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[摘 要]近年来,伴随着建筑行业的快速发展,可建设用地的利用率也越来越高,因为中国地区的差异性,复杂而又较难处理的施工环境和区域地质条件。国内地理条件的差异性和复杂程度,为了进一步扩大建筑工程的规模,许多建筑施工单位就必须面对基础施工巨大的挑战。软土地基的问题是道路工程土中必须十分注意的问题,不均匀或者过大过小的沉降都会造成工程事故。所以本文就建筑工程中软土地基上的基础设计存在的问题进行分析。
[关键词]软土地;办法;工程
中图分类号:TU471.8 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)23-0092-01
一、软土地基在工程建设中处理的重要性
软土地基上基础设计处理措施的有效性和科学性,对于确保日后工程平稳的运行和安全性具有非常重要的意义。过去在一般公路通过软土地区,由于纵坡要求不严,且多低路堤,故对路基大部分地段处理工程少,线路等级标准不高,路基宽度窄、立交少、仅对桥头高路堤部位重视些。高速公路的出现,因为对各方面的要求有所提高,所以路堤高度多超过软土填土极限高度。所以,在进行具体的软土地基上的基础设计施工之前必须采取有效的施工技术控制处理措施,对软土地进行有效的处理,加固和强化地基强度。
二、软土地基在工程建设中处理的问题
建筑工程软土地基上基础设计的准备不足鉴于当前建筑工程的施工地基条件复杂,地质信息变化难以控制的情况,在具体的工程地基基础施工设计中往往缺乏有效的准备工作。施工过程中会由于前期基础施工设计过程中对于地下涌水量和底层流砂状况的分析不够准确的原因,施工现场缺乏有效的降水和排水设备配置,影响工程基础设计质量的同时也占用了工程工期;软土地基上基础设计施工受周边相邻的建筑物的地基影响在进行盲目地基排水、降水的操作中,会因为地下水位的过度下降,致使地层孔隙增大,地基的沉降和压缩性也随之增加,最终导致地基的下沉,影响建筑的稳固。
建筑工程施工现场勘察资料不完善在实际处理软土地基的基础施工过程中,首先需要全面掌握施工现场的地质条件、地貌特征以及气候环境和水文信息等方面的详细勘察资料。然而,在当前的具体操作过程中,许多单位对软土地基勘察工作重视程度不够,只是延续传统的勘测手段和方法,甚至直接借鉴之前或者临近工程的勘察资料作为本工程项目的资料应用,导致工程施工现场的勘察资料缺乏准确性和有效性,相关地质学信息和水文信息资料不完整,为后续的建筑工程的基础设计增加了难度。
三、软土地基处理的具体措施
1.堆载预压法软土地基上基础的处理措施
鉴于软土地基的承载力低,强度弱的特征,通常需要在施工之前采取在工程地基区域铺填大量的砂土,通过增加土体的荷载,使软土快速固结沉降,达到提高软土地基强度的效果。
当软土地基的强度达到一定程度后,需要将上面铺设的荷载填土卸载,进行地面的修筑施工后再进行堆压预处理,经过第一次的堆压处理后,后续的重复一般不会产生大的固结沉降效果,这种方式也就是我们所得堆载预压法软土地基处理措施。在采用堆载预压法的施工过程中需要注意的是,对于堆载增加负荷的原材料要做好质量控制工作,确保不会损害地基,保证工程施工安全。
2.水泥土搅拌桩法处理软土地基
水泥搅拌桩主要是通过利用水泥和石灰等原材料制作成固化剂,然后使用深层搅拌机将软土地基深处的软土同制作的浆液或者粉体进行均匀搅拌而形成具有一定强度的结构。在这个搅拌处理过程中,地基软土会与制作的固化剂(浆液或者粉体)发生相应的理化反应,从而增加软土的整体塑性和水稳定性,实现进一步的加强地基强度的过程。采用水泥搅拌桩技术处理软土地基上的基础措施可以很大程度上提高工程地基的承载能力,减缓建筑物的沉降速度,将地基承担的荷载力度进行相应有效的分摊,从而达到在软土地基上基础设计施工的要求。
3.真空预压法在软土地基上基础的处理措施
所谓的真空预压法就是指通俗意义上的采用地基砂井设置或者塑料排水板的施工工艺,实现增加地基强度和牢固性的一种工程基础处理方法。该方法使用过程中首先要在需要处理的地面上铺上一层砂垫,再用密封性较好的不透气膜盖上,充分隔绝外部大气。在砂层垫中通常会预先设置吸水管路,并使用抽真空设备,将密封膜内部的空气抽取干净,这个过程中,或产生压差,压差的作用力不会破坏软土地基,同时还会通过反作用力的转换降低软土地基上基础的荷载。由于该方法具有施工容易、操作简单、节省材料的同时还能缩短施工工期等众多的优点,常常应用在大面积的建筑工程施工当中。
4.灌浆法
是利用气压、液压或电化学原理将能够固化的某些浆液注入地基介质中或建筑物与地基的缝隙部位。灌浆浆液可以是水泥浆、水泥砂浆、粘土水泥浆、粘土浆及各种化学浆材如聚氨酯类、木质素类、硅酸盐类等。灌浆法对加固淤泥软土地基具有明显效果,高压旋喷灌浆处理原理是通过在闸基中高压旋喷灌浆形成水泥土摩擦桩,提高闸基承载力,达到控制沉降的目的。另一种对淤泥软土地基闸室淘空处理通常应通过水闸上游防渗如设置水平铺盖或垂直防渗控制闸基渗流,然后再对闸室进行灌浆处理。
5.桩基法
当淤土层较厚,难以大面积进行深处理,可采用打桩办法进行加固处理。而桩基础技术多种多样,早期多采用水泥土搅拌桩、砂石桩、木桩,目前很少使用,一是水泥土搅拌桩水灰比、输浆量和搅拌次数等控制管理自动化系统未健全,设备陈旧,技术落后,存在搅拌均匀性差及成桩质量不稳定问题;二是砂石桩用以加固较深淤泥软土地基,由于存在工期长,工后变形大等问题,已不再用作对变形有要求的建筑地基处理;三是民用建筑已禁用木桩基础。
淤土层较厚地基处理还可以采用灌注桩,打灌注桩至硬土层,作承载台,灌注桩有沉管灌注桩和冲钻孔灌注桩,但两种方法灌注桩还存在一些技术难题,一是沉管灌注桩在深厚软土中存在桩身完整性问题;二是冲钻孔灌注桩存在泥浆污染问题,桩身混凝土灌注质量,桩底沉渣清理和持力层判断不易监控等问题。福建省龙海市发生几起灌注桩基础民用建筑不均匀沉陷,导致墙体裂缝事件,是由于施工中存在上述技术问题造成。钢筋混凝土预制桩(钢筋混凝土桩和预应力管桩)目前由于具有较强承载力,投资省,质量有保证,施工速度快等特点,得到普遍运用,如龙海市角美镇金山水闸,其地质条件覆盖一层10m以上厚的淤泥土层,地基处理采用边长为250mm钢筋混凝土预制方桩,挤密淤土层并靠摩擦承载,钢筋混凝土预制桩还具有抗水闸水压力产生水平荷载,达到水平稳定作用。
四、结语
综上所述,软土地基给建筑工程的基础施工设计带来了诸多的问题,同时,也严重的影响了工程的施工质量和安全性能。为此,我们讨论和研究了一系列的软土地基上基础的处理措施,但是,这些处理措施并不是适合于任何工程情况的,具体的应用和改进还需要结合建筑工程的软土地基特点和建筑的整体设计构想选择适合的处理措施,以保证建筑工程软土地基上基础设计的有效性。
参考文献
[1] 郭良.浅谈古离线二级公路软土地基的处治方法[J]. 科技情报开发与经济,2006,(14).
[2] 陈杆义,公路工程中软土地基处理[J],黑龙江交通科技,1999.
作者简介
潘松旭,男,1969年12月25日,籍贯:盘锦市 学历:本科 专业:道桥作者研究方向:隧道施工监理、桥梁施工监理、路基施工监理。
[关键词]软土地;办法;工程
中图分类号:TU471.8 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)23-0092-01
一、软土地基在工程建设中处理的重要性
软土地基上基础设计处理措施的有效性和科学性,对于确保日后工程平稳的运行和安全性具有非常重要的意义。过去在一般公路通过软土地区,由于纵坡要求不严,且多低路堤,故对路基大部分地段处理工程少,线路等级标准不高,路基宽度窄、立交少、仅对桥头高路堤部位重视些。高速公路的出现,因为对各方面的要求有所提高,所以路堤高度多超过软土填土极限高度。所以,在进行具体的软土地基上的基础设计施工之前必须采取有效的施工技术控制处理措施,对软土地进行有效的处理,加固和强化地基强度。
二、软土地基在工程建设中处理的问题
建筑工程软土地基上基础设计的准备不足鉴于当前建筑工程的施工地基条件复杂,地质信息变化难以控制的情况,在具体的工程地基基础施工设计中往往缺乏有效的准备工作。施工过程中会由于前期基础施工设计过程中对于地下涌水量和底层流砂状况的分析不够准确的原因,施工现场缺乏有效的降水和排水设备配置,影响工程基础设计质量的同时也占用了工程工期;软土地基上基础设计施工受周边相邻的建筑物的地基影响在进行盲目地基排水、降水的操作中,会因为地下水位的过度下降,致使地层孔隙增大,地基的沉降和压缩性也随之增加,最终导致地基的下沉,影响建筑的稳固。
建筑工程施工现场勘察资料不完善在实际处理软土地基的基础施工过程中,首先需要全面掌握施工现场的地质条件、地貌特征以及气候环境和水文信息等方面的详细勘察资料。然而,在当前的具体操作过程中,许多单位对软土地基勘察工作重视程度不够,只是延续传统的勘测手段和方法,甚至直接借鉴之前或者临近工程的勘察资料作为本工程项目的资料应用,导致工程施工现场的勘察资料缺乏准确性和有效性,相关地质学信息和水文信息资料不完整,为后续的建筑工程的基础设计增加了难度。
三、软土地基处理的具体措施
1.堆载预压法软土地基上基础的处理措施
鉴于软土地基的承载力低,强度弱的特征,通常需要在施工之前采取在工程地基区域铺填大量的砂土,通过增加土体的荷载,使软土快速固结沉降,达到提高软土地基强度的效果。
当软土地基的强度达到一定程度后,需要将上面铺设的荷载填土卸载,进行地面的修筑施工后再进行堆压预处理,经过第一次的堆压处理后,后续的重复一般不会产生大的固结沉降效果,这种方式也就是我们所得堆载预压法软土地基处理措施。在采用堆载预压法的施工过程中需要注意的是,对于堆载增加负荷的原材料要做好质量控制工作,确保不会损害地基,保证工程施工安全。
2.水泥土搅拌桩法处理软土地基
水泥搅拌桩主要是通过利用水泥和石灰等原材料制作成固化剂,然后使用深层搅拌机将软土地基深处的软土同制作的浆液或者粉体进行均匀搅拌而形成具有一定强度的结构。在这个搅拌处理过程中,地基软土会与制作的固化剂(浆液或者粉体)发生相应的理化反应,从而增加软土的整体塑性和水稳定性,实现进一步的加强地基强度的过程。采用水泥搅拌桩技术处理软土地基上的基础措施可以很大程度上提高工程地基的承载能力,减缓建筑物的沉降速度,将地基承担的荷载力度进行相应有效的分摊,从而达到在软土地基上基础设计施工的要求。
3.真空预压法在软土地基上基础的处理措施
所谓的真空预压法就是指通俗意义上的采用地基砂井设置或者塑料排水板的施工工艺,实现增加地基强度和牢固性的一种工程基础处理方法。该方法使用过程中首先要在需要处理的地面上铺上一层砂垫,再用密封性较好的不透气膜盖上,充分隔绝外部大气。在砂层垫中通常会预先设置吸水管路,并使用抽真空设备,将密封膜内部的空气抽取干净,这个过程中,或产生压差,压差的作用力不会破坏软土地基,同时还会通过反作用力的转换降低软土地基上基础的荷载。由于该方法具有施工容易、操作简单、节省材料的同时还能缩短施工工期等众多的优点,常常应用在大面积的建筑工程施工当中。
4.灌浆法
是利用气压、液压或电化学原理将能够固化的某些浆液注入地基介质中或建筑物与地基的缝隙部位。灌浆浆液可以是水泥浆、水泥砂浆、粘土水泥浆、粘土浆及各种化学浆材如聚氨酯类、木质素类、硅酸盐类等。灌浆法对加固淤泥软土地基具有明显效果,高压旋喷灌浆处理原理是通过在闸基中高压旋喷灌浆形成水泥土摩擦桩,提高闸基承载力,达到控制沉降的目的。另一种对淤泥软土地基闸室淘空处理通常应通过水闸上游防渗如设置水平铺盖或垂直防渗控制闸基渗流,然后再对闸室进行灌浆处理。
5.桩基法
当淤土层较厚,难以大面积进行深处理,可采用打桩办法进行加固处理。而桩基础技术多种多样,早期多采用水泥土搅拌桩、砂石桩、木桩,目前很少使用,一是水泥土搅拌桩水灰比、输浆量和搅拌次数等控制管理自动化系统未健全,设备陈旧,技术落后,存在搅拌均匀性差及成桩质量不稳定问题;二是砂石桩用以加固较深淤泥软土地基,由于存在工期长,工后变形大等问题,已不再用作对变形有要求的建筑地基处理;三是民用建筑已禁用木桩基础。
淤土层较厚地基处理还可以采用灌注桩,打灌注桩至硬土层,作承载台,灌注桩有沉管灌注桩和冲钻孔灌注桩,但两种方法灌注桩还存在一些技术难题,一是沉管灌注桩在深厚软土中存在桩身完整性问题;二是冲钻孔灌注桩存在泥浆污染问题,桩身混凝土灌注质量,桩底沉渣清理和持力层判断不易监控等问题。福建省龙海市发生几起灌注桩基础民用建筑不均匀沉陷,导致墙体裂缝事件,是由于施工中存在上述技术问题造成。钢筋混凝土预制桩(钢筋混凝土桩和预应力管桩)目前由于具有较强承载力,投资省,质量有保证,施工速度快等特点,得到普遍运用,如龙海市角美镇金山水闸,其地质条件覆盖一层10m以上厚的淤泥土层,地基处理采用边长为250mm钢筋混凝土预制方桩,挤密淤土层并靠摩擦承载,钢筋混凝土预制桩还具有抗水闸水压力产生水平荷载,达到水平稳定作用。
四、结语
综上所述,软土地基给建筑工程的基础施工设计带来了诸多的问题,同时,也严重的影响了工程的施工质量和安全性能。为此,我们讨论和研究了一系列的软土地基上基础的处理措施,但是,这些处理措施并不是适合于任何工程情况的,具体的应用和改进还需要结合建筑工程的软土地基特点和建筑的整体设计构想选择适合的处理措施,以保证建筑工程软土地基上基础设计的有效性。
参考文献
[1] 郭良.浅谈古离线二级公路软土地基的处治方法[J]. 科技情报开发与经济,2006,(14).
[2] 陈杆义,公路工程中软土地基处理[J],黑龙江交通科技,1999.
作者简介
潘松旭,男,1969年12月25日,籍贯:盘锦市 学历:本科 专业:道桥作者研究方向:隧道施工监理、桥梁施工监理、路基施工监理。