建筑工程软基施工技术探究
2014-08-08何俊
摘要:近年来,随着我国经济社会的进步,建筑工程行业的发展十分迅速。在工程建设过程中,往往会不可避免的遇到各种各样的问题。其中,软土地基施工就是比较棘手的问题之一。文章介绍了建筑工程中软基的特点,详细阐述了软基的施工处理方法。
关键词:建筑工程;软土地基;措施;技术
建筑工程软基施工技术,是在保证建筑的设计要求和施工质量标准的基础上,针对于现场的软土地基实际情况,从建筑材料、施工工艺、机械设备等方面进行改进与处理,从而减少甚至消除软土地基对建筑的影响,确保工程建设的顺利进行。
1建筑工程软基的特点
所谓软土地基,指的是饱和粘土的一种。这种粘土的特点是压缩性高、承载力低、含水量大,从软塑状态逐渐转变为流塑状态。从专业的土壤性质来说,当天然孔隙比大于1.5时,就是淤泥。而软土地基的天然孔隙比在1.0—1.5之间,称为泥质土。其工程性质有以下几点:(1)土质不均匀。软土的土质不均匀,通常出现在软土结构为微细颗粒和分散性较高的颗粒中。举例而言,如果房屋建筑的地基为软土,那么就会出现荷载不均引起的沉降现象,从而使房屋在建设后出现裂缝。(2)压缩性高。软土地基的土质压缩系数很大,当垂直压力达到0.1Mpa时,软土就会发生压缩变形,最直接的影响就是会导致建筑物的沉降。(3)透水性低。软土地基基本上完全不透水,所以在地基的排水工作上花费的时间一般很长,无形中增加了建筑成本,拖延了施工进度。有些建筑物的沉降,由于低透水性会持续数年甚至数十年。(4)触变性大。所谓触变性,简单来说就是软土地基没有受到外界影响或破坏时,处于固态的特征;一旦受到外界影响或破坏,就会转变为流动状态。这种变化为工程的施工带来了一定的难度。
2建筑工程软基的施工处理
2.1施工处理原则。(1)随机应变。建筑的基础工程不同,软基的处理方式也不同。当需要处理的软土面积比较大时,就要在现场修建一个软基处理的试验区,在该试验区内尝试不同的施工方案。根据数据分析和对比设计要求,从中确定出质量最佳的方案来。(2)安全施工。软土地基的施工和处理过程中,施工条件和环境带来了许多危险因素。所以在施工过程中要紧抓安全管理,一切的操作步骤按照相关规范进行。在现场实行强制性的安全手段,将危险控制在一定的范围之内。(3)保护环境。其一,软基处理过程中的淤泥,要集中放置在合理的地点。其二,排除积水时,妥善安排水流去向,避免污染农田、水源等。
2.2施工技术内容。(1)准备工作。第一,获取资料。处理软土地基之前,手中要掌握的资料有两类,一是地质勘察报告、土工试验报告、施工图纸等,二是工程材料的检测结果和施工机械设备情况等。依据这些资料,制定科学的施工组织设计。第二,工程排水。排水的对象主要包括地表水、地下水、周围的水塘渗水等。排水的措施有抽水、清理淤泥、回填土等。经过排水,尽量保证现场拥有一个干燥的施工环境。第三,材料管理。工程材料进场要进行试验检测,看是否满足规范标准和使用要求,严格避免不达标的材料进场。(2)方案设计。编制软土地基的处理方案,要综合考虑各方面因素,比如:软土地基的厚度、沉降量、技术试验结果等。方案的编制主要有以下几个方面:第一,控制地基的稳定性。在施工过程中,通过计算固结应力,对软土地基进行固结。达到保证地基稳定的结果,其稳定系数不能小于1.2。第二,以施工条件和施工需求为依据,确定沉降标准和填筑速度。第三,出台软基处理的设计方案。在方案中,要明确软土地基处理的几何尺寸,以及合适的处理方法。
2.3施工处理方案。(1)水泥搅拌桩。水泥搅拌桩的处理方案适用于土质中含有大量淤泥、粉土等情况。其工作原理就是以水泥作为固化剂,利用搅拌设备将水泥和软土进行充分的拌合,从而使软土固化,增加土层的强度和地基承载力。使用该方案时,要事先平整场地、清除障碍物,并在低洼地段填充粘土。搅拌中的水泥使用的是普通硅酸盐水泥。而且,对搅拌机械的要求较高,要具有优良的稳定性和可靠性。(2)石灰搅拌桩。对比于水泥,石灰的加固效果更胜一筹。所以,如果软土地基的塑性较高,则使用石灰搅拌桩的方案。其工作原理是通过机械设备将石灰和软土进行搅拌,使两者发生化学反应,从而增加地基的强度。石灰搅拌桩的方法操作简单,成本较低,土层加固效果较好,所以应用范围较为广泛。在实际的施工中,需要在土质表层铺设砂砾石,为了能够方便机械设备的移动。另外要注意两点:一是科学的配备钻机、搅拌机、空气压缩机等设备,二是对地基进行土质测,从而确定出含灰量和搅拌的面积。(3)其它加固方法。我国气候条件差异很大,在气温偏低的地区进行软基加固,成本低、操作简单。一般说来,主要有换填加固法、重锤夯实法、排水固结法等。①换填加固法。所谓换填加固法,就是在一些建筑物的施工过程中,将软土挖除,换上透水性较好的其它材料,然后进行密实性的夯实工作,从而使土质具有一定的承载力。建筑工程的破坏有许多都是发生在基础上。所以,对基础的土质进行承载力的加强,能够避免建筑物从根本上出现问题。另外,基础土质如果具有良好的性能,就能抑制软土的侧向膨胀,将地基的沉降情况降至最低甚至完全消除。至于透水性材料,垫层选择粗制的砂石,能够促进软土的排水,加强固结程度。②重锤夯实法。重锤夯实法,指的是在施工过程中,将脚手架、卷扬机、重锤等工具设备进行组合,将重锤抬升至一定的高度,利用重锤的冲击力击实软土层。在这个过程中,根据实际的地质情况和施工要求调节重锤的高度、下落速度等,从而改变重锤的夯实力度,并最终提高软土地基的承载力。值得注意的是,采用重锤夯实法具有一定的可变性,运作过程中的参数变化会影响到夯击能量。③排水固结法。排水固结法在施工中应用较为广泛。第一,排出软土地基中的积水,能够降低土质的孔隙率,从而使地基达到固结的状态。第二,排出软土地基中的积水,能够增强土层的预应力,进而增加地基强度。具体到实施的过程,排水固结法由排水系统和加压系统两个部分组成。排水系统的建立得益于土层的透水性,主要包括排水管和砂井等。加压系统的种类繁多,常见的例如:降低水位法、联合法、真空法等。排水和加压两个系统通过联合应用,能够达到排水固结的效果。排水固结法对于处理地基的沉降问题具有良好的效果,通过该方法的使用,建筑物基本上不会再出现沉降差。另外,还能够增加地基的稳定性。
3结语
综上所述,对软土地基进行施工处理,要深入掌握地基的性质特点,并从实际出发,根据施工现场的地质情况分析土质结构。根据不同的软基性质,确定不同的施工处理方案。只有这样,才能够科学合理的处理好软基问题,从而保证建筑工程的质量和安全。
参考文献
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[2] 蔡卫,魏志华.软基处理施工技术的应用分析[J].城市建筑,2013 (22).
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作者简介:何俊(1982.10- ),男,本科,长沙理工大学,国家注册监理工程师,交通运输部注册监理工程师,注册试验检测工程师。