建筑工程施工中地基处理相关技术应用解析

发表时间:2015/11/11   来源:《工程建设标准化》2015年7月供稿   作者:李永光
[导读] 山东省建设建工(集团)有限责任公司 根据建筑工程岩土详细勘察资料,结合工程施工作业区域的地基土体实际情况。

李永光
  (山东省建设建工(集团)有限责任公司,山东,济南,250001)
  【摘  要】建筑工程软弱土基主要是指存在淤泥、淤泥质土、杂填土、冲填土或者是其他的高压缩性土等土体的地基,它在建筑工程中非常重要,本文结合多年来工作经验,对建筑工程施工中地基处理的相关技术进行了分析论述。
  【关键词】建筑工程施工;地基处理;技术应用
  前言:
  根据建筑工程岩土详细勘察资料,结合工程施工作业区域的地基土体实际情况,选择科学合理的方式进行不良地基的处理,以提高地基的承载能力以及稳定性,已经成为建筑工程施工作业管理的首要环节,这对于确保建筑物主体结构的安全稳定也具有重要的作用。
  一、建筑工程施工中软土地基特点分析
  这些地基软弱土土体一般具有以下性质:
  1.透水性差。虽然一般软弱地基土体的含水量均相对较高,但是软弱地基土体的透水性却非常差,一般渗透系数都在1(mm/d)以下,所以如果软弱地基土体受到荷载作用后,由于孔隙水压较高,仍然难以实现压密固结。
  2.抗剪强度非常低。软弱土地基的无侧限抗剪强度一般在30KN/m2以下,抗剪性能非常低,不排水剪切试验条件下的内摩擦角接近为零,固结快剪试验条件下的内摩擦角在5°-15°左右。
  3.触变性与流变性。软弱地基土体大多呈絮凝状的结构性沉积物,如果遭受扰动破坏,结构强度会迅速降低,甚至是丧失,软弱地基的这一触变性导致地基在承受荷载尤其是振动荷载以后,很容易出现侧滑、沉降等问题。此外,软弱地基土体在荷载的持续作用下,变形会出现逐步增加的变化,出现流变性,造成这些软土地基的长期强度远远小于瞬时强度。
  二、房屋建筑项目中地基施工的重要作用
  现代的房屋结构的骨架通常都选取钢筋混凝土的材料,但钢筋混凝土的自重一般都较大,另外建筑的使用过程当中楼板上会施加多种荷载,经过受力柱与承重墙向房屋基础传递,且这种荷载力具备长期性与偶然性,基于这一点,则要求地基必须能够在建筑使用年限范围内对这些可变荷载与固定荷载进行有效的承载。由于建筑的使用年限在逐渐增加,且受到了重力作用的影响,因而建筑从整体上无法避免沉降现象的产生,若地基的施工技术科学合理且施工质量较高,那么建筑整体的沉降程度将相对较小;若地基的质量不够高,那么很有可能会导致局部受力不够均匀,造成房屋建筑沉降裂缝与倾斜问题,容易引发施工安全事故。因而,在建筑地基的整个施工过程当中,其在设计上必须具备科学合理性,在具体施工实践上必须严格遵守相关规范,最大程度上杜绝安全隐患。在建筑工程实际施工中,一些施工人员对地基施工的技术不重视,一旦出现了质量上的问题,则会在很大程度上影响到工程工程,从而提升工程造价。从以上各方面的介绍可以得出,房屋建筑项目的施工中地基工程具有十分关键的重要作用,社会各界必须高度关注,这对于工程实际施工具有重大现实意义。
  三、建筑工程地基处理常用技术措施分析
  1.换土垫层法。


换土垫层法主要是通过将建筑工程基础底面一定范围内的软弱土层挖除换填碎石、砂、素土以及灰土等稳定性的材料,并按照密实度要求进行夯实完成软土处理的施工方案。换土垫层的厚度应该一般不超过3m,同时最薄不宜低于0.5m。对于换土垫层法施工,必须确保垫层必须达到设计要求的密实度,换填一般采取分层铺筑,控制每层厚度在20-30cm左右,逐层压实或者夯实。需要注意的是,采用换土垫层法在开挖基坑铺设垫层时,应该在开挖后及时的回填并避免对基坑底部土体结构造成破坏。
  2.排水固结法。排水固结法主要是通过对软弱土体施加预压荷载或者是设置各种排水条件,将软弱土层中的孔隙水及时的排除,促使软弱土体不断固结沉降,从而提高软弱土体的强度,按照施加荷载方式的不同,排水固结可以分为堆载预压、真空预压以及联合预压等多种方式。堆载预压法又称为竖向排水固结法,在施工过程中应该注意增加土层的排水途径,尽量缩短排水距离,可以通过增加砂井或者是塑料排水板进行施工。真空预压法则是通过在建筑工程软土地基表面增设砂垫层后,通过设置竖向排水管道利用真空装置抽气形成真空,达到提高软弱地基有效应力的作用。

  3.碎(砂)石桩法。碎(砂)石桩范围碎石桩与砂石桩两类,主要是通过在建筑工程软弱地基成孔以后将碎石或者是砂挤入地基中,形成具有相对较大直径的密实桩体,并与软弱地基桩周土共同作用形成复合地基的施工处理技术。碎(砂)石桩的桩径一般在30-80cm左右,桩间距应该按照软弱土体的性质控制在桩径的3-4.5倍范围,桩长应该尽可能的穿透软土层,不宜小于4m。碎(砂)石桩的成孔可以采用振动沉管、锤击沉管或者是冲击成孔等多种形式,施工顺序应该按照从两侧向中间的顺序进行作业。
  4.水泥搅拌桩法。水泥搅拌桩法主要是通过采用水泥或者是石灰作为固化材料,通过强制搅拌机械将软土与固化剂搅拌成为具有足够强度、整体性与稳定性的水泥加固土体。采用水泥搅拌桩法能够在软弱地基内形成格栅或者是地下连续墙,对于淤泥质土、粉土或者是饱和的黄土、砂土具有较好的处理效果。在施工中应该控制水泥搅拌桩法的桩径不小于50cm,深度应该穿透软弱土层直至持力层,最大加固深度不宜超过15m。
  5.水泥粉煤灰碎石桩。水泥粉煤灰碎石桩是通过在碎石桩的基础上增加粉煤灰、水泥以及碎石,拌制而成的具有足够粘结强度的桩体。水泥粉煤灰碎石桩的加固原理为通过桩体的应力集中作用、挤密与置换作用以及褥垫层作用形成对软弱土体的加固。水泥粉煤灰碎石桩的桩径一般在35-60cm左右,桩间距应该按照复合地基承载力、地基土层以及施工因素确定,一般控制在桩径的3-5倍左右。
  四、确保软土地基处理有效性措施分析
  为了确保软土地基的处理效果,应该针对软土地基施工处理后进行必要监测分析,监测分析内容主要有以下几方面:
  1.对表层沉降进行监测。采用表层沉降观测可以通过沉降时程曲线,计算分析出软土地基不同阶段的固结度、残余沉降量以及最终沉降量,进而对排水固结法中的卸载时间以及处理效果进行确定。
  2.分层沉降的监测分析。通过分层沉降监测,可以明确软土地基不同深度的沉降时程曲线以及不同深度软土地基压缩量,进而分析处理后对于沉降的影响深度以及施工处理效果如何。
  3.孔隙水压力监测。孔隙水压力监测主要是通过对不同深度软土层内水压力的消散情况进行分析,分析软土的固结沉降完成情况。
  4.深层水平位移观测。深层水平位移则主要是采用测斜管或者是测斜仪明确地基深层土体的水平位移情况进行观测,通过深层水平位移-深度变化曲线分析软弱地基中土体的剪切破坏情况。
  5.室内土工试验。室内土工试验主要是进行孔隙水压力、土压力、承载力、十字板抗剪强度等试验,明确施工处理后软土的含水量、孔隙比、密度、液性指数以及承载力强度等物理指标,进而分析施工处理效果。
  五、结束语
  在工程项目建设实施过程中应该根据软弱地基的实际情况,选择处理效果好、造价低以及易于施工作业的施工方案,同时采取有效的观测,确保软弱地基处理的有效性,控制建筑工程主体结构的不均匀沉降,提高建筑工程整体建设质量。
  参考文献:
  [1]庄宁,葛松,方君华,王大刚.洋山深水港区大直径砂桩加固优化分析[J]. 水利水运工程学报. 2013(03).
  [2]佟建兴,孙训海,杨新辉,罗鹏飞,闫明礼.不同桩体材料复合地基承载及变形性状对比试验研究[J]. 北京科技大学学报.

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