趙飛翔 黃 勘
(湖北地礦建設(shè)工程承包集團有限公司,湖北 武漢 430050)
在房屋建筑工程施工過程中地基工程屬關(guān)鍵內(nèi)容,但有不少工程在實際施工過程中很容易遇到軟土地基。軟土具備含水量大、抗壓性低、伸縮性大的特點,這種地基在施工過程中容易威脅到房屋的施工質(zhì)量,對后期房屋的使用安全性產(chǎn)生一定的威脅,因此,軟土地基施工過程中必須要妥善處理。
這種技術(shù)屬一種深層地基的處理方法,其處理機理為擠密及置換,通常情況下,采用這種技術(shù)處理地基時要進(jìn)行鉆孔、沉管、掏孔,緊接著需要由上及下分層填料強夯,目的是使其能夠形成高承載力的密實性樁體或者強力擠密的樁間土,因樁間土受到強行擠壓的作用力向四周擠壓,而樁間土經(jīng)擠密之后會得到水平方向的壓縮作用,此時便可以提高樁間土的地基承載力。
采用這種技術(shù)施工時一定要保持成孔機垂直,且垂直度應(yīng)不小于孔深的2.5%,成孔的中心部位存在的偏差必須控制在樁徑的25%以內(nèi),施工樁的頂部需要高出設(shè)計標(biāo)高500mm~1000mm,按要求確定填料種類、數(shù)量以及具體的錘擊次數(shù)。
這種方法屬于就地成樁的一種處理方法,具體是用水泥、石灰、粉煤灰及一些其他的添加劑,把水分含量較高的軟弱土直接變成強度固定的水泥土。此方法多用于城市工程施工,采用此技術(shù)施工時無須鉆孔樁泥漿護(hù)壁或者摻入水下灌注混凝土等復(fù)雜性較高的施工工藝,對其樁徑、樁距以及具體的排列形狀無嚴(yán)格限制,且施工時不會受到噪聲污染問題的困擾,材料排除也少,對環(huán)境造成污染的程度小。
采用這種方法施工時必須保證送灰均勻連續(xù)且不能間斷,保持樁間均勻且足量的噴灰量,目的是為了不影響成樁質(zhì)量。對樁頂1.5m以內(nèi)范圍進(jìn)行復(fù)攪、復(fù)噴,目的是為了保證土能夠充分壓實并且將水泥拌和均勻。此外,鉆頭快到樁底時,需要在原位旋轉(zhuǎn)2min。
這種技術(shù)在施工中首先應(yīng)合理布置樁位,之后樁就位,取土、成孔,然后填料并夯實,成樁之后緊接著鋪設(shè)墊層,最后將擠密碎石樁轉(zhuǎn)移至下一個樁位。為確保成樁參數(shù)的精確性,一般在大面積施工之前一定要做成樁試驗,此時樁機就位的垂直度一定要滿足相應(yīng)要求,將垂直度偏差控制在1.5%以內(nèi),為避免斷樁,必須保證碎石量達(dá)到既定要求,切勿出現(xiàn)植物殘體垃圾等雜質(zhì)。沉樁時,如遇體積較大的單獨石頭,則需要做移除處理[1]。
在碎石擠密樁加固軟土地基的過程中,其對于樁間土的擠密效果很明顯,加固之后地基承載力往往為原始天然土的5倍,而且還能大幅縮短地基固結(jié)沉降的時間。由于碎石擠密樁受場地因素影響,會降低施工成本并縮短施工工期,這樣就可以進(jìn)一步提升軟土地基的承載力特征值及壓縮模量,無論經(jīng)濟效益還是社會效益均非??捎^。
軟土地基施工中的基本特性及其承載力達(dá)不到既定的建筑施工要求,換土墊層技術(shù)是處理這種地基技術(shù)的最有效方法之一。換土墊層技術(shù)是將地基中一定深度的不適合土層去除,填入定量的質(zhì)地堅硬的中砂、粗砂或礫砂和碎石、石屑或者是其他工業(yè)廢料,目的是為了能有效地改善類似于軟弱地基等一些不良地基的承載力,保證其達(dá)到既定的地基施工條件要求。采用這種技術(shù)比較常用的墊層包括土墊層、碎石墊層、砂墊層、灰土或是礦渣墊層、砂卵石墊層、素煤渣墊層或是其他性能比較穩(wěn)定而且沒有侵蝕性的材料等。這種技術(shù)通常在使用過程中更有利于淺層地基承載力的提升,且能有效減少沉降量,同時又有助于加快軟弱土層的排水固結(jié)等。所以,實際軟土地基施工時,該技術(shù)應(yīng)用的頻率比較高,且工作技術(shù)人員一般可以依據(jù)具體的施工條件選取合適的墊層,并且保證科學(xué)施工。
這種方法也屬于一種行之有效的軟土地基處理方法,借用震動、沖擊以及水沖擊的方法展開施工。施工時要先給軟土地基打孔,之后把提前準(zhǔn)備好的碎石等材料壓入孔內(nèi)形成粒料樁體,目的是為了能夠提高軟土質(zhì)量和軟土地基的強度。這種方法多被應(yīng)用于地基比較松散的房屋建筑工程施工當(dāng)中,借助黏土中顆粒物較多的特點完成壓實,保證其可以和粒料樁共同承重。在實施此方法時一定要注意墊層以及豎向排水環(huán)節(jié),墊層的作用是避免土層在原狀態(tài)下遭到破壞,而豎向排水的目的則是為了能夠有效排除軟土地基中多余的水分。一直以來阻礙房屋建筑工程施工的軟土地基問題,經(jīng)反復(fù)實踐總結(jié),最終總結(jié)出多種攻克其問題的技術(shù)方法。然而為了達(dá)到理想的房屋建筑軟土地基施工治理效果,又按照軟土地基的類型以及其自身具備的多重狀態(tài)性質(zhì),一般情況下,在完成地基處理工作之后,基本都會檢查施工技術(shù)最終的處理效果,以保證能夠進(jìn)一步提高地基的質(zhì)量,保證整體工程質(zhì)量[2]。
這種技術(shù)主要是運用砂石和碎石等各種材料來置換軟土,并且形成復(fù)合地基,以便有效提升軟土地基的強度。比較常用的置換方法包括:①石灰樁法。通常情況下,石灰樁被用在塑性指標(biāo)比較高的軟土地基中,施工環(huán)境相同的條件下,應(yīng)用石灰樁進(jìn)行加固的效果往往要比水泥更好。石灰樁多是應(yīng)用軟土地基施工機械或者采用人工成孔的方式,填入石灰形成的樁體中,借助樁體吸水和膨脹的作用,科學(xué)改善樁基周圍土質(zhì)的狀況,利于地基穩(wěn)固;②碎石法。這種方法主要運用一種單向(雙向)振動振沖器或沖擊荷載把樁管擠進(jìn)土層,緊跟著在地基中成孔,之后一邊填入碎石一邊振實,以形成密實的碎石樁。樁體可以和周圍的土體結(jié)合形成復(fù)合地基,且在這種情況下碎石樁在其中發(fā)揮的是置換作用,便于有效提高地基承載力,同時又可以降低地基沉降,繼而達(dá)到地基加固的目的。
此技術(shù)多被用于控制地基沉降,借此來保證地基穩(wěn)定性,在受到地基荷載作用下借以豎向排水井的科學(xué)布置,把軟土地基中富含水分的孔隙水慢慢排出地基,從而使軟土地基中的空隙慢慢縮小,增強地基的穩(wěn)固性,同時還能提升軟土地基的承載力與抗剪強度,并且有效地控制地基沉降的速度。一般在使用排水固結(jié)技術(shù)的過程中,常用方法包括:①電滲排水法。這種技術(shù)方法是以降低軟土中的含水量來提高地基的穩(wěn)固性,并在軟土中插入金屬電極,借助電流的作用將軟土中的水分排出;②堆載預(yù)壓法。此技術(shù)是在房屋建筑施工前臨時堆載等同于建筑物或者比建筑物結(jié)構(gòu)大的土石構(gòu)件等,加載并預(yù)壓軟土地基,以達(dá)到提升地基承載力的目的;③砂井法。這種技術(shù)是在黏土地基中設(shè)置一些砂井,并在砂井上鋪設(shè)墊層,借此縮短排水距離,以提升地基的牢固性[3]。
由于軟土本身土質(zhì)比較松散且抗壓能力較低,故而很容易引起地基變形問題,這就導(dǎo)致在建筑工程施工時會受到干擾,如果地基下沉幅度比較大,則容易出現(xiàn)地表縫隙并加劇地基下沉的問題,嚴(yán)重還會使建筑物面臨倒塌的可能。
本身軟土地基中富含水分,且其中孔隙較多,土粒間的連接比較松散,所以地基本身抗壓強度很小。實際施工時,施工方往往不注意對土層進(jìn)行前期處理,這就容易降低建筑物的穩(wěn)定性,并且引發(fā)一系列建筑后期的使用安全問題[4]。
施工單位在施工時往往都會盡量將施工成本降至最低,借此實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化。因此,實際施工過程中,不少建筑施工企業(yè)都會簡化施工程序,不做地基勘測。為此,建筑單位不能清楚地掌握軟土地基的實際情況,導(dǎo)致無法進(jìn)行全面的建筑施工設(shè)計活動,如此便引發(fā)了一系列施工問題,影響到整體工程的正常施工。
首先必須保證全體施工技術(shù)人員做好安全思想意識的準(zhǔn)備,一開始在軟土地基施工時,要求施工部門必須要對施工技術(shù)人員做好相應(yīng)的安全培訓(xùn),同時認(rèn)真勘察施工現(xiàn)場,要求施工技術(shù)人員必須按照對應(yīng)的施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行學(xué)習(xí),加強對施工過程中施工風(fēng)險性的有效評估。施工前應(yīng)先規(guī)范相應(yīng)的建筑施工技術(shù),軟土地基施工前要先做好施工現(xiàn)場的地質(zhì)調(diào)查工作,擇優(yōu)選擇施工材料及施工技術(shù)方法[5]。
軟土地基施工時要使用土工纖維來輔助提高軟土地基整體工程質(zhì)量,其技術(shù)方法的核心在于向軟土地基表面增加土工纖維。土工纖維能防止軟土地基施工中的一系列不安全穩(wěn)定的因素,防止在施工材料再次加入之后造成軟土地基塌陷。向軟土地基中加入土工纖維能有效提高軟土地基的承載力,且不會影響到水分下降的問題或者也不會出現(xiàn)積水問題。
建筑工程中軟土地基始終是基礎(chǔ),施工過程中必須要先進(jìn)行軟土地基的施工,鑒于軟土本身具備的特點,可選擇砂樁擠密法來提高軟土地基的安全性和穩(wěn)定性。但是,這種技術(shù)在施工過程中往往要花費很長的時間,因此采取和使用此方法之前必須要保證充足的施工時間。倘若對應(yīng)的施工工期適合采取砂樁擠密法,則可在建筑施工時先將軟土地基填好,之后在停止一段時間的施工之后,自然下降軟土地基,待完成所有工作之后再開展軟土地基的填筑工作。
施工單位在開展房屋建筑軟土地基施工過程中,必須要合理掌握好工程的施工力度及施工強度。特別是在采取擠密砂樁技術(shù)時,一定要將砂石等各種相關(guān)的建筑材料按照相應(yīng)的施工標(biāo)準(zhǔn)融入軟土地基中,并且在此過程中保持科學(xué)合理的機械振動強度與沖擊力。倘使施工過程中并未達(dá)到相應(yīng)的施工標(biāo)準(zhǔn),則很容易影響到整體建筑工程的軟土地基質(zhì)量,繼而導(dǎo)致沉降問題的發(fā)生,引起軟土地基工程的不穩(wěn)定問題出現(xiàn)。因此,實際施工過程中,施工技術(shù)人員必須要具備專業(yè)的技術(shù)能力,遇事不慌張,并且力求能夠采用合理的方法來解決相應(yīng)的問題,確保工程施工能夠順利進(jìn)行[6]。例如,某建筑工程施工中主要為濕陷性黃土,并且濕陷厚度不大,大約為2m 左右,但是局部可達(dá)到4.8m左右。施工人員根據(jù)施工要求采用強夯處理方法來處理地基,其中強夯寬度大約為6m 左右,并且對基底采用25kJ 三角形沖擊壓路機,強夯次數(shù)大于6 次以上,在完成地基施工后最后進(jìn)行下一步施工操作。
綜上所述,在房屋建筑工程施工當(dāng)中,地基是其施工的重要組成內(nèi)容,不管是工業(yè)建筑或民用建筑,施工過程中都必須要合理維持地基的穩(wěn)固性。某種意義上來說,地基和建筑工程在其上部結(jié)構(gòu)上存在較為緊密的聯(lián)系,實際施工當(dāng)中要求施工技術(shù)人員一定要根據(jù)施工現(xiàn)場的實況和軟土地基的具體情況,選取科學(xué)合理的地基處理方法,以保證房屋建筑工程的安全性和穩(wěn)定性能夠達(dá)到既定的施工標(biāo)準(zhǔn)要求。