摘要:地基处理是土木工程中非常活跃的领域,也是非常有挑战性的领域。软土地基上的建筑物往往是沉降量大,沉降速率大, 沉降稳定所需时间长,软土地基强度低, 且一经扰动, 土体结构便被破坏,强度随之削弱。重视多种地基处理方法的综合应用可取得较好的社会经济效益。
关键词: 软土地基;房建工程;施工技术 一 、软土地基的概述
触变性:软土在未破坏时, 具固态特征, 一经扰动或破坏, 即转变为稀释流动状态;高压缩性:压缩系数大, 大部分压缩变形发生在垂直压力为0.1 mpa 时, 造成建筑物沉降量大; 低透水性:软土的透水性很低, 可认为是不透水的, 因此软土的排水固结需要相当长的时间, 反映在建筑物的沉降延续时间长, 常在10 年以上;不均匀性:软土由微细的和高分散的颗粒组成, 土质不均匀, 当平面上建筑荷载不均匀时, 将会使建筑物产生较大的差异沉降, 造成建筑物裂缝或损坏;沉降速度快:沉降速度随荷载的增加而增加, 沉降速度最大时可达1 — 2 mm / d ;流变性:在一定剪应力作用下, 具有发生缓慢长期变形的性质; 软土的长期强度小于瞬时强度。
二 、房建工程中软土地基的施工技术 2.1 排水预压法
即利用软土自然沉降,让软土地基排水固结。此法适用于饱和的
粘性土地基,为了缩短预压时间,在砂井上部铺设砂垫层,使砂井与砂垫层构成地基的排水系统,在填土荷载的作用下加速排水固结,效果甚好,如工期不紧,通常采用堆载预压,并分期加压逐渐填筑达到预期的地基标高。 案例分析:
某工程建设场地属中等一严重液化等级,其天然地基承载力不能满足施工阶段及正常使用阶段的要求,须进行地基预处理。由于场地施工后沉降要求不大,承载力要求不高且工期较长,因此本工程选用堆载预压排水固结法,对土体进行挤压,以降低土体内的含水量,使土的孔隙减小,土粒结合更紧密,从而增大土的强度、减小土的压缩性。提高饱和软土地基的承载力,减小地基施工后沉降。其施工方法如下: (1)地基排水设计
首先,在软土原始地基上,先进行吹填砂施工,厚度为1.5 m左右.以达到挤开淤泥、在地表形成硬壳层、改善场地条件、形成表层横向排水的目的,并有利于填土堆载区的后续施工机械和运土车辆运行。其次,在堆载区内每隔70m设置一条盲沟,盲沟渗滤材料采用粒径3.5cm、级配均匀的碎石,含泥量不超过3%。渗滤材料用无纺透水性土工布完全包裹,包裹搭接长度不小于30cm,并在沟底设置不小于3%的排水坡度排水。再次,在堆载区周围设置临时排水沟和集水井,以便汇集盲沟排水到集水井中。然后用抽水泵排放到附近的江河。然后,插塑料排水板或者袋装砂井。砂井的砂料选用
中粗砂,其粘粒含量不大于3%,粒径不小于0.5mm,砂的含量占总重的50%以上,并将其中植物、杂质除尽。竖向排水体按等边三角形布置,间距1米,打入深度需穿透所有淤泥层。并进入底部砂层1米。上端高出砂垫层0.2m,并按设计铺设土工布。 (2)堆载施工
堆载区分为非围堰区和围堰区,其中非围堰区堆载层厚2.5 m,完成面标高为9.500 m;围堰区堆载层厚3.5 m。完成面标高为10.500 m。堆载施工时按要求分层加载(每层堆土层厚l m)、分层碾压,要求密实度达到85%。堆载施工时。用自卸汽车将土运至指定位置后。用推土机将土推平,堆载施工顺序由近及远。 (3)埋设监测设备
为了解深部土体的变形情况,查明孔隙水压力的消散规律以及堆载过程中土体是否发生剪切变形。在堆载施工过程中同时进行沉降量、分层沉降量、孔隙水压力及边桩水平位移等项目的监测。并以监测资料控制加载速率,科学指导施工。 (4)效果分析
采用堆载预压排水固结法处理软土地基效果明显。工程中采用了由近至远、分层堆载、分层碾压的堆载施工工艺,可加速饱和软土固结;通过设置无纺土工布。可防止砂垫层中水渗透到堆载填土中,有效地保证了施工质量。堆载预压法对各类软弱地基均有效;使用材料、机具简单,施工操作方便。但堆载预压需要一定的时间,适合工期要求不紧的项目。对于深厚的饱和软土,排水固结所需要的
时间很长,同时需要大量的堆载材料,在使用上会受限。 2.2 深层搅拌法
深层搅拌法是一种新型地基处理方法,它利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂,通过特别的深层搅拌机械,在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌混合,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理一化学反应,使软土硬结成具有较好稳定性、水稳性和一定强度的优质地基。适用于处理淤泥、高饱和度的粉士和含水量较高且地基承载力标准值不大于120kpa的粘性土地基。比较常用的是水泥搅拌桩和石灰搅拌桩技术。 (1)施工工艺流程
深层搅拌法的施工工艺:利用水泥、石灰为固化剂,从不断回转的中心轴端向四周被搅拌松的土中喷出浆体或粉体固化剂,硬化而成柱。从而提高软土地基承载力,减少沉降量,提高边坡稳定性。该法施工过程中无振动、无污染,对周围环境及建筑物无不良影响,整个施工工艺流程可以概括为:定、钻、喷、提。定:就是放样测量,定桩基的位置和钻机的位置;钻:就是用钻机正循环钻进到设计的深度;喷:就是当钻进到一定深度的时候开始向桩机高压喷入事先搅拌好的水泥浆;提:就是在灌注水泥浆的时候,钻机反循环退出。
(2)深层搅拌桩的技术要点
一是及时试桩,获取必要的参数,在施工以前,一定要进行试桩,其主要目的是了解施工地点的具体地质情况,获取施工过程中用以
参考的必要参数。在试桩施工的过程中,可以了解到泵送速度、时间以及水泥的配比、搅拌的程度等方面具体的数据,可以为接下来的施工提供必要的依据。二是做好施工前的准备工作,施工前的准备工作是非常重要的,主要应该做好施工地点的平整工作,以保障机械的进入和正常施工。如果施工地点有障碍物,应该及时清除;如果施工地点是一片洼地,应该用合适的土质进行回填,一般采用粘土,直至场地平整均匀。其次是要采购合适的水泥,一般采用的是32.5 级的硅酸盐水泥。再次就是要检查施工过程中所用的机械,是否性能良好,是否能够确保顺利施工,应该指派专业的人员进行检修。三是检查堵塞、悬挂吊锤,为了确保桩基的质量,首先要检查管道中有无堵塞现象,及时排放钻探过程中的溢出物。为了确保整体达到施工设计方面垂直的要求,可以在主机上悬挂吊锤,依据吊锤的位置来判断垂直度,进而达到质量控制的目的。 三 、结束语
综上所述;本文根据《建筑地基基础设计规范)(gb50007—2002)一般包括淤泥、淤泥质土、杂填土及其它高压缩性土层构成的地基。这种土质如在施工中出现,最佳含水量不易把握,极难达到规定的压实度值,满足不了相应的密实度要求,在建筑物开始使用后,往往会发生失稳或过量沉陷。其危害性显而易见,故禁止采用。在软±地基上进行施工,很难保证达到建筑物的安全及使用要求,所以在建筑物施工前必须做必要的检测和科学的地基处理。本文主要介绍了两种常用的软土地基处理方法。
参考文献:
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中国建设
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