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摘要:在房屋建筑工程中,软土地基对房屋建筑工程的影响已逐渐得到认可,在实际应用过程中软土地基处理方法也随之增多。本文介绍了软土地基工程的特点,介绍了建筑基础工程软土地基处理的常用方法,并对水泥搅拌桩法的应用进行探讨。
关键词:房屋建筑;软土地基;水泥搅拌桩
软土地基的施工是整个房屋建筑中最关键的环节之一,如果地基打不好,那么房屋建筑的质量就不能达到标准,即使在施工中也会出现严重的安全事故。这不仅会对施工人员构成威胁,而且会给施工企业造成严重的经济损失。因此,施工企业应掌握软土地基处理的方法和施工技术,采用先进的技术处理软土地基的隐患,从而确保建筑物按期完工。
1、软土地基工程的施工特点
软土主要指地基承载力相对较低,地基的压缩性比较高,在饱和粘土中天然含水量的基础比较大,粘土是一种由软塑到流塑的变化范围。软土通常位于湖、海附近的山区和平原,通常与水源有关。软土地基承载力较低,压缩性较高,主要是因为天然含水率比较高,由于软土地基的自然空间超过1.0以上,如此高比例的天然自然含水量高,导致软土地基的特点。一般来说,当天然孔隙比大于1.5时,当软土地基为淤泥质土时,天然孔隙比大于1小于1.5时,软土地基便成淤泥。
软土地基工程的主要特点如下:(1)触变性。触变性是指当软土地基没有受到外界扰动时,呈现软土地基是实心的,但一旦软土地基在建筑物工程中受到扰动时,就会出现软土的淤泥质土。(2)高压缩性。由于软土地基的天然孔隙比是非常高的,因此对软土地基的压缩系数,对软土地基的建设时,当在软土地基中的竖向应力将达到0.1 MP,大变形的软土地基,建造在软土地基沉降的房屋时,这是因为造成软土路基高收缩。(3)低渗透。由于软土的天然含水量非常高,软土的渗透性很差,所以给排水的方法,软土固结是需要很长时间的,甚至有的房屋建筑工程通过固结沉降达到十年左右。(4)不均匀性。软土是由这样的结构组成的土壤颗粒和土壤微高色散力使土壤不均匀软土软土特别是不同土壤的性能,将成为不同,建筑物将建造在软土地基,由于地基承载力不同而产生的不均匀沉降,最终使建筑由于不平衡应力裂纹。(5)快速沉降率。软土地基的沉降速度随着软土地基上荷载的增加,软土地基上荷载的增加而增大。
2、房屋建筑基础工程软土地基处理技术的常用方法
1强夯法
强夯法就是利用动态作用起吊超过机械自身重量的三倍,把重锤移到高度,再将重锤从高处坠落。通过反复操作,可有效降低软土地基的高压缩性,也可有效提高地基承载力和压实度。强夯法可应用于含水量小的地质条件,比如碎石土等;在处理含水量较大的软土地基时,需要利用导线配合施工。强夯法在实际使用中,首先是对周围的软土地基进行一般压实操作,在中间进行压实,在压实过程中需要及时检查施工记录,可供以后使用。
2水泥搅拌桩法
水泥搅拌桩法是软土地基的水泥水泥的化学反应和水泥和钻井发生化学反应,使形成水泥土钻孔桩体,与软土及周边高强度复合地基形式方法。这种方法适用于软土和含水量相对足够大的厚度,可以使水泥和钻孔土反应和软土地基渗透性较差的软土范围内。水泥搅拌桩施工方法简单有效,可用于高质量、高可靠的软土地基处理。然而,当软土地基采用碎石等颗粒时,不宜采用水泥搅拌桩法,因为含碎石的颗粒对水泥搅拌施工过程中增加了经济实用的难度。
水泥搅拌桩分为两种,一种叫喷浆法,在使用这种方法来控制水泥用量的形成过程,可以保证桩身质量;另一种是喷粉法,该方法在水泥用量的过程中,桩身质量的实际使用难以控制,难以把握而形成的,不易搅拌水泥。然而,由于固体粉体颗粒的使用,在搅拌过程中可以吸收大量的游离水在软土地基上,在施工过程中有利于高含水量的软土地基。
3换填法
换填法是在相对较浅的房屋建筑软土地基处理的方法,通常是通过挖掘,地下浅埋暗挖软土,然后更换性能比较稳定,相对强度高,承载力低,高的砾石或碎石等材料,每一层的碾压方式在换填过程中进行,该地基压实水含量达到基础工程的建设要求。浅层软土地区杂填土低洼地区常采用换填法。
4表面处理
4.1地面排水
在房屋建筑工程施工过程中运用地表排水的方法,根据项目的实际情况,在沟里进行一定宽度和深度的开挖,在进行软土路基施工时,地表水可以迅速排出,从而地表水流量迅速降低地表软土层水分,有助于工程机械的作业。另外,在完成表层施工作业后,排水沟需要完成排水,再利用透水性好的砂石进行沟回填。
4.2砂垫层法
砂垫层法对于砂的级配采用不含有机杂质的粗沙,砂石材料一般用于软土层地基不厚的建筑项目中,由于软土地基表面渗透性很低,表面结构在软土地基铺设厚度的砂垫层,使上排水层的软土地基结构很好,从而使得软土地基的沉降速度加快,软土地基的固结时间大大缩短。这种方式通过铺设砂垫层,简单且不需要大型专用设备,需要注意的是在铺设砂石时,物料必须均匀搅拌。
4.3穩定设备的表面处理
固体表面处理剂在软土地面土壤表面掺入稳定的材料,如水泥、石灰等,可以很好的改善使软土的土壤表面,从而减少受压承载力,提高软土地基的稳定性,使得软土地基压实度符合施工的要求。
三、 水泥搅拌桩法在房屋建筑工程软土地基处理中的运用
1施工工艺
1.1施工准备
第一,在水泥搅拌桩施工前,需要进行软土地基的平整处理,将场地范围内杂草根、垃圾等的都去除干净,在软土地基的场地范围内实施地表排水,而且在软土地区和低洼地区进行回填土钻孔。第二,在施工场地清理工作的时候,需要做好施工前的准备,在这个过程中需要做的是根据设计规范,在室内通过实验完成搅拌水泥混合料施工的要求,通过配合比试验、现场试验对水泥搅拌桩的桩稳定性测试。第三,在水泥搅拌桩的现场试验中,按照水泥搅拌桩试验阶段的数量不少于2根桩的规格,可以结合水泥搅拌桩的配合比进行有效测试,从而可知现场协调机械设备能力和人员的的施工技术能否满足要求,它在指导实际施工起着重要的作用。
1.2施工方法
水泥搅拌桩的施工方法是根据2喷4掺方式进行的。水泥搅拌桩施工方法是:桩位放样、钻孔机就位、测试钻机的性能、调整钻机。利用正循环方式,将钻机钻入软土地基至设计深度,然后开启高压灌浆泵。再进行反循环钻孔,而且要喷泥浆,直到水泥浆的工作面在0.3 m以下,然后利用反复搅拌泥浆水至设计深度,继续反循环钻孔的表面,最后水泥桩定桩成型。
2水泥搅拌桩法的质量檢验
在施工过程中,水泥搅拌桩法的质量控制应及时检查并记录水泥搅拌桩,需要贯穿施工的全过程,应实施全程监督,同时需要根据规范的要求,检查水泥搅拌桩施工工艺的每一步流程。对完成的每一桩进行质量评价,从而使水泥搅拌桩成型,符合其设计要求。
2.1桩体强度和混合的均匀性
检测桩体强度和混合的均匀性一般在成桩的3天以及7天进行,在成桩后3天内至少抽样的总桩数应不小于3根,利用轻型动力触探的使用方法,进行桩体每米均匀性的试验。在成桩后7天内抽样数应选取成桩总数的5%。运用目测法分析了搅拌桩的均匀性,同时桩体与桩头的强度是运用浅层开挖手段进行检查。
2.2复合地基静载荷试验研究
在28天龄期经过后,水泥以及周围土体组成的搅拌桩和软土形成了稳固的复合地基,此时,应对复合地基的承载力进行测试,需要选取总数的0.51%到1%。而每个单体工程不低于3%,通过静载试验,从而可知复合地基的承载力能否满足建筑地基的设计要求。
4、结论
现阶段,由于我国人口的不断增加,房屋建筑的应用范围也越来越大,软土地基处理在实际施工过程中也在不断的增加。房屋建筑基础工程软土地基处理技术虽然日趋成熟,但在实际使用过程中也有不少的问题。这就需要我们在实际施工的过程中,不断地改进和完善技术,不断做好工程监理的全过程,从而对房屋建筑的质量有了可靠的保证。
关键词:房屋建筑;软土地基;水泥搅拌桩
软土地基的施工是整个房屋建筑中最关键的环节之一,如果地基打不好,那么房屋建筑的质量就不能达到标准,即使在施工中也会出现严重的安全事故。这不仅会对施工人员构成威胁,而且会给施工企业造成严重的经济损失。因此,施工企业应掌握软土地基处理的方法和施工技术,采用先进的技术处理软土地基的隐患,从而确保建筑物按期完工。
1、软土地基工程的施工特点
软土主要指地基承载力相对较低,地基的压缩性比较高,在饱和粘土中天然含水量的基础比较大,粘土是一种由软塑到流塑的变化范围。软土通常位于湖、海附近的山区和平原,通常与水源有关。软土地基承载力较低,压缩性较高,主要是因为天然含水率比较高,由于软土地基的自然空间超过1.0以上,如此高比例的天然自然含水量高,导致软土地基的特点。一般来说,当天然孔隙比大于1.5时,当软土地基为淤泥质土时,天然孔隙比大于1小于1.5时,软土地基便成淤泥。
软土地基工程的主要特点如下:(1)触变性。触变性是指当软土地基没有受到外界扰动时,呈现软土地基是实心的,但一旦软土地基在建筑物工程中受到扰动时,就会出现软土的淤泥质土。(2)高压缩性。由于软土地基的天然孔隙比是非常高的,因此对软土地基的压缩系数,对软土地基的建设时,当在软土地基中的竖向应力将达到0.1 MP,大变形的软土地基,建造在软土地基沉降的房屋时,这是因为造成软土路基高收缩。(3)低渗透。由于软土的天然含水量非常高,软土的渗透性很差,所以给排水的方法,软土固结是需要很长时间的,甚至有的房屋建筑工程通过固结沉降达到十年左右。(4)不均匀性。软土是由这样的结构组成的土壤颗粒和土壤微高色散力使土壤不均匀软土软土特别是不同土壤的性能,将成为不同,建筑物将建造在软土地基,由于地基承载力不同而产生的不均匀沉降,最终使建筑由于不平衡应力裂纹。(5)快速沉降率。软土地基的沉降速度随着软土地基上荷载的增加,软土地基上荷载的增加而增大。
2、房屋建筑基础工程软土地基处理技术的常用方法
1强夯法
强夯法就是利用动态作用起吊超过机械自身重量的三倍,把重锤移到高度,再将重锤从高处坠落。通过反复操作,可有效降低软土地基的高压缩性,也可有效提高地基承载力和压实度。强夯法可应用于含水量小的地质条件,比如碎石土等;在处理含水量较大的软土地基时,需要利用导线配合施工。强夯法在实际使用中,首先是对周围的软土地基进行一般压实操作,在中间进行压实,在压实过程中需要及时检查施工记录,可供以后使用。
2水泥搅拌桩法
水泥搅拌桩法是软土地基的水泥水泥的化学反应和水泥和钻井发生化学反应,使形成水泥土钻孔桩体,与软土及周边高强度复合地基形式方法。这种方法适用于软土和含水量相对足够大的厚度,可以使水泥和钻孔土反应和软土地基渗透性较差的软土范围内。水泥搅拌桩施工方法简单有效,可用于高质量、高可靠的软土地基处理。然而,当软土地基采用碎石等颗粒时,不宜采用水泥搅拌桩法,因为含碎石的颗粒对水泥搅拌施工过程中增加了经济实用的难度。
水泥搅拌桩分为两种,一种叫喷浆法,在使用这种方法来控制水泥用量的形成过程,可以保证桩身质量;另一种是喷粉法,该方法在水泥用量的过程中,桩身质量的实际使用难以控制,难以把握而形成的,不易搅拌水泥。然而,由于固体粉体颗粒的使用,在搅拌过程中可以吸收大量的游离水在软土地基上,在施工过程中有利于高含水量的软土地基。
3换填法
换填法是在相对较浅的房屋建筑软土地基处理的方法,通常是通过挖掘,地下浅埋暗挖软土,然后更换性能比较稳定,相对强度高,承载力低,高的砾石或碎石等材料,每一层的碾压方式在换填过程中进行,该地基压实水含量达到基础工程的建设要求。浅层软土地区杂填土低洼地区常采用换填法。
4表面处理
4.1地面排水
在房屋建筑工程施工过程中运用地表排水的方法,根据项目的实际情况,在沟里进行一定宽度和深度的开挖,在进行软土路基施工时,地表水可以迅速排出,从而地表水流量迅速降低地表软土层水分,有助于工程机械的作业。另外,在完成表层施工作业后,排水沟需要完成排水,再利用透水性好的砂石进行沟回填。
4.2砂垫层法
砂垫层法对于砂的级配采用不含有机杂质的粗沙,砂石材料一般用于软土层地基不厚的建筑项目中,由于软土地基表面渗透性很低,表面结构在软土地基铺设厚度的砂垫层,使上排水层的软土地基结构很好,从而使得软土地基的沉降速度加快,软土地基的固结时间大大缩短。这种方式通过铺设砂垫层,简单且不需要大型专用设备,需要注意的是在铺设砂石时,物料必须均匀搅拌。
4.3穩定设备的表面处理
固体表面处理剂在软土地面土壤表面掺入稳定的材料,如水泥、石灰等,可以很好的改善使软土的土壤表面,从而减少受压承载力,提高软土地基的稳定性,使得软土地基压实度符合施工的要求。
三、 水泥搅拌桩法在房屋建筑工程软土地基处理中的运用
1施工工艺
1.1施工准备
第一,在水泥搅拌桩施工前,需要进行软土地基的平整处理,将场地范围内杂草根、垃圾等的都去除干净,在软土地基的场地范围内实施地表排水,而且在软土地区和低洼地区进行回填土钻孔。第二,在施工场地清理工作的时候,需要做好施工前的准备,在这个过程中需要做的是根据设计规范,在室内通过实验完成搅拌水泥混合料施工的要求,通过配合比试验、现场试验对水泥搅拌桩的桩稳定性测试。第三,在水泥搅拌桩的现场试验中,按照水泥搅拌桩试验阶段的数量不少于2根桩的规格,可以结合水泥搅拌桩的配合比进行有效测试,从而可知现场协调机械设备能力和人员的的施工技术能否满足要求,它在指导实际施工起着重要的作用。
1.2施工方法
水泥搅拌桩的施工方法是根据2喷4掺方式进行的。水泥搅拌桩施工方法是:桩位放样、钻孔机就位、测试钻机的性能、调整钻机。利用正循环方式,将钻机钻入软土地基至设计深度,然后开启高压灌浆泵。再进行反循环钻孔,而且要喷泥浆,直到水泥浆的工作面在0.3 m以下,然后利用反复搅拌泥浆水至设计深度,继续反循环钻孔的表面,最后水泥桩定桩成型。
2水泥搅拌桩法的质量檢验
在施工过程中,水泥搅拌桩法的质量控制应及时检查并记录水泥搅拌桩,需要贯穿施工的全过程,应实施全程监督,同时需要根据规范的要求,检查水泥搅拌桩施工工艺的每一步流程。对完成的每一桩进行质量评价,从而使水泥搅拌桩成型,符合其设计要求。
2.1桩体强度和混合的均匀性
检测桩体强度和混合的均匀性一般在成桩的3天以及7天进行,在成桩后3天内至少抽样的总桩数应不小于3根,利用轻型动力触探的使用方法,进行桩体每米均匀性的试验。在成桩后7天内抽样数应选取成桩总数的5%。运用目测法分析了搅拌桩的均匀性,同时桩体与桩头的强度是运用浅层开挖手段进行检查。
2.2复合地基静载荷试验研究
在28天龄期经过后,水泥以及周围土体组成的搅拌桩和软土形成了稳固的复合地基,此时,应对复合地基的承载力进行测试,需要选取总数的0.51%到1%。而每个单体工程不低于3%,通过静载试验,从而可知复合地基的承载力能否满足建筑地基的设计要求。
4、结论
现阶段,由于我国人口的不断增加,房屋建筑的应用范围也越来越大,软土地基处理在实际施工过程中也在不断的增加。房屋建筑基础工程软土地基处理技术虽然日趋成熟,但在实际使用过程中也有不少的问题。这就需要我们在实际施工的过程中,不断地改进和完善技术,不断做好工程监理的全过程,从而对房屋建筑的质量有了可靠的保证。