基于绿色建筑理念的房建工程软基处理技术研究

2023-01-14张祎剑

陶瓷 2022年4期

张祎剑严菁

(浙江省地矿建设有限公司上海分公司上海 200439)

经过多年实践总结,在软土地基处理方面积累了相关的经验,为保障建筑结构稳定与安全做出了巨大贡献。根据绿色施工理念,在房屋建筑工程施工中,必须加强对软土地基地重视,根据工程实际情况,选择恰当的软土地基处理技术,提高结构稳固性,为工程质量奠定基础。基于此,加强对绿色理念下房建工程软基处理技术措施的研究具有十分现实的意义。

1 软土地基特点分析

相对于普通地基形式,软土地基具有以下特点:(1)具有较强的触发性。在软土地基结构中具有较大的含水量,由于地质密度空隙相对较大,影响地基结构整体的稳定性,如果受到外力压迫,则导致地基结构形态发生改变,从固态变为流动态,水分含量不同则流动速度也有所不同。

(2)具有较强的压缩性。软土地基密度相对较大,在结构缝隙中存在大量的水分、空气,在后期施工中,受到建筑物自重以及相关压力时,会减少地基密度,将空气和水分从空隙中挤出,容易引发建筑地基沉降问题。

(3)透水性相对不足。由于软土地基中含水量较大,且自身排水能力相对不足,导致大量水分不能及时的转移,不能实现地基快速透水工作,容易导致建筑沉降问题发生。

(4)不均匀性强。很多软土地基中包含微细颗粒、高分散颗粒,导致土质均匀性受到很大影响,若上面房屋结构出现不均匀荷载,则导致建筑容易出现较大的差异沉降,继而对房屋建筑安全稳定性造成威胁[1]。

基于这些特点,在房屋建筑施工前,必须能够详细勘查现场地质情况,搜集施工现场的相关数据,保证工程设计的合理性,坚持实际问题实际分析的基本原则,任何一个环节出现问题,则容易导致房屋建筑施工质量造成影响。软土地基是一种危险性较大的地基情况,有时候其具有一定的隐蔽性,如果不能将软土地基问题妥善处理,则往往会造成不可挽回的损失。

2 软土地基处理原则

相对于其他基础施工,软件施工难度会大大增加。在现代化建筑工程领域中,建筑施工技术机械化程度增加,由于软土地基对建筑工程会造成不利影响,为了体现绿色施工理念,必须能够根据软土地基基本特点,遵循软基处理基本原则:

(1)因地制宜原则。我国地域辽阔,不同地区和区域软土地基情况也有所不同,包括软基类型不同、软基处理面积不同等各个方面,在具体处理过程中不能轻易决定,而是需要通过现场勘察、实验等,坚持因地制宜的基本原则,选择最佳的软基处理技术。

(2)环境保护原则。在绿色环保理念下,房建工程软基处理过程中必须坚持环境保护的原则,对于软基区域中挖出淤泥等都应该指定堆放地点,同时妥善处理好软基中排出的积水,避免对周边房屋、田地或水源造成污染。

(3)安全第一原则。无论哪一种项目,都必须坚持安全第一的基本原则。由于软基处理与环境、施工地质之间存在必然联系,施工中往往会存在一定的施工危险性,例如施工中容易发生滑移、坍塌等问题。因此,必须做好安全管理工作,采取行之有效的安全防护措施,将施工危险性降到最低。

3 绿色理念下房屋建筑软基处理技术

3.1 深层石灰搅拌桩处理技术

在房屋建筑软基处理技术中,深层石灰搅拌桩作为一项有效的处理技术,以石灰作为主要材料,在具有较强塑性粘土地基中使用十分广泛。由于软土地基具有很强的黏性,借助于深层石灰搅拌桩,能够提升地基承载力,固化效果更好,经济实惠,能够减少地基沉降情况,全面提升软基承载力。实际处理过程中:

(1)必须做好相关材料的选择和准备工作。石灰作为深层石灰搅拌桩施工中核心材料,选择过程中必须能够采用满足细磨标准的材料,通过钻机设备开展施工,石灰材料会发生积聚现象,只有妥善处理石灰粒径,才能确保深层石灰搅拌桩整体施工质量。石灰粒径应该控制在2mm 以内,保证石灰材料的纯净性,保证石灰中氧化钙含量高于85%,控制其液性指数在75%之上,同时石灰在进入现场后两个月内需要使用,避免对石灰质量受损。

(2)具体开展施工中,必须能够根据建筑结构实际施工要求,对桩距进行科学设计和确定,保证水泥搅拌桩加固的范围,对搅拌桩面积、数量等进行明确,一般呈现三角形、四方形布置。

(3)必须做好石灰粉保存工作,由于石灰粉质量轻,如果不能做好防护措施,则容易出现飞尘。加强石灰粉存储管理工作,避免飞尘污染,同时避免对石灰粉自身质量造成影响[2]。

3.2 砂石垫层换填处理技术

房建工程施工中,对于地基结构上方存在软土层的情况,可以采取砂石垫层(砂垫层)换填法的方式进行处理。砂石垫层换填技术就是将软土基层用砂石结构进行替换,保证建筑结构整体的强度,提升地基稳定性,这种软基处理技术运用十分广泛,施工企业可以选择砂石等硬度强的材料。

在我国很多区域中,大颗粒砂石相对缺乏,可以在其中适当掺入一定比例的碎石,碎石结构纯度必须加以控制,避免导致垫层出现杂质而影响垫层整体受力结构。砂石垫层底面铺设中,应该保证铺设高度一致,对于不同施工深度情况,可以采用台阶或斜坡方式进行土面挖掘,各层之间距离接口位置,必须进行捣实处理,避免对整体质量造成影响。垫层铺设过程中,在基坑表面铺设一层砂层,通过压实后再向上铺设一层碎石,利用插振法、平振法、碾压法等方式进行铺设,保证铺设的质量[3]。

3.3 换填法处理技术

软土地基自身承载力较低,无法满足房屋建筑施工要求,而采用换填法,就是将承载力较小的软土结构,替换成强度较高、承载力较强的土质,保证所换填的土体具有较高的稳定性。具体换填施工中,充分发挥机械、人工相互配合的优势,保证换填后地基基础能够满足房屋建筑工程施工需求。

除了采用人工换填方式外,可以通过爆炸法成功挤出原有地基中的软土,然后利用优质土进行换填,具体施工中,应该根据工程地基实际情况,选择最佳的换填作业方式,有效提升换填施工的质量,确保房屋建筑施工具有最佳的使用效果。

3.4 表层排水处理技术

根据大量实践证明,在软土地基之中,并非所有土壤都不适用于地基施工,一些优良土质中含水量较多,影响地基整体的承载力,具体施工前必须进行排水施工,降低土壤中的含水量,保证地基土壤具有更强的抗压强度。而表层排水施工技术,作为软基处理中重要的技术之一,在地面合理设置排水沟,利用砂砾石(透水性较高)对排水沟进行回填处理,充分考虑施工当地的地形、坡度等,对施工中沟槽间距进行合理控制。

经过多年实践,排水法已经十分成熟,具体施工中不能使用经验主义,必须根据实际地基结构情况,充分考虑地基受力情况、地下结构情况、土层含水量都能够因素,以便于制定出更加切合实际情况的施工方案,为后续房屋建筑施工奠定基础。

3.5 添加剂处理技术

添加剂处理方式也是当前房屋地基处理中的常见技术形式,借助于添加剂提升地基承载力,让地基结构压缩性增强,为房屋建筑施工奠定基础。添加剂包括水泥、熟石灰、生石灰等,通过搅拌方式,切实减少地基土壤含水量,通过搅拌还能形成团粒效果。通过添加剂方式产生化学性凝固,能够对黏土成分加以改善,提升土壤整体稳定性。采用添加剂处理技术,成本低、操作简单,是当前黏土性质软土地基处理中最为广泛的处理技术之一[4]。

3.6 强夯施工处理技术

所谓的强夯施工技术,是借助于重物拍打地面,借助于强夯方式增加地面基础的密实度,让地基表面更加光滑,提升地基承载力,在重物压力下让结构稳定性更高,避免后续施工中出现坍塌。强夯施工方式可以借助于机械,施工效率更高,能够短时间保证其满足地基沉降要求。但施工中强夯机械会产生较大噪音,会对周围居民生活造成干扰,在住宅集中的区域一般不适合利用[5]。

3.7 真空预压处理技术

真空预压技术原理是在软土地基中设置砂井等排水体,上端与砂垫层进行相连,地表面铺上透气性较低的塑料膜,塑料膜四周埋在周边的粘土层当中。具体施工操作过程中,砂垫层设置吸水滤管网,借助于真空泵抽气,通过抽气降低膜内气压,使其与大气压相比明显降低,继而达到负压状态。

随着砂井中孔隙水压力降低,软土地基中的水会逐渐流入到砂井当中,起到软基处理的效果。采用真空预压技术对地基整体应力不会造成改变,不会导致地基失稳情况,不必实施分级加载。具体实施中工程真空度会达到80 k Pa以上,必须保证塑料膜四周密封良好,避免出现漏气情况,才能维持真空状态。另外,真空预压处理技术实施中不用堆载材料,很多无法通过建筑自重预压的项目,会首选真空预压。

3.8 静载处理技术

静载处理技术同样作为一种常见的软基处理技术,是在地基硬度不足时,通过在上面施加重物,压缩软土地基中的软性物质,提高地基整体硬度,满足房屋建筑施工的具体要求。

通过提高地基硬度,能够促进房屋建筑整体使用周期延长,通常采用高强压力,减少软土地基中的水分。当然,静载法处理软土地基,需要选择合适时间段进行,避开雨季、冻季。

3.9 搅拌桩处理技术

对于软土地基的处理,搅拌桩技术作为常见的方式之一,包括石灰石搅拌桩、水泥搅拌桩等几种。水泥搅拌桩施工适用于泥炭土、粉土等软土地基情况,水泥作为催化剂使用,利用搅拌装置进行充分拌合,能够提升软土地基承载力。水泥搅拌桩施工中,应该将场地进行清理,避免现场杂物对搅拌桩质量造成影响;而石灰石搅拌技术适用于塑形较高的软土地基,其主要作用机理体现在石灰石+软土中水分的化学反应,不仅可以提升软土地基强度,同时平温度更高。该项软基处理技术方便快捷,还具有较高的经济性,是一种常见的软基处理办法。

3.10 高压喷射注浆法

实施高压喷射注浆处理技术,需要利用钻机在相应位置进行钻孔处理,利用带特殊喷头的喷射管查到设计深度,借助于20～40 MPa的高压脉冲泵将浆体喷射,起到切割土体的作用,由于喷射流动压高于软土地基结构强度,土粒会从土体中剥落,浆液置换细小土粒,土粒和浆液之间相互混合,按照一定比例排列起来,形成固结体,从而对地基进行有效加固。在淤泥地基、淤泥质黏土地基处理中,常常用到高压喷射注浆处理法。