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建筑工程软土地基处理技术研究

马庆亮

中冀建勘集团有限公司,河北省石家庄市,050227

摘要: 基础结构的稳定是建筑施工过程中的重要环节,为防止后续地基结构中出现安全隐患,需进行地基加固处理。随着建筑工程的大量兴建,土地资源越来越匮乏,大量的软土地基将作为建设用地地基。但软土地基承载力水平较低,当上部结构需要承受较大的荷载时,有效提升软土地基承载能力将是工程建设过程中需要面对的重要问题。
关键词: 建筑工程;软土地基;处理技术
DOI:10.12721/ccn.2021.157561
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1导言

在建筑工程施工中,地基是基础。地基直接决定了建筑物成型之后的抗震效果和沉降情况,因此,在施工开始前,应该对建筑土地的土壤土质和施工环境进行勘验和分析,根据分析结果出具相关的土质报告。软土地基需要在建筑施工前被设计单位进行特殊处理来解决软土地基易变性的缺点。建筑施工过程中遇到软土地基,需要合格的施工技术人员严格按照设计图纸施工,地基的质量对整个建筑来说是起关键性作用的,因此相关的监管部门应该对地基在施工中进行严格,合理的管控,一方面对软土地基进行勘测,一方面进行处理,确保施工质量保证人身安全。

2建筑工程中软土地基的特点

低透水性、高触变性、高压缩性是建筑工程软土地基中常见的特点,在以上因素的影响下很容易发生快速沉降及均匀沉降的现象,时刻威胁着建筑工程施工质量。

低透水性是指软土地基透水性差,土体固结速度要加快,排水施工时间就比较长;触变性通常指没有水分侵蚀之前软土呈现固体形态,受到水分及其他因素侵蚀后,就会呈现流动状态;高强压缩是在高强度压力作用下软土地基出现沉降,软土地基在垂直压力达到0.1MPa时就会发生变形,如果压力持续增加就可能发生大面积的沉降事故;随着软土地基负荷不断增加,沉降速度会不断增加,建筑物沉降的速度也会增加,负荷随着建筑物的增大而增大。

软土地基的主要成分为细微颗粒与砂土,2种材料的密度差异比较大,因此具有一定的复杂性,对建筑物的受力产生影响,可能出现沉降不均匀。只有对软土地基进行科学合理的处理,才能保障建筑工程项目整体质量提升,降低建筑工程施工中出现不均匀沉降及大规模沉降事故发生概率,充分了解建筑工程软土地基特点和施工实际情况,对建筑工程软土施工中存在的问题进行分析研究,采取科学有效的软土地基处理技术,制订相应的优化措施,具有十分重要的意义。

3建筑工程软土地基处理技术

现如今,我国较为常见的湿陷性黄土地基处理技术为强夯法、垫层法、碎石桩法、换填法等。

3.1换填法

换填法又称换土法,是一种将地基范围内软弱土清除掉,用稳定性较好、强度高、抗腐蚀能力强的材料进行回填,并用人工或者机械方法进行碾压、振动等处理,使其达到要求密实度的地基处理技术。主要适用于浅层非饱和软土地基、填土地基及湿陷性黄土地基等,这是因为当换土垫层高于1m时,整体造价成本较高,在进行大面积处理时整体垫层厚度应小于50cm,这种处理方法多应用与局部回填土方工程及桥涵地基工程。

3.2垫层法

垫层法主要应用于湿陷性黄土敏感度不高的区域,其工作原理为在一定压实能量作用下,土体间颗粒物发生相对移动,克服原有颗粒间阻力,使得土体间空隙减少,密度增大。其压实效果与压实能量和土体含水量息息相关,倘若含水量较低,土体颗粒物间阻力过大,在压实能量作用下难以发生位移,压实效果不佳;倘若适当增加含水量,在同等压实能量作用下,颗粒物会出现水膜,且随着水膜增厚阻力减少,产生良好压实效果;倘若含水量过多,水膜作用逐渐减少,反而影响土体空隙内水分排除,导致压实效果不佳。垫层法应用范围较广,适用于软土地基、寒冷地区膨胀土地基、暗沟和暗浜的建筑工程。具有不受专业机械限制,主要通过人工作业完成;垫层廉价且防水防渗性高,造价成本低,适用于各种地形等优势,能够最大程度实现环保施工目标。

3.3强夯法

强夯法主要适用于饱和度的粉土、黏性土及填土地基,较深层湿陷性黄土地基,具有施工速度快、处理深度大、质量易控制、造价成本低、处理效果好等优势,适合进行局部或大面积场地施工。其具体施工步骤如下:做好前期调研工作,确保工作场地范围内无地下构筑物,测量、标出场地中第一遍夯点位置,误差控制在20cm以内;准备好起重机,夯锤对准夯点位置,当夯锤达到预期高度时,使其自由脱钩,并测量锤顶高程;确保每个夯点夯够6击,直至完成第一遍夯击后,用推土机将夯坑填平测量场地高程;按照规定间隔时间,完成余下三次夯击;完成夯击后在基底地面铺设一层厚度为0.20m的灰土,并在灰土上铺设一层防渗复合土工模;做好边坡加固工程。

值得注意的是,在使用强夯法进行施工时,要依据施工进度科学划分施工区域,确保各区域之间不留缝隙,且搭接宽度保持在1m以上,避免出现漏锤的情况;施工时噪音巨大,要避免在闹市区施工;冬季施工时,提前做好冻土层清理工作;倘若遇到雨季,做好排水工程,挖好排水沟,避免雨水进入施工现场;当原地面含水量较大时,要提前铺设10~20cm厚的碎石。

3.4挤密桩法

挤密桩法,也称碎石桩法、灰土桩法等,主要利用成孔过程中的横向挤压作用,达到密实桩间土的效果,随后在桩孔内的分层填入素土并进行夯实,以达到设计要求。一般适用于软弱黏性土和杂填土地基、地下水位深度为5~10m的湿陷性黄土等,施工难度较大,造成成本也比较高,不适用于大面积场地处理。挤密桩法工作原理包含以下几点:一是排水减压,采用碎石桩加固后的地基,形成了一个良好排水通道,有效缓解了超静孔隙中水压力,防止土体液化,加快土体固结速度;挤密振密,将桩管沉入后,会将等同于桩管体积的土颗粒挤向周围土体,对其造成巨大横向挤压作用,使得土颗粒空隙减少,密度增大,有效提升土体密实度,从而达到消除地基湿陷性的效果;减振抗震,碎石桩桩体强度高于桩间土,这导致在相同荷载力作用下,应力会向桩体集中,使得桩间土剪切力减小,从而达到减震目标;加强桩体,灰土硬化后形成的桩体占原有土桩面积的8~23%,桩间土面积的77~92%,显著提升了桩体强度,间接提高了复合地基承载力,从而消除了地基湿陷性变形可能性。

3.5冲击碾压法

冲击碾压法是利用冲击压路机冲击和碾压地基的一种技术方法,融合了冲击和搓揉两种工艺,会对地基产生强大冲击力,解决地基沉降和不均匀沉降情况,有效提升地基整体强度。通常适用于地下水位以上的湿陷性黄土、稍湿黏性土、分层填土地基补压、杂填土地基等,具有处理深度深、施工速度快、造价经济、处理后地基均匀等优势,适合大面积场地处理,同时具有质量控制难度大、受限于场地等不足,不适用局部场地处理。冲击碾压法注意事项如下:选用适宜机械,如25kJ的非圆形滚轮冲击压路机配专用牵引车;平整场地,清理干净地基填土范围内的草皮、建筑垃圾、种植土等,做好冲击碾压前准备工作;控制好行驶速度,当牵引机拖动冲击压路机进行碾压时,应当将行驶速度控制在12km/h以上;选择适宜碾压方法和顺序,如排压法;严格施工监测,完成每次整体碾压作业后进行一次沉降观测。

4结束语

总之,在进行建筑工程施工建设过程中,科学处理软土地基是一项极其重要的工作。软土地基得到有效处理,可最大限度地满足工程整体施工的基本要求,从而为建筑工程施工建设创造良好的条件,有效地提高施工项目的整体质量,确保工程建筑的经济性和安全性,更好地满足现代建筑工程施工对基础稳定性要求。

参考文献

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