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建筑工程软土地基处理关键技术分析

2023-01-16王泽众

四川水泥 2022年2期
关键词:垫层压实土体

王泽众

(中交烟台环保疏浚有限公司,山东 烟台 264000)

0 引言

在内陆湖以及沿海等地区,存在大量软黏性土,这类土的承载力偏弱,土体在施工时很容易坍塌或者沉降,进而影响工程质量。因此,在建筑工程施工时,需要格外关注软土地基处理,如果处理不当则会影响建筑工程项目的稳定性,在施工中出现不均匀沉降问题[1]。采用成熟的软土路基技术,以保证后期建筑工程施工品质,全面增强建筑工程经济效益[2]。

1 软土地基特点及处理措施

1.1 软土地基特点

(1)较低的透水性。由于软土地基中含有大量水分,而且透水性极差,所以无法高效排水,导致软土地应用性能不符合预期标准,容易出现安全隐患问题。

(2)具有超强的高压缩性。在软土地基遭到外界压迫后,很容易产生大量的孔隙,导致内部孔隙日渐缩小,在压力作用之下,软土地基会不均匀变形以及沉降,诱发安全事故。

(3)沉降不均匀现象屡屡出现。软土地基成分极其复杂,存在砾土及细微颗粒,不同材质之间物理特性差异显著,因沉降速度及程度不同,便会影响上部建筑稳定性。

(4)触变性特点。软土地基不具有优良的透水性,施工过程中需要通过专业设备及手段排水,这样才能保证土体固结[3]。

1.2 软土地基处理的重要性

建筑工程建设过程中出现地基变形或者是沉降问题,与软土地基有着密切联系[4]。一旦出现这些问题,便会对整个工程施工的安全性及后期应用效果造成影响,威胁建筑工程施工人员、维护人员的人身安全。因此,在建筑工程施工设计过程中,要全面分析软土地基可能带来的影响及危害,制定处理方案。

1.3 软土地基处理措施

为了保障软土地施工过程顺利,应遵守严格的施工要求,采用有效的措施,防止对建筑工程整体稳定性造成巨大的影响[5]。

(1)需要深入调查软土地基土质状况,针对不同软土地基选择不同优化方案。因受环境因素制约,各地土壤条件和软土地基水准具有较大差异,所以需要判断软土地基是否存在稳定性以及了解软土地基强度,保障软土地基具有超强的抗压承载力,既能提升抗剪强度及稳定性,又能为整个建筑工程建设工作带来便利,防止后期失稳。

(2)处理软土地基应倾向于改变动力性能,并优化渗透能力,应关注处理后的抗震性能,避免出现受力传递,尽量减少含水量,解决潜在流动性问题,充分发挥基础设施支撑作用。

(3)在工程施工前期,要保障设计方案科学、合理,全面优化工程设计方案,防止后期施工过程中出现工序混乱的情况。在施工现场,要严格监督管理,保障软土地基施工及施工质量,防止后期因软土地基问题引发工程质量问题[6]。

2 软土地基处理技术应用

2.1 注浆地基施工技术

建筑工程软土地基处理技术可以分为化学注浆处理技术及水泥注浆处理技术。化学注浆处理技术主要是采用硅酸钠混合溶剂,进行注浆后需等待一阵时间,溶剂凝固便可增强地基土体强度,从而达到理想的地基硬度。第二种技术是在适量调配水和水泥材料后,发挥灌浆管以及压浆泵作用,将水泥注入至不良地基土体内,保障原有土体和注水泥浆有机整合,形成凝固整体,进而增强地基耐久性和强度。

2.2 旋喷注浆桩地工技术

随着科学技术的发展,新的软土地基施工技术被广泛应用,比如应用“旋喷注浆桩技术”后,软土地基牢固性及防水性有所提高。该项技术施工操作较为简洁,不需要采用专业设备,即可达到施工目的,节约施工成本[7]。

2.3 挤密桩地基施工技术

应用该项施工技术,对于材料的要求并非特别严格,如若挤密桩材料是灰土,则需要使用重锤辅助完成施工[8]。在重锤打击下,将钢管置身于土体内,反复进行紧密处理,这一环节结束后,把钢管放下来,反复进行挤密处理,再针对其展开夯实处理,形成复合地基,增强地基承载能力,保障软土地基具有理想的牢固性。

在对松散土、黏性土以及湿性黄土地基处理时,应使用机械压实以及人工压实方法,将表面压实,为后期地基处理工作带来保障。强夯法更适合应用在低饱和、粉土以及混合填料地基处理中,在重力作用下,进一步加固深层土,降低土压缩性,提升强度[9]。重锤挤压法,更适合应用在非粘性土、非饱和黏土以及湿性黄土,或者是混合填料中,在软土表面能形成坚硬外壳。振动冲击压实法更适合应用在粒径较小的黏土以及沙土中,这一种方法主要通过振动器的强大振动力,重新排列土壤颗粒,并且减少孔隙率。

2.4 夯实地基基础施工技术

夯实地基施工技术在建筑工程软土地基处理过程中非常常见,需要应用大型起重机械对不良地基土体进行夯实处理,从而增强不良地基土体硬度以及强度,重锤夯实以及强夯夯实法极其流行的处理技术。强夯夯实法主要是针对不良地基土体做夯实处理,发挥大型起重机械起落作用,从而达到夯实土体的效果[10]。关于起重机械的具体起落高度,需要参照施工实际状况加以明确,强夯产生的影响控制在特定范围内。重锤夯实法则更为简单一些,技术具有明显特点,经济性较强,而且无需其他辅助设备,能够达到较好的夯实效果,保障软土地基荷载强度[1]。

2.5 水泥搅拌法

此方法施工时,需要搅拌水泥浆及地基土质、水泥粉,形成完美的柱状,通过使用粉喷机械以及深层搅拌机械加以搅拌,有效提高建筑地基承载能力。但不可应用于带有石块的杂填土地基处理工作。水泥搅拌法分为“湿喷法”以及“粉喷法”。“湿喷法”更倾向于使用双向搅拌工艺,达到环保施工效果。“粉喷法”主要应用单向搅拌工艺,在地基含水率高于50%的环境下应用。

2.6 抛石挤淤法

抛石挤淤法是为了避免地基土层异常压缩以及增强地基强韧度,把固定量的砂石放在路基底部,确保底部淤泥能从地基范围内排除。这种方法更适合地基表面不具有淤泥以及硬壳的地段,施工工艺较为简单,而且成本相对较低。但对工程施工技术人员来讲,难以有效控制进度,需要按照具体的施工标准,把抛石深度控制在特定范围之内。

2.7 更换砂垫层与砂岩垫层

在处理建筑工程软土地基时,需要更换砂垫层与砂岩垫层,使用强压力压实土壤,进而增强软土地基强度,避免软土地基沉降,提高排水固化效率,增强强度及承载力。这种施工技术应用效果较为显著,应用频率偏高。压实砂石垫层代替地基下部软土,可以应用碎石或者是砂砾材料代替,这些材料硬直结构较为优良[4]。但在具体施工时,应选择等级优良的砂垫或者是砂岩缓冲材料,也可使用工业废料颗粒材料,按照具体要求混合卵石及砂砾。在使用砂砾材料时,不可存在其他有机杂质,应清除垃圾或者是草根。此外,要把控施工要点,砂砾垫层以及砂垫层的位置,都要处于同一层,如果深度不一,则应按照第一深度步骤展开施工,土体表面需要挖成边坡以及台阶,并且要保证二者重叠,不可随意篡改重叠部分。在底层建筑施工过程中,各连接处都是斜向的,而且每一层都是交错分布的,为了避免地基软土受到破坏,应使用沙子铺在底部,并再次铺设碎石,这样才能充分压实气垫层。

2.8 排水固结

排水固结法是处理地基的常用方法,主要作用在于施加外力或者用其他手段令地基平稳沉降。为了减少施工区原有地基土的含水量,需要有效压缩土体,缩小土体和土体间空隙,保障软弱土以及可压缩土稳定性有所增强,满足具体施工要求。具体来讲,排水固结方法使用预压法、电离排水法等。预压法主要分为传统预压以及真空预压法,荷载预压主要是使用填料、沙土和其他重质材料提高软土地基荷载,促使孔隙水在应用前能够被压缩,或者是排干,从而达到高效固结土体的效果。这一方法更适用在软性地基处理以及饱和粘性地基处理过程中,如果土壤透气性较好,可以避免纵向排水以及保水砂充填,但是若土壤渗透性较差,则应减少整合周期。真空预压方式通过设置密封膜表路基及嵌入一些吸水设施,真空装置把土壤内空气排除,通过大气压力为土壤浇水,通过排水集气装置排出水。相比加载预压法,这一方法较为可靠,而且破坏性较小,加固时间偏短,非常适合应用在软土地基中。

2.9 粒料桩加固法

颗粒堆积加固法是软土地基处理时的有效方式,这种方式通过应用冲击、振动等方法增强软弱土壤强度以及质量,使用沙粒以及其他颗粒填充建筑桩,从而保障软土质量及强度,这一种方法主要是用在松散地基施工过程中,使黏土中的颗粒特性达到压实效果。在这种状况下,需要关注垫层以及竖向排水。其中的垫层,是为了保障原桩土不遭到破坏,垂直排水是消除软土地基中多余水的有效方式[3]。

3 结束语

在建筑工程施工过程中常常会遇到松软的土壤,软土地基强度偏低,一旦处理不当,就会变形或者沉降,直接威胁建筑工程整体质量[2]。如果不采取行之有效的技术措施对软土地基进行处理,则有可能导致后期建筑工程的安全施工受到严重影响,引发安全事故,影响施工进度及项目的经济效益。所以,在建筑工程施工过程中,应深入探索软土地基的处理技术,以保障建筑质量。

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