为固化剂的主剂,通过深层搅拌机器强制性的将软土和固化剂拌和,使得软土硬化,从而增大其强度,具体内容如下:
①试桩:试桩的目的是确定施工过程中所必须要的参数;
②施工准备:深层搅拌桩的施工现场应该事先整平,清楚所有的障碍物,井对地面的低注处进行填平,且只能填入粘土,不得含有其他杂土。所使用材料需质量合格且符合所要求的级别,必须保证水泥搅拌桩的所用施工机械性能良好且稳定;
③施工重点:施工重点可以从以下几个方面分别简述:
施工工艺流程:放样桩位;钻机定位;调整钻机;正循环钻进至设计深度;打开高压注浆泵;反循环提钻同时喷水泥浆;至工作基准面0.3m以下;再重复搅拌的同时,喷水泥浆直至设计深度;反循环提钻至地表;结束成桩;对新桩进行施工。
管道堵塞的检验:在水泥搅拌桩开钻前期,施工人员需要对整个管道用水进行清洗,同时检查管道中是否存在堵塞现象,井在确认水排尽之后方可开始下钻.
悬挂吊锤:悬挂吊锤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 检查质量:搅拌桩成型后,进行质量检验的重点是水泥的用量、水泥浆罐数、是否存在断浆现象及复搅次数等.
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,通常时具体数据如下:水灰比0.45-0.50,水泥掺量12%,每米掺灰量46kg~25kg;,高效减水剂0.5%。
9)深层石灰搅拌桩
深层石灰搅拌桩的原理在于在软土地基中对石灰和地基软土实施强制性的搅拌混合,与此同时利用地基软土和石灰之间发生的化学反应,达到对地基的稳定性进行增强的目的
①材料要求:石灰要求纯净无杂质且需细磨,最大粒径不可超过2mm,其中氧化钙和氧化镁的含量都必须满足工程的实际要求,还要注意石灰的储存期不能太长;
②施工准备:施工的准备工作主要包括以下内容:合理配备钻机、搅拌钻头、空气压缩机、粉体发送器等;获取地基软土的物理及化学指标,井选取最佳含灰量最为设计掺灰量;还要确定搅拌的各项指标;
③施工重点:粉体搅拌的具体操作过程如下:桩体对位、下钻、钻进、提升、结束提升。根据建筑物结构实际理论要求的承载力,初步选定桩距,从而得到单位面积内搅拌桩所占的面积比例。搅拌桩的排列一般是等边三角形或者是正方形,桩距通常为lm,桩距控制在0.5-1.5之间即可,实际工程中则可根据实际需求来选取最合适的。
结语:
软土地基在房建工程中是非常常见的施工问题,在施工中要注意提高沉降计算的精确性和设计的合理性,井严格的按照技术规范来操作。结合理论与当地的实际情况制定方案,井采取相应的措施进行处理,避免给建筑物本身或者人员造成不可挽回的伤害的同时,还要做好施工质量的控制,尽可能的在确保安全的前提下节约经济。
参考文献:
[1]徐斌,王栋.浅谈房建工程软土地基施工技术[J].河南建材,2011(12).
[2]胡全力.房建工程软土地基的施工技术研兄[J]经济研究导刊,2011(12)
关键词:房建工程 基础工程 软土地基 加固方法
中图分类号:TU471文献标识码: A
一、软土分类
一般而言,软土是指近代水下沉积的饱和粘性土,是淤泥、淤泥质粘土、淤泥质粉土、泥炭、泥炭质土等一类土体的简称,广泛分布在我国沿海内陆平原或山间盆地。不同地域软土的成因、结构和形态各不相同,但都具有基本相同的物理力学特征:天然含水量高、天然孔隙比大、渗透系数小、压缩性高、强度低,可呈灵敏性结构。软土作为工程建筑特的地基,由于其承载力低、往往会产生不同程度的坍滑或沉降陷。
具体该如何定义软土,各行业部门如建筑、铁路、公路、港工等,根据行业特点和习惯,给出的定义或判定条件不尽相同。
软弱土是指淤泥、淤泥质土、充填土、杂填土或其他高压缩性土。其中淤泥是在静水或缓慢流水环境中沉积并经生物化学作用而形成,为天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5的粘性土;天然含水量大于液限而天然孔隙比小于1.5、但大于或等于1.0的粘性土或粉土称为淤泥质土。
二、软土地基处理不当可能出现的不良后果
根据软土地基自身的性质,房建中可能出现的问题可大致分为以下几种:上层大载荷建筑物在厚且均匀的软土层上的轴向过大沉降;上层不均匀大载荷在软土层上的不均匀沉降,最终引起建筑物倾斜和墙体裂缝;第二种状况中地基和建筑物同时达到极端状况时引起的严重倒塌事故;建筑物的大载荷引起的软土地基发生塑性变形,最终引起建筑物的倾斜和倒塌事故。
三、软基处理措施现状
1、软基处理的一般原则
对于新建工程,原则上首先应考虑利用天然地基,对于淤泥和淤泥质土利用其上覆较好土层作为地基持力层,当上覆土层较薄,应注意避免施工时对淤泥和淤泥质土的扰动;对于冲填、杂填建筑垃圾和性能稳定的工业废科,当均匀性和密实度较好时,均可利用作为地基、持力层;对于有机质含量较多的生活垃圾和对基础有腐蚀性的工业废料等杂填土,未经处理不宜作为地基持力层。若地基软弱不能满足要求,则需进行处理,根据工程情况及地基土质条件或组成的不同,处理的目的可以是:
1)提高土的抗剪强度,使地基保持稳定;
2)降低土的压缩性,使地基的沉降和不均匀沉降至允许范围内;
3)降低土的渗透性或渗流的水力梯度.防止或减少水的渗漏,避免渗流造成地基破坏;
4)改善土的动力性能、防止地基产生震陷变形或因土的震动液化而丧失稳定性;
5)消除或减少土的沉陷性或胀缩性引起的地基变形,避免建筑物玻坏或影响其正常使用。
对单一工程来讲,处理目的可能是单一的,也可能需同时在几个方面达到一定要求:地基处理除用于新建工程的软弱和特殊土地基外,也作为事后补救措施用于已建工程地基加固。
2、软土地基常用处理方法
地基处理方法众多,按其处理原理与效果大致可分为改变路基结构形式、排水固结法、人工地基、强夯法等类型。
1)换土垫层法
换土垫层法是用砂、碎石、矿渣或其他合适的材料置换地基中的软弱或特殊土层,分层压实后作为基底垫层、从而达到处理目的,它常用于处理软弱地基,也可用于处理湿陷黄土地基和膨胀土地基。从经济合理考虑、换土垫层法一般适用于处理浅层地基(深度通常不超过3m)
2)排水固结法
它是采用顶压、降低地下水位、电渗等方法促使土层排水固结,以减小地基的沉降和不均匀沉降,提高其承载力。当采用预压法时,通常在地基内设置一系列就地灌筑砂井,袋装砂井或塑料排水板.形成竖向排水通道,以加速土层固结:排水同结法是处理软弱粘土地基常用的方法之一。
3)挤密振密法
挤密振密法是借助于机械、夯锤或爆破产生的夯压或振冲使土的孔隙比减小,或在地基内打砂桩、碎石桩、土桩或灰土桩,挤密桩间土体而达到处理目的的。其中主要有重锤夯实法、强夯法、振冲法以及砂石桩、土桩或灰土桩挤密法等,可用于处理无粘件土、杂填土、非饱和粘性土及湿陷性黄土等地基,但振冲挤密法的适用范围一般只限于砂土和粘粒含量低的粘性土。
4)拌入法
此类方法是在土中掺入水泥浆或能固化的其他浆液,或者自接加入水泥、石灰等能固化的材料,经拌和固化后,在地基中形成一根根柱状固化体,并与周围土体组成,复合地基而达到处理目的。其中主要有高压喷射注浆法、深层喷浆搅拌法、深层喷粉搅拌法等可适用于软弱粘性土、欠固结冲填土、松散砂土及砂砾石等多种地基。
5)灌浆法
灌浆法是靠压力传送或利用电渗原理,把含有胶结物质并能固化的浆液灌入土层。使其渗入土的孔隙或充填土岩中的裂缝和洞穴中,或者把很稠的浆体压入事先打好的钻孔中,借助于浆体传递的压力挤密土体并使其上抬,达到加固处理目的。其适用性与灌浆方法和浆液性能有关,一般可用于处理砂土、砂砾石、湿陷性黄土及饱和粘性土等地基。
6)加筋法
采用强度较高、变形较小、老化慢的土工合成材料,如土工积物、塑料格栅等,其受力时伸长率个大于4%-5%,抗腐蚀耐久性好,埋设在土层中,即由分居鋪设的土工合成材料与地基土构成加筋土垫层。土工合成材料还可起到排水、反滤、隔离和补强作用。加筋法常用于公路路堤的加固,在地基处理中,加筋法可用于处理软弱地基。
7)托换技术(或称基础托换)
托换技术是指对原有建筑物地基和基础进行处理,加固或改建,或在原有建筑物基础下修建地下工程或因邻近建造新工程而影响到远洋建筑物的安全时,所采取的技术措施的总称。
8)深层水泥搅拌桩
深层水泥搅拌桩适合在处理各种淤泥、淤泥质土和粉土中使用,是处理软土地基的重要方法之一。深层水泥搅拌桩的原理是利用水泥来作为固化剂的主剂,通过深层搅拌机器强制性的将软土和固化剂拌和,使得软土硬化,从而增大其强度,具体内容如下:
①试桩:试桩的目的是确定施工过程中所必须要的参数;
②施工准备:深层搅拌桩的施工现场应该事先整平,清楚所有的障碍物,井对地面的低注处进行填平,且只能填入粘土,不得含有其他杂土。所使用材料需质量合格且符合所要求的级别,必须保证水泥搅拌桩的所用施工机械性能良好且稳定;
③施工重点:施工重点可以从以下几个方面分别简述:
施工工艺流程:放样桩位;钻机定位;调整钻机;正循环钻进至设计深度;打开高压注浆泵;反循环提钻同时喷水泥浆;至工作基准面0.3m以下;再重复搅拌的同时,喷水泥浆直至设计深度;反循环提钻至地表;结束成桩;对新桩进行施工。
管道堵塞的检验:在水泥搅拌桩开钻前期,施工人员需要对整个管道用水进行清洗,同时检查管道中是否存在堵塞现象,井在确认水排尽之后方可开始下钻.
悬挂吊锤:悬挂吊锤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 检查质量:搅拌桩成型后,进行质量检验的重点是水泥的用量、水泥浆罐数、是否存在断浆现象及复搅次数等.
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,通常时具体数据如下:水灰比0.45-0.50,水泥掺量12%,每米掺灰量46kg~25kg;,高效减水剂0.5%。
9)深层石灰搅拌桩
深层石灰搅拌桩的原理在于在软土地基中对石灰和地基软土实施强制性的搅拌混合,与此同时利用地基软土和石灰之间发生的化学反应,达到对地基的稳定性进行增强的目的
①材料要求:石灰要求纯净无杂质且需细磨,最大粒径不可超过2mm,其中氧化钙和氧化镁的含量都必须满足工程的实际要求,还要注意石灰的储存期不能太长;
②施工准备:施工的准备工作主要包括以下内容:合理配备钻机、搅拌钻头、空气压缩机、粉体发送器等;获取地基软土的物理及化学指标,井选取最佳含灰量最为设计掺灰量;还要确定搅拌的各项指标;
③施工重点:粉体搅拌的具体操作过程如下:桩体对位、下钻、钻进、提升、结束提升。根据建筑物结构实际理论要求的承载力,初步选定桩距,从而得到单位面积内搅拌桩所占的面积比例。搅拌桩的排列一般是等边三角形或者是正方形,桩距通常为lm,桩距控制在0.5-1.5之间即可,实际工程中则可根据实际需求来选取最合适的。
结语:
软土地基在房建工程中是非常常见的施工问题,在施工中要注意提高沉降计算的精确性和设计的合理性,井严格的按照技术规范来操作。结合理论与当地的实际情况制定方案,井采取相应的措施进行处理,避免给建筑物本身或者人员造成不可挽回的伤害的同时,还要做好施工质量的控制,尽可能的在确保安全的前提下节约经济。
参考文献:
[1]徐斌,王栋.浅谈房建工程软土地基施工技术[J].河南建材,2011(12).
[2]胡全力.房建工程软土地基的施工技术研兄[J]经济研究导刊,2011(12)