林瀟
杭州市城建開發集團有限公司 310006
摘要:在改革開放政策的影響下,我國的建筑業正在迅速發展。為了提高城市建設的進展,建設項目的投資正在增加。但在建設工程施工中,往往出現地基強度不足的現象,需要處理的基礎。如果處理不好,會導致地基不均勻沉降。本文對建筑工程中軟土地基的幾種常見的施工技術進行分析,希望有助于保持地基的穩定性。
關鍵詞:建筑工程;軟土地基;施工技術;分析
隨著國民經濟的快速增長,城市化建設步伐和基礎設施建設也隨時加快,建筑工程建設也逐漸走向新的高潮,城市立體化、建筑功能化成為新時代的現代建筑工程的重要研究課題,對于建筑工程建設的要求也更為嚴格。但在建筑工程施工中,經常會出現地基強度不足的現象,需對地基進行處理。若處理不當,就會導致地基發生不均勻的沉降。筆者根據自身多年的從業經驗,對建筑工程中軟土地基的幾種常見的施工技術進行分析,希望有助于保持地基的穩定性,現總結如下:
一 建筑工程的軟土地基概述及處理現狀
首先,軟土地基概念。
軟土主要指淤泥質土、淤泥、泥炭質土和泥炭,從軟塑向流塑轉變的黏性土系,大部分是受水流沖擊導致沉淀而成,天然含水較多,天然空隙比≥1.5。軟土地基指這種特性的粉質粘土,空隙較大有機質土、細微顆粒較多的松軟土等構成。不能依靠簡單的地基條件確定軟土地基,地基的構造、填方不穩定等原因導致地基沉降,也是軟土地基。確定軟土地基,需根據基層構造物的形式、種類、規模等。
其次,軟土工程的性質。
軟土地基屬于一種常見的工程病害,有其特有的性質,主要表現在六個方面:其一,高壓縮性。較大的壓縮系數,導致壓縮變形產生0.1MPa的垂直壓力時,建筑物的沉降量較大;其二,觸變性。軟土地基在為破壞之前,呈現固態特征。若遭到破壞或擾動,則會由固態轉向流動狀態;其三,不均勻性。軟土是由高分散顆粒和微細顆粒構成,土質較為不均勻,如建筑物平面處于不均勻負荷狀態時,建筑物產生的沉降差異較大,造成建筑物損壞或出現裂縫;其四,透水性較低。軟土幾乎是不透水的,需相當長時間進行排水固結,建筑物沉降的時間延長,可達十年以上;其五,流變性。在承受剪應作用,可發生長期緩慢地變形,使得軟土長期強度低于瞬時強度;其六,較快的沉降速度。隨著荷載的增加,沉降速度也會隨之在增加,最大可達1-2mm/d。
第三,建筑工程軟土地基的處理現狀。
我國軟土地基處理主要表現在三個方面的不足:其一,缺乏相應的現場勘查資料。處理軟土地基,需對現場水文地質和工程地質進行全面掌握,根據詳細的勘測資料進行地基處理。但在實際的處理操作中,由于不夠重視勘查,只是采用常規的簡單勘測,或根據相似的工程資料,無法保證數據的時效性和準確性。對于物理學指標和水文地質指標的數據缺乏,給后續設計帶來相當大的難度,也給建筑設計留下很大的安全隱患;其二,不重視硬殼層強度。在軟土地基表面存在一層較高強度的土層,就是硬殼層。由于其較高的強度,可對上部荷載壓力進行有效傳遞。在工程處理中,如對其強度進行有效利用,可降低地基處理難度,且可使工程造價降低。在實際的工程處理中,由于缺乏工程勘測,不能具體確定硬殼層的位置,有的甚至只一味強調加強地基,往往會損壞硬殼層強度,結果會適得其反;其三,沒有做好充足的施工準備。由于地基條件較為復雜,在施工前需對可能發生情況進行充分分析,以提供施工準備。而在具體的工程施工中,沒有做好充足的前期工作,不能準確計算流沙狀況和涌水量,很難有計劃進行降水,影響了工程施工的進度和質量。同時,由于臨近建筑物高度不一,地基地質情況也各不相同,施工單位只是片面對本工程降水,沒有考慮到降水后的后果,往往由于孔隙增大、流水排走細微顆粒、地下水位下降、壓縮增大等,引起地面沉降,導致臨近建筑地基發生不均勻沉降。
二 建筑工程中軟土地基的施工技術
首先,先導段施工。
在進行軟土地基處理前,需進行先導段施工,主要表現在四個方面:其一,在施工前,選一路段進行不同施工方案施工,試驗路段需按照規范要求,根據現場實際情況選定先導段位置,并選擇最佳的軟土地基處理方案;其二,開工前,將先導段方案想監理單位申報,以先導段總結試驗結果,并經監理單位批準后,將試驗結構作為填料施工依據。若檢驗不合格,需進行重新挖除試驗;其三,按照設計要求進行試驗段的軟基處理,試驗段所用機械設備和材料,需與施工所用設備材料相同;其四,仔細記錄好壓實類型和設備、輾壓工序和遍數,按照試驗情況向監理單位申報,并以報表形式記錄壓實、填筑、軟基處理時所需的設備數量清單、設備類型、壓實厚度、壓實遍數、含水量和松鋪系數等,獲批準后方可進行軟基處理段施工。
其次,表層處理法。
這種方法主要用于地表面即為軟弱的情況,主要利用敷設、增添材料和排水的方法,以提高地表的輕度,避免地基局部的剪切變形,以確保機械作業,盡可能在地基上均勻分布填土荷載。這種類型的處理方法主要有一下幾種:其一,表層排水法。在填土前,在地表面進行溝槽開挖,排除地表水,降低含水率,以確保施工機械能順利通行,回填好透水性較強的碎石和砂礫;
其二,砂墊層法。
如地基上部土層較為稀薄,且較大含水量時,鋪墊沙墊層,厚度大約在0.6m-1.3m,可使軟土層固結,以形成上部排水層;其三,鋪墊材料法。如軟土地基不均勻,會發生不均勻的側向變位和局部沉降,可利用鋪墊材料,增加抗剪力和拉抗例,以保證機械通行,增加填土荷載,使地基支承能力提高。鋪墊材料有玻璃纖維格柵、土工布和化纖無紡布等;其四,添加劑法。如表層是黏性土,摻入添加劑于黏性土內,可使地基強度特性和壓縮性能大大改善,達到提高填土固結和穩定的效果。添加劑所用材料主要有熟石灰、水泥和生石灰。石灰類主要通過廠伴或現場伴,以降低土壤中的含水量。隨著時間的推移,被固結土也會發生相應的化學反應而固結,變化黏土成分,促使土體趨向穩定。
第三,置換法。
這種方法是通過優質土與軟弱土之間的置換,以減少沉降量,保證填土穩定。施工方法主要分為借填土自重強制置換軟弱土和人工挖掘置換。這種方法在短時間內即可完成,一般采用人工挖掘置換較為可靠。置換的材料采用粗粒土,這種土材料可受水浸但承載力不會下降,但需壓實充分。
第四,加載法。
這種方法是預先使軟基沉降,以增加軟土地基的強度,避免設置在鄰接填土路面、填土、構造物等之上,防止構造物發生沉降而破壞軟土地基。增加地基上的總壓,減少間隙水壓,以提高有效應力。在進行荷載填土時,降低地下水位,在地表面進行鋪砂,覆蓋不透水膜,以形成真空。然后通過大氣壓力加重以促進固結。在進行加載法時,需保持地基的穩定狀態。
第五,強夯法。
這種方法是通過強烈的強夯能力,對地基進行加固處理。行此法需按照先深后淺的加固順序進行施工,即先加固深層土,再加固中層土,最后加固表層土。按照這種順序,在最后一遍夯點完成后,通過推土機進行夯抗填平,采用低能量滿夯一遍。
三.結束語
總而言之,在建筑施工中,常常會出現軟土地基強度不足的問題,需要采用相應的施工技術進行處理,以確保地基的穩定性和強度。當然,軟土地基的施工技術有許多,各個施工技術有自身的優缺點,需根據具體的處理要求、水文地質和地基條件,選擇最佳的處理方法和方案,以杜絕建筑物不均勻的沉降。
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