摘要:近年來,隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的進(jìn)步,建筑工程行業(yè)的發(fā)展十分迅速。在工程建設(shè)過程中,往往會不可避免的遇到各種各樣的問題。其中,軟土地基施工就是比較棘手的問題之一。文章介紹了建筑工程中軟基的特點(diǎn),詳細(xì)闡述了軟基的施工處理方法。
關(guān)鍵詞:建筑工程;軟土地基;措施;技術(shù)
建筑工程軟基施工技術(shù),是在保證建筑的設(shè)計(jì)要求和施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,針對于現(xiàn)場的軟土地基實(shí)際情況,從建筑材料、施工工藝、機(jī)械設(shè)備等方面進(jìn)行改進(jìn)與處理,從而減少甚至消除軟土地基對建筑的影響,確保工程建設(shè)的順利進(jìn)行。
1建筑工程軟基的特點(diǎn)
所謂軟土地基,指的是飽和粘土的一種。這種粘土的特點(diǎn)是壓縮性高、承載力低、含水量大,從軟塑狀態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榱魉軤顟B(tài)。從專業(yè)的土壤性質(zhì)來說,當(dāng)天然孔隙比大于1.5時(shí),就是淤泥。而軟土地基的天然孔隙比在1.0—1.5之間,稱為泥質(zhì)土。其工程性質(zhì)有以下幾點(diǎn):(1)土質(zhì)不均勻。軟土的土質(zhì)不均勻,通常出現(xiàn)在軟土結(jié)構(gòu)為微細(xì)顆粒和分散性較高的顆粒中。舉例而言,如果房屋建筑的地基為軟土,那么就會出現(xiàn)荷載不均引起的沉降現(xiàn)象,從而使房屋在建設(shè)后出現(xiàn)裂縫。(2)壓縮性高。軟土地基的土質(zhì)壓縮系數(shù)很大,當(dāng)垂直壓力達(dá)到0.1Mpa時(shí),軟土就會發(fā)生壓縮變形,最直接的影響就是會導(dǎo)致建筑物的沉降。(3)透水性低。軟土地基基本上完全不透水,所以在地基的排水工作上花費(fèi)的時(shí)間一般很長,無形中增加了建筑成本,拖延了施工進(jìn)度。有些建筑物的沉降,由于低透水性會持續(xù)數(shù)年甚至數(shù)十年。(4)觸變性大。所謂觸變性,簡單來說就是軟土地基沒有受到外界影響或破壞時(shí),處于固態(tài)的特征;一旦受到外界影響或破壞,就會轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲃訝顟B(tài)。這種變化為工程的施工帶來了一定的難度。
2建筑工程軟基的施工處理
2.1施工處理原則。(1)隨機(jī)應(yīng)變。建筑的基礎(chǔ)工程不同,軟基的處理方式也不同。當(dāng)需要處理的軟土面積比較大時(shí),就要在現(xiàn)場修建一個(gè)軟基處理的試驗(yàn)區(qū),在該試驗(yàn)區(qū)內(nèi)嘗試不同的施工方案。根據(jù)數(shù)據(jù)分析和對比設(shè)計(jì)要求,從中確定出質(zhì)量最佳的方案來。(2)安全施工。軟土地基的施工和處理過程中,施工條件和環(huán)境帶來了許多危險(xiǎn)因素。所以在施工過程中要緊抓安全管理,一切的操作步驟按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行。在現(xiàn)場實(shí)行強(qiáng)制性的安全手段,將危險(xiǎn)控制在一定的范圍之內(nèi)。(3)保護(hù)環(huán)境。其一,軟基處理過程中的淤泥,要集中放置在合理的地點(diǎn)。其二,排除積水時(shí),妥善安排水流去向,避免污染農(nóng)田、水源等。
2.2施工技術(shù)內(nèi)容。(1)準(zhǔn)備工作。第一,獲取資料。處理軟土地基之前,手中要掌握的資料有兩類,一是地質(zhì)勘察報(bào)告、土工試驗(yàn)報(bào)告、施工圖紙等,二是工程材料的檢測結(jié)果和施工機(jī)械設(shè)備情況等。依據(jù)這些資料,制定科學(xué)的施工組織設(shè)計(jì)。第二,工程排水。排水的對象主要包括地表水、地下水、周圍的水塘滲水等。排水的措施有抽水、清理淤泥、回填土等。經(jīng)過排水,盡量保證現(xiàn)場擁有一個(gè)干燥的施工環(huán)境。第三,材料管理。工程材料進(jìn)場要進(jìn)行試驗(yàn)檢測,看是否滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和使用要求,嚴(yán)格避免不達(dá)標(biāo)的材料進(jìn)場。(2)方案設(shè)計(jì)。編制軟土地基的處理方案,要綜合考慮各方面因素,比如:軟土地基的厚度、沉降量、技術(shù)試驗(yàn)結(jié)果等。方案的編制主要有以下幾個(gè)方面:第一,控制地基的穩(wěn)定性。在施工過程中,通過計(jì)算固結(jié)應(yīng)力,對軟土地基進(jìn)行固結(jié)。達(dá)到保證地基穩(wěn)定的結(jié)果,其穩(wěn)定系數(shù)不能小于1.2。第二,以施工條件和施工需求為依據(jù),確定沉降標(biāo)準(zhǔn)和填筑速度。第三,出臺軟基處理的設(shè)計(jì)方案。在方案中,要明確軟土地基處理的幾何尺寸,以及合適的處理方法。
2.3施工處理方案。(1)水泥攪拌樁。水泥攪拌樁的處理方案適用于土質(zhì)中含有大量淤泥、粉土等情況。其工作原理就是以水泥作為固化劑,利用攪拌設(shè)備將水泥和軟土進(jìn)行充分的拌合,從而使軟土固化,增加土層的強(qiáng)度和地基承載力。使用該方案時(shí),要事先平整場地、清除障礙物,并在低洼地段填充粘土。攪拌中的水泥使用的是普通硅酸鹽水泥。而且,對攪拌機(jī)械的要求較高,要具有優(yōu)良的穩(wěn)定性和可靠性。(2)石灰攪拌樁。對比于水泥,石灰的加固效果更勝一籌。所以,如果軟土地基的塑性較高,則使用石灰攪拌樁的方案。其工作原理是通過機(jī)械設(shè)備將石灰和軟土進(jìn)行攪拌,使兩者發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而增加地基的強(qiáng)度。石灰攪拌樁的方法操作簡單,成本較低,土層加固效果較好,所以應(yīng)用范圍較為廣泛。在實(shí)際的施工中,需要在土質(zhì)表層鋪設(shè)砂礫石,為了能夠方便機(jī)械設(shè)備的移動。另外要注意兩點(diǎn):一是科學(xué)的配備鉆機(jī)、攪拌機(jī)、空氣壓縮機(jī)等設(shè)備,二是對地基進(jìn)行土質(zhì)測,從而確定出含灰量和攪拌的面積。(3)其它加固方法。我國氣候條件差異很大,在氣溫偏低的地區(qū)進(jìn)行軟基加固,成本低、操作簡單。一般說來,主要有換填加固法、重錘夯實(shí)法、排水固結(jié)法等。①換填加固法。所謂換填加固法,就是在一些建筑物的施工過程中,將軟土挖除,換上透水性較好的其它材料,然后進(jìn)行密實(shí)性的夯實(shí)工作,從而使土質(zhì)具有一定的承載力。建筑工程的破壞有許多都是發(fā)生在基礎(chǔ)上。所以,對基礎(chǔ)的土質(zhì)進(jìn)行承載力的加強(qiáng),能夠避免建筑物從根本上出現(xiàn)問題。另外,基礎(chǔ)土質(zhì)如果具有良好的性能,就能抑制軟土的側(cè)向膨脹,將地基的沉降情況降至最低甚至完全消除。至于透水性材料,墊層選擇粗制的砂石,能夠促進(jìn)軟土的排水,加強(qiáng)固結(jié)程度。②重錘夯實(shí)法。重錘夯實(shí)法,指的是在施工過程中,將腳手架、卷揚(yáng)機(jī)、重錘等工具設(shè)備進(jìn)行組合,將重錘抬升至一定的高度,利用重錘的沖擊力擊實(shí)軟土層。在這個(gè)過程中,根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)情況和施工要求調(diào)節(jié)重錘的高度、下落速度等,從而改變重錘的夯實(shí)力度,并最終提高軟土地基的承載力。值得注意的是,采用重錘夯實(shí)法具有一定的可變性,運(yùn)作過程中的參數(shù)變化會影響到夯擊能量。③排水固結(jié)法。排水固結(jié)法在施工中應(yīng)用較為廣泛。第一,排出軟土地基中的積水,能夠降低土質(zhì)的孔隙率,從而使地基達(dá)到固結(jié)的狀態(tài)。第二,排出軟土地基中的積水,能夠增強(qiáng)土層的預(yù)應(yīng)力,進(jìn)而增加地基強(qiáng)度。具體到實(shí)施的過程,排水固結(jié)法由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩個(gè)部分組成。排水系統(tǒng)的建立得益于土層的透水性,主要包括排水管和砂井等。加壓系統(tǒng)的種類繁多,常見的例如:降低水位法、聯(lián)合法、真空法等。排水和加壓兩個(gè)系統(tǒng)通過聯(lián)合應(yīng)用,能夠達(dá)到排水固結(jié)的效果。排水固結(jié)法對于處理地基的沉降問題具有良好的效果,通過該方法的使用,建筑物基本上不會再出現(xiàn)沉降差。另外,還能夠增加地基的穩(wěn)定性。
3結(jié)語
綜上所述,對軟土地基進(jìn)行施工處理,要深入掌握地基的性質(zhì)特點(diǎn),并從實(shí)際出發(fā),根據(jù)施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況分析土質(zhì)結(jié)構(gòu)。根據(jù)不同的軟基性質(zhì),確定不同的施工處理方案。只有這樣,才能夠科學(xué)合理的處理好軟基問題,從而保證建筑工程的質(zhì)量和安全。
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作者簡介:何俊(1982.10- ),男,本科,長沙理工大學(xué),國家注冊監(jiān)理工程師,交通運(yùn)輸部注冊監(jiān)理工程師,注冊試驗(yàn)檢測工程師。