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【摘要】隨著社會的發(fā)展和國民經(jīng)濟的騰飛,國家對建筑的要求也越來越高,在建筑工程中需要進行軟基處理以及對施工過程中的一些技術(shù)控制。本文提出了建筑中常用的軟基處理方法以及施工控制技術(shù),希望能為廣大工作者提供一些參考。
【關(guān)鍵詞】建筑;軟基處理技術(shù)
隨著科技的不斷發(fā)展,我國人民生活水平也在不斷地提高。人們越來越注重“行”與“住”。而這離不開建筑業(yè)的發(fā)展。它在國民經(jīng)濟建設(shè)中的比重也在逐年增長,不容小覷。而建筑業(yè)的繁榮標志著一個國家的經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展,又與人民的生活息息相關(guān),由于環(huán)境的多變性和不確定性等因素影響,決定其潛在危險指數(shù)十分高。近些年來,我們時常聽到樓房傾斜、橋梁倒塌的新聞,這既造成了國家經(jīng)濟的損失,也是的老百姓的生命財產(chǎn)安全受到威脅。做好建筑安全工作尤為重要,因為一個建筑事故可能會導(dǎo)致廣大群眾的危險。所以,建筑中的軟基處理工作以及施工控制技術(shù)刻不容緩。
1 建筑物中軟基現(xiàn)象簡述
軟土地基是指由天然含水量大、承載力低、孔隙比大、壓縮性高的淤泥沉積物及少量腐殖質(zhì)所組成的土。主要有淤泥、淤泥質(zhì)土及泥炭,基本特性為:
1.1 一定的物理特性
高含水量、低密度、低強度、高壓縮性、低透水性和中等靈敏度軟土含水量高達45%~50%,孔隙比大于1.0,塑性指數(shù)為20左右,強度為10~30kPa,壓縮系數(shù)為0.5~1.0MPa-1,固結(jié)系數(shù)為(0.1一1.0)x10-3cmz/s,靈敏度為4~8,因此壓縮沉降量大、排水固結(jié)緩慢,地基穩(wěn)定性差。
1.2 一定的結(jié)構(gòu)性
隨土的礦物成分、沉積環(huán)境、孔隙水的成分及沉積年代結(jié)構(gòu)性不同,軟土均具有一定的結(jié)構(gòu)性。結(jié)構(gòu)性的主要作用是增大了土骨架的剛度,因此其力學特性與應(yīng)力水平密切相關(guān)。應(yīng)力水平較低時,土會呈現(xiàn)較好的力學特性;應(yīng)力水平超過某臨界值后,土的結(jié)構(gòu)性破壞,使力學性質(zhì)明顯惡化,而且這種惡化是不可逆的.短期內(nèi)很難恢復(fù)。軟基就是軟土地基的簡稱。而軟土,又是淤泥和淤泥質(zhì)土的總稱。它主要是由天然的含水量大、抗剪能力差、固結(jié)能力弱的淤泥積淀而成。它的特點是承載能力低、壓縮性大、擾動性高、透水性弱等。而在此種地質(zhì)上建筑橋梁或房屋是不合適的,因為它會因承載能力弱而導(dǎo)致建筑物的傾斜或坍塌,最終會釀成危害性極大的事故。但在土地資源有限的今天,特別是沿海地區(qū),我們必須充分利用每一寸土地。所以軟基處理的重要性進入了人們的視野,并且日益引起廣泛的研究。
而軟基處理就是在軟土地基上采用科學有效的方法改變其土質(zhì)構(gòu)造,提高軟土地基的堅固性和固結(jié)度,從而使其土質(zhì)適合建筑。如圖1所示,就是施工前的土壤土質(zhì)曾分析。這樣就防止了建筑后因地基的下沉或松軟而引起的建筑物傾斜或坍塌等不良后果。
圖1
2 建筑中軟基處理方法和施工控制技術(shù)
2.1 填料法。這種方法主要是針對如何改變軟土土質(zhì)松軟的問題
2.1.1 換填法。換填法就是用新的材料取代原有的軟基材料,使其承載能力和穩(wěn)定性更好。一般的,在施工時,采用人工或機械挖除地基中軟土的成分,然后用其他強度較高、承載能力較強的材料填充。
2.1.2 拋石填筑。不改變它的原有材料,只是在其上方填充其他的材料以加強地基的強度和承載能力。施工時,一般采用碎石材料,并用推土機在地基上方反復(fù)推壓石塊,使得石塊堅實不至于再次出現(xiàn)軟土現(xiàn)象。在這個反復(fù)推壓的過程中,土壤中的空氣和水分已經(jīng)被絕大多數(shù)的排擠出來了。最后,只需要在石塊上填筑土方。值得注意的是,在施工過程中填石的高度應(yīng)比原地基高5~10cm為宜。這兩種方法主要區(qū)別是是否挖除原有軟土。第一種方法就是徹底清除了地基中的軟土,防止其上方建筑物因重量等問題而是軟土壓縮,造成建筑物的潛在威脅;第二種方法則是采用推壓的方法,把原有軟土中的水分和空氣排除,使軟土的強度和承載能力相較于以前有了很大的提高。相比較而言,第二種方法更經(jīng)濟,對資源的利用更合理;但第一種方法則使得地基的承載能力更強些,使用壽命更長。
2.2 排水法。這種方法主要是針對如何排除軟土中的水分問題
2.2.1 盲溝法。在要處理的地基上,根據(jù)地基面積和形狀挖掘出橫向或縱向的盲溝,以排出軟土中的水分。在現(xiàn)在我們用得最多的是塑料盲溝,它是利用國外先進技術(shù)生產(chǎn)的土工合成材料新產(chǎn)品,滲透性好、抗壓強度高、使用壽命長。還需要注意的是,盲溝的出口必須與排水溝聯(lián)通,這樣做有利于地基中水的排出。
2.2.2 石灰淺坑法。除了可以通過物理方法把水引出來外,還可以通過化學方法把水吸干。在軟土中的水分和空氣較多而使其蓬松,這樣形成的土壤叫做“彈簧土”,致使在施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)“彈簧土”松軟的現(xiàn)象。如果土壤中的水分和空氣的含量不是很多的話,可以采用“石灰淺坑法”法。在施工時,先挖一個坑,然后清除坑中的滲水,最后向坑中填入生石灰。
2.3 水泥土攪拌法。這種方法主要是針對如何處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、飽和黃土、素填土以及無流動地下水的飽和松散砂土等地基。
2.3.1深層攪拌法。所謂深層攪拌法,就是利用水泥等材料作為固化劑,通過深層攪拌機在地基深處將軟黠土或松散砂土與固化劑強制拌和,水泥水化物與土料之間發(fā)生一系列的物理、化學反應(yīng)后形成具有一定強度、抗?jié)B性和整體性的水泥土固結(jié)體,從而加固地基強度和變形模量。
(1)樁體作用。深層攪拌樁樁體比周圍土體的剛度大,在荷載作用下等量變形時,地基中的應(yīng)力將按材料模量進行分布,因此,樁體應(yīng)力比樁間土上的的應(yīng)力大,這樣就使得復(fù)合地基承載力比原地基有所提高,沉降量有所減小。
(2)墊層作用。深層攪拌樁與樁間土形成復(fù)合層。這一復(fù)合土層的力學特性優(yōu)于天然土體,起著換土、均勻應(yīng)力、增大應(yīng)力擴散角的作用。在樁體沒有完全貫穿整個軟弱土層的地基中,墊層的作用尤為明顯。
(3)擠密作用。深層攪拌樁中的水泥具有吸水、發(fā)熱、膨脹作用,對樁周圍的土可起到擠密效果。
(4)加筋作用。深層攪拌樁還可以用來提高土體的抗剪強度,增加土坡的抗滑能力。
2.3.2 粉體噴攪法。粉體噴攪法(簡稱干法)是水泥土攪拌法中的一種,是利用水泥等粉體材料作為固化劑,用空壓機作為風源,使加固料呈霧狀噴入地基內(nèi)部,用螺旋式攪拌鉆頭與原位地基土進行強制攪拌, 同時利用兩者之間產(chǎn)生的一系列物理和化學反應(yīng), 使水泥土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的半剛性樁,并與樁間土組成復(fù)合地基。粉體噴攪法具有施工簡單、工期短、無環(huán)境污染、費用低廉和地基處理效果好等優(yōu)點,并且應(yīng)用范圍廣,可適用于處理含水量豐富的正常固結(jié)淤泥與淤泥質(zhì)土、飽和性黃土、粘性土、粉土以及無流動地下水的飽和松散砂土等軟弱土地基。
3 結(jié)語
總之,在工程建設(shè)中,對于大面積軟土地基的處理,應(yīng)根據(jù)實際的地質(zhì)情況,結(jié)合水文氣象資料等因素,采用不同的技術(shù)措施進行試驗,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟論證,選擇最佳的施工方案。同時在確定軟基處理方法時,還要注意節(jié)約能源,注意保護環(huán)境,避免因軟基處理對地面水和地下水產(chǎn)生污染,以及振動噪音對周圍環(huán)境產(chǎn)生不良影響等。
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