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摘 要: 地基工程在整个建筑工程中占有重要的地位,目前,我国现有的地基处理方法众多,而地基处理又是一项具有很强地域性的技术,应结合本地区地质条件、工程条件、经济因素以及施工、监理水平等优化地基处理方案。本文结合具体工程案例,对房建施工中地基处理技术的应用进行了分析与探究。
关键词: 房建工程;地基处理;湿陷性黄土地基
近年来,随着国民经济的快速发展和人们生活水平的不断提升,高层建筑有了大规模的发展。但在高层建筑发展的同时,地基问题也越来越突出,已成为影响工程质量、工程造价和建设工期的关键因素之一。因此,如何选择技术可靠、经济合理、安全适用的地基处理方案具有重大的理论和现实意义。本文以某房建工程为例,该工程存在较为严重的湿陷性黄土地基。此类地基特点为地基压缩性高,强度低,变形的速率大且不均匀,对建筑物影响较大,因此必须消除地基土的湿陷性,提高地基稳定性及承载力,只有这样才能保证建筑工程的整体质量。
一、工程概况
某建筑工程地基地层由上到下可分为:填土层—黄土状粉土—卵石层。该场地具有14.4到24.5m厚的湿陷性黄土层,其自重陷量计算为11.3到109.58cm,总湿陷量范围为31.96至281.70cm,属于自重湿陷性黄土场地,III至IV为其湿陷等级。应选取有效的地基处理技术,如灰土挤密桩技术,以此提高地基承载力降低其压缩性,消除湿陷性黄土的湿陷性。
二、湿陷性黄土的特征
1、湿陷性。當黄土受到自然地表水的侵蚀时,黄土中的易溶盐类溶解,会破坏颗粒间的胶合作用力,从而导致土粒悬浮于水中。当再次沉积时,土粒碰到已沉积的土粒,因两者之间的相互引力大于其重力,土粒会在最初的位置上停留,不再出现下沉现象,从而形成蜂窝状结构,这为水的进一步侵蚀提供了条件,空隙间通过连通和扩展,会导致大孔隙和陷穴的出现。经过外荷载作用,会破坏土体结构,这样会造成大量、剧烈变形现象的发生,大大降低了土体结构的强度,从而产生湿陷性。
2、直立性。湿陷性黄土在天然含水量的状态下具有强度高和压缩性小的特征,可以将垂直边支撑起,天然陡壁多呈近90°的边坡。因此,湿陷性黄土具有直立性的特征。
3、膨缩性。当湿陷性黄土遇到水时,会产生膨胀现象,而干燥后会产生收缩现象,通过多次反复作用,会导致裂纹的形成,然后剥落,这样会对地基的稳定性产生严重地影响。
4、崩解性。当湿陷性黄土浸入水中时,会很快产生崩解现象,这对地基的强度和稳定性会产生较大的影响。
5、难压实。当湿陷性黄土的最大干密度和最佳含水量较高时,就会难以满足碾压密实要求的条件。
6、受含水量影响较大。湿陷性黄土受含水量的影响较敏感。当含水量较小时,易于产生扬尘现象。当含水量大于最佳含水量时,易于产生翻浆现象,而适宜压实的含水量为最佳含水量的+0.5~-2%。
三、房建工程地基处理施工工艺
1、施工准备
(1)遵循灰土桩施工对各种施工材料的质量要求,及依据桩体数量、桩体长度与配合比等条件对施工选用的石灰、粉煤灰与粘性土等材料的数量及质量进行确定,施工企业应选用专人在材料进入施工现场后,及时检查与审核材料数量、质检报告等,避免质量不达标材料进入施工现场,每批材料应严格遵循相关技术指标进行抽样检测,确保符合施工要求后,才能进行施工。
(2)施工机械设备应在施工前期进行全方面的彻底质量检测,确保施工过程中施工机械能够正常运作,特别是施工中应用到的冲击成孔机械等,在确保各项机械设备配件齐全的前提下,应做好调试与维护作业,避免机械运作中出现任何意外,造成工期延长与降低工作效率。
(3)施工前应进行地基土与桩孔填料击实试验,选用地基原土样进行轻型击实试验,这样可以获得土的最佳含水量与最大干容量,重型击实试验应遵循灰土体积配合比3:7进行,并获得灰土材料的最佳含水量与最大干容重。
2、布点
桩位平面布置选取正三角形(尺寸为80x80cm),纵轴以路线走向为主、横轴为路基横断面,根据设计桩数、详细编号等在计算机CAD内进行桩位布设图的绘制,且在实地内放样布点。
3、消解生石灰
熟石灰为灰土桩所需的石灰材料,因该工程需大量石灰材料,如以传统人工方式消解石灰,则存在诸多缺点,如较大占地面积、较低消解施工效率及极大污染等,为此应选取专用石灰粉碎消解机进行施工。
4、拌和灰土
拌和灰土,要求按照3:7进行灰与土的拌和,拌和时要求其具有最佳含水量,通常在15%到18%范围。
5、成孔
沉管成孔为灰土挤密桩施工成孔的主要方式,要求利用履带式灰土打桩机(2.5t锤头重量)把桩管向土层内打入,其深度应与设计深度相符,随后将桩管拔出,随即成孔。该方式成孔形状极为规整,极易掌握其挤密效果与施工工艺,其缺点为因桩架高度问题成孔深度极易受限。在成孔施工中,其顺序为由外侧到里面,一排需间隔1到2个孔进行施工,防止由于振动挤压等问题,导致相近孔出现坍塌等现象。
6、夯实
回填灰土桩桩体施工前期,要求按照夯实机配置情况等进行压实度试验,以此对虚填厚度、夯击次数等加以准确确定。要求将检测后的压实度作为夯实施工的重要依据。
(1)控制夯实机具。自动回填夹杆锤夯实机、人工回填夹杆锤夯实机为夯实机具的主要类型。在本次施工中,应确保其具有良好工作性能,且夯锤提升高度满足设计规定,要求夯击施工落体状态具有竖直、自由等特点。
(2)控制夯实厚度及夯实遍数。根据10cm虚填应用的夯击次数进行夯实厚度的准确确定,具体施工环节回填施工以人工位置,虚填5cm为各次回填量,根据试验得出的结构进行夯击次数的有效控制。且按照试验进行自动回填灰土流量的确定,此时应焊牢自动回填机的出料口,防止因人为问题对灰土流量造成影响。
7、质量检测
(1)在施工前,应对桩尖土进行标准灌入的试验,对各土层强度增长情况进行比较,从而对土层的承载力进行判定。
(2)对于复合地基承载力的检验数量不得低于总桩数的0.3%,不少于3点,而单桩承载力的检验数量不得低于总桩数的2%。
(3)在施工后,应间隔一定的时间进行质量的检验。当空隙水压力消散且间隔时间不少于28天后,方可进行饱和粘性土地基的检测,而粉土、砂土和杂填土地基不得少于7天。
(4)对于桩体现场的检测,其主要内容有:桩径、桩距、桩长和桩体土,可以采用钢卷尺对桩距、桩径进行现场测量,可以采用钻孔取芯方法对桩长、桩体土进行检测,采用人工探井取原状土样法对桩间土进行检测。
四、结束语
综上所述,在城市化进程不断加快的今天,建筑用地越来越少,作为城市建设的主导,高层建筑高度的不断增加,将进一步加大建筑荷载,为此,必须提高地基承载力。这就要求在施工过程中,必须严格按照施工现场施工情况,规范施工工艺,合理控制施工质量,只有这样才能推动建筑事业更快更好地发展。
参考文献
[1] 刘建设,张卫国. 探讨现代房屋建筑地基基础工程施工技术[J]. 科技创新与应用. 2012(14).
[2] 王凤亮. 房屋建筑工程中地基处理施工技术的探讨[J]. 现代装饰(理论). 2011(02).
[3] 马胜伟. 建筑基础施工中常见的质量问题及控制措施[j]. 中国新技术新产品, 2010(09).
[4] 杨舟海;;现代房屋建筑地基基础工程施工技术[J];价值工程;2012年22期.
[5] 张峰.灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基的工程实例及分析[J]. 甘肃科技. 2011(23).
关键词: 房建工程;地基处理;湿陷性黄土地基
近年来,随着国民经济的快速发展和人们生活水平的不断提升,高层建筑有了大规模的发展。但在高层建筑发展的同时,地基问题也越来越突出,已成为影响工程质量、工程造价和建设工期的关键因素之一。因此,如何选择技术可靠、经济合理、安全适用的地基处理方案具有重大的理论和现实意义。本文以某房建工程为例,该工程存在较为严重的湿陷性黄土地基。此类地基特点为地基压缩性高,强度低,变形的速率大且不均匀,对建筑物影响较大,因此必须消除地基土的湿陷性,提高地基稳定性及承载力,只有这样才能保证建筑工程的整体质量。
一、工程概况
某建筑工程地基地层由上到下可分为:填土层—黄土状粉土—卵石层。该场地具有14.4到24.5m厚的湿陷性黄土层,其自重陷量计算为11.3到109.58cm,总湿陷量范围为31.96至281.70cm,属于自重湿陷性黄土场地,III至IV为其湿陷等级。应选取有效的地基处理技术,如灰土挤密桩技术,以此提高地基承载力降低其压缩性,消除湿陷性黄土的湿陷性。
二、湿陷性黄土的特征
1、湿陷性。當黄土受到自然地表水的侵蚀时,黄土中的易溶盐类溶解,会破坏颗粒间的胶合作用力,从而导致土粒悬浮于水中。当再次沉积时,土粒碰到已沉积的土粒,因两者之间的相互引力大于其重力,土粒会在最初的位置上停留,不再出现下沉现象,从而形成蜂窝状结构,这为水的进一步侵蚀提供了条件,空隙间通过连通和扩展,会导致大孔隙和陷穴的出现。经过外荷载作用,会破坏土体结构,这样会造成大量、剧烈变形现象的发生,大大降低了土体结构的强度,从而产生湿陷性。
2、直立性。湿陷性黄土在天然含水量的状态下具有强度高和压缩性小的特征,可以将垂直边支撑起,天然陡壁多呈近90°的边坡。因此,湿陷性黄土具有直立性的特征。
3、膨缩性。当湿陷性黄土遇到水时,会产生膨胀现象,而干燥后会产生收缩现象,通过多次反复作用,会导致裂纹的形成,然后剥落,这样会对地基的稳定性产生严重地影响。
4、崩解性。当湿陷性黄土浸入水中时,会很快产生崩解现象,这对地基的强度和稳定性会产生较大的影响。
5、难压实。当湿陷性黄土的最大干密度和最佳含水量较高时,就会难以满足碾压密实要求的条件。
6、受含水量影响较大。湿陷性黄土受含水量的影响较敏感。当含水量较小时,易于产生扬尘现象。当含水量大于最佳含水量时,易于产生翻浆现象,而适宜压实的含水量为最佳含水量的+0.5~-2%。
三、房建工程地基处理施工工艺
1、施工准备
(1)遵循灰土桩施工对各种施工材料的质量要求,及依据桩体数量、桩体长度与配合比等条件对施工选用的石灰、粉煤灰与粘性土等材料的数量及质量进行确定,施工企业应选用专人在材料进入施工现场后,及时检查与审核材料数量、质检报告等,避免质量不达标材料进入施工现场,每批材料应严格遵循相关技术指标进行抽样检测,确保符合施工要求后,才能进行施工。
(2)施工机械设备应在施工前期进行全方面的彻底质量检测,确保施工过程中施工机械能够正常运作,特别是施工中应用到的冲击成孔机械等,在确保各项机械设备配件齐全的前提下,应做好调试与维护作业,避免机械运作中出现任何意外,造成工期延长与降低工作效率。
(3)施工前应进行地基土与桩孔填料击实试验,选用地基原土样进行轻型击实试验,这样可以获得土的最佳含水量与最大干容量,重型击实试验应遵循灰土体积配合比3:7进行,并获得灰土材料的最佳含水量与最大干容重。
2、布点
桩位平面布置选取正三角形(尺寸为80x80cm),纵轴以路线走向为主、横轴为路基横断面,根据设计桩数、详细编号等在计算机CAD内进行桩位布设图的绘制,且在实地内放样布点。
3、消解生石灰
熟石灰为灰土桩所需的石灰材料,因该工程需大量石灰材料,如以传统人工方式消解石灰,则存在诸多缺点,如较大占地面积、较低消解施工效率及极大污染等,为此应选取专用石灰粉碎消解机进行施工。
4、拌和灰土
拌和灰土,要求按照3:7进行灰与土的拌和,拌和时要求其具有最佳含水量,通常在15%到18%范围。
5、成孔
沉管成孔为灰土挤密桩施工成孔的主要方式,要求利用履带式灰土打桩机(2.5t锤头重量)把桩管向土层内打入,其深度应与设计深度相符,随后将桩管拔出,随即成孔。该方式成孔形状极为规整,极易掌握其挤密效果与施工工艺,其缺点为因桩架高度问题成孔深度极易受限。在成孔施工中,其顺序为由外侧到里面,一排需间隔1到2个孔进行施工,防止由于振动挤压等问题,导致相近孔出现坍塌等现象。
6、夯实
回填灰土桩桩体施工前期,要求按照夯实机配置情况等进行压实度试验,以此对虚填厚度、夯击次数等加以准确确定。要求将检测后的压实度作为夯实施工的重要依据。
(1)控制夯实机具。自动回填夹杆锤夯实机、人工回填夹杆锤夯实机为夯实机具的主要类型。在本次施工中,应确保其具有良好工作性能,且夯锤提升高度满足设计规定,要求夯击施工落体状态具有竖直、自由等特点。
(2)控制夯实厚度及夯实遍数。根据10cm虚填应用的夯击次数进行夯实厚度的准确确定,具体施工环节回填施工以人工位置,虚填5cm为各次回填量,根据试验得出的结构进行夯击次数的有效控制。且按照试验进行自动回填灰土流量的确定,此时应焊牢自动回填机的出料口,防止因人为问题对灰土流量造成影响。
7、质量检测
(1)在施工前,应对桩尖土进行标准灌入的试验,对各土层强度增长情况进行比较,从而对土层的承载力进行判定。
(2)对于复合地基承载力的检验数量不得低于总桩数的0.3%,不少于3点,而单桩承载力的检验数量不得低于总桩数的2%。
(3)在施工后,应间隔一定的时间进行质量的检验。当空隙水压力消散且间隔时间不少于28天后,方可进行饱和粘性土地基的检测,而粉土、砂土和杂填土地基不得少于7天。
(4)对于桩体现场的检测,其主要内容有:桩径、桩距、桩长和桩体土,可以采用钢卷尺对桩距、桩径进行现场测量,可以采用钻孔取芯方法对桩长、桩体土进行检测,采用人工探井取原状土样法对桩间土进行检测。
四、结束语
综上所述,在城市化进程不断加快的今天,建筑用地越来越少,作为城市建设的主导,高层建筑高度的不断增加,将进一步加大建筑荷载,为此,必须提高地基承载力。这就要求在施工过程中,必须严格按照施工现场施工情况,规范施工工艺,合理控制施工质量,只有这样才能推动建筑事业更快更好地发展。
参考文献
[1] 刘建设,张卫国. 探讨现代房屋建筑地基基础工程施工技术[J]. 科技创新与应用. 2012(14).
[2] 王凤亮. 房屋建筑工程中地基处理施工技术的探讨[J]. 现代装饰(理论). 2011(02).
[3] 马胜伟. 建筑基础施工中常见的质量问题及控制措施[j]. 中国新技术新产品, 2010(09).
[4] 杨舟海;;现代房屋建筑地基基础工程施工技术[J];价值工程;2012年22期.
[5] 张峰.灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基的工程实例及分析[J]. 甘肃科技. 2011(23).