摘要:我国建筑事业迅猛发展下,土木工程的数量也不断增加,施工中越来越多地遇到软土地基情况,软土地基的危害较大,其承载力低、变形大,会导致建筑物产生不均匀沉降而开裂、倾斜等。在土木工程施工中,需要科学、有效处理软土地基,才能确保其达到工程建设要求。文章从软土地基的特点着手,了解其施工危害性,并通过分析当前在土木工程施工中软土地基处理方面要点和不足,探究合适的处理方法,以形成对软土地基处理的科学认知。在软土地基施工中把握其处理要点,并采取有效的处理措施,可以改善地基土工程特性,满足施工建设要求。
关键词:土木工程;软土地基;特征;施工处理;措施
城市发展中,土木工程建设增多,软土地基现象也更常见,为保障土木工程建设顺利,需在施工中采取合理的处理措施,保证软土路基处理质量良好。只有保证其处理到位,才能保证土木工程建设品质,建筑物能够安全运营。当前软土地基处理常用方法就是垫层法、强夯法和深层搅拌法等,还需进一步掌握软土地基危害和处理方法应用,降低和消除软土地基危害,保证工程质量安全。
1.软土地基概述
1.1内涵
软土地基指的是抗剪强度低、压缩性大的软弱土层,通常是饱和软粘土,在天然地层剖面上与泥炭等交错、沉积。这种地基以软土为主,以及粉砂和泥炭等组成,其天然含水量高、孔隙比大,同时具有较高压缩性,而承载力不足、渗透性小。
1.2特点
(1)天然含水量、孔隙比大,一般其天然含水量可以达到35%以上,相当接近于液限,孔隙比则在1.0~2.0范围内,一般都在1以上。
(2)透水性差。软土地基由于极强的亲水性,其透水性不足,且方向性明显,随着粘粒含量、有机质含量和液限增大,其渗透系数会越来越小,因此在土木工程施工中软土地基内部水分渗水较差,不利于地基顺利排水。
(3)压缩性高。由于软土地基孔隙比较大,土粒之间不存在稳定的连接结构,其压缩性较高,且液限增加的情况下,其压缩性也会随之加大。
(4)抗剪强度低。在不排水剪切的情况下,内摩擦角趋向于零,通常内摩擦剪应力在19.92kpa以下,其内聚力主要决定实际抗剪强度。
(5)触变性、蠕动性大,在未破坏软玉结构的情况下,软土地基有一定结构强度,经扰动之后其强度会快速降低,长时间静置处理下强度仍会恢复[1]。
2.土木工程中软土地基危害
首先会引发地基不均匀沉降,软土地基含水量高、压缩性强等夜店下,导致在其外部因素干扰下土体结构会遭到破坏,进而引发地基不均匀沉降现象。随着现代土木工程建设环境愈加复杂,软土地基现象更加频繁,在得不到有效处理的情况下,会威胁到地基上的工程结构,导致建筑物倾斜、倒塌等,存在严重的质量安全隐患。
其次是降低地基承载能力,软土地基含水量大,其地基承载力也比较低,通常在50~80kpa,与建筑物荷载对地基要求不符,施工中不能采取合理措施应对,就会影响到工程建设。
最后是地基稳定性差,由于软土地基渗透性不足,施工中就会影响到地基固结时间,在完成工程建设后地基得不到充分固结,此情况下其强度持续降低。再加上软土地基具有较强的触变性,在振动搅拌作用下,会破坏其絮状结构,土体的强度迅速降低,出现基础结构失稳等后果[2]。
3.当前软土地基处理中存在问题
虽然当前在土木工程施工中,对软土地基的处理更加重视,处理方法也更加先进,但仍会出现地基问题引发的工程事故,其软土地基处理中常见以下几方面问题:
第一是在软土地基处理中,未能因地制宜选择合适的处理方法,而是存在较大盲目性。比如对饱和软粘土地基处理中,振密法和挤密法并不适用。需要根据土木工程建设地点地质条件、地基情况,选择合适的处理方法。此过程中要对比各技术方案,对技术方案合理优化,采用处理效果好、经济的方案[3]。
第二,对各种地基处理方法适用性的评价不正确,每种处理方法有其适用性,但在实际进行软土地基处理中,会盲目扩大其应用范围。
第三,施工单位素质水平不足。
一些施工单位技术水平不足,在施工中难以实现高质量施工操作。比如在搅拌桩施工方面,一些施工队伍由于技术培训不到位等,其中缺乏熟练的技术工人,以及施工中质量管控不严存在偷工减料问题等,都会影响软土地基最终处理成效。
第四,使用的施工机械设备比较简陋,也会对软土地基处理质量产生影响。虽然近年来我国施工机械发展相当快,但与实际工程建设需要之间仍有较大差距,简陋的施工机械难以保证良好施工质量。
第五,在地基处理理论研究方面,其进度是落后于实践的,在土木工程软土地基处理中,需要以先进理论指导施工,但由于系统、深入研究不足,导致实际施工处理水平提高也会受阻。
第六,在软土地基处理中,一些情况下缺乏完善的检验手段,无法及时发现施工缺陷,也就难以保证工程施工质量。
4.土木工程中的软土地基施工处理要点和技术措施
4.1换填垫层法
在软弱土层厚度不是太大的情况下,可以选择换填垫层法来处理,就是挖除地基面以下处理范围内软弱土层,将其它性能更好地材料换填进去。在施工中可以因地制宜选择合适的换填材料,保证材料稳定性好、无侵蚀性等,并将其压实处理好。该过程中还要注意坑边稳定,分层夯实填料,一般换填处理的高度在2~3m之间,适合处理软弱土层厚度小、低洼区域的土木工程地基。如果软弱涂层厚度较大啊,采用换填法处理下会加大弃土方量、取土方量,进而加大工程成本。换填处理之后,地基承载力得以增强,其沉降量随之减少,达到构筑物建设对地基的要求。常用的加固方法有换填、垫层法等。其中,垫层法是根据材料类型划分为碎石垫层和粉煤灰垫层等,以砂砾垫层为例,是在填土与基底之间设置排水面,使得在填土荷载下地基中的孔隙水能排出,地基加快固结,其承载力有效提高、减少沉降,避免出现局部剪切变形等问题。但在施工中需控制好填土速度,使用的砂砾为含泥量在5%以下粗沙、最大粒径小于5cm的天然级配砂砾[4]。
4.2深层密实法
深层密实法指的是通过爆破、夯击、添加高抗剪强度材料的方法,对地基深层软弱土体振密、挤密加固的方法。这种技术一般在厚度超过3m、分布较广的软基中使用,可以进行深达30m的加固。在经过振动和挤压后,可以使地基土体更加固结、密实,其中软弱土体三相被高抗剪强度桩体材料置换处理,可以形成高质量复合地基,有效提高地基抗剪强度。其施工中常用加固方法就是强夯法、砂桩法和粉喷桩法等。
4.3排水固结法
排水固结法的作用原理就是在附加荷载作用下,软土地基逐渐排出孔隙水,减少其孔隙比,进而产生固结变形。在施工中,土体的超静孔隙水压力在不断消散的过程中,会加大土的有效应力和地基抗剪强度,能够提高沉降速率尽早完成沉降。该处理方法主要是在各类淤泥粘土、饱和粘性土地基中采用。主要的加固方法就是堆载预压法、真空预压法和电渗排水法等。
4.4真空预压法
这种方法是在施工中,在地面铺设塑料薄膜密封,抽空其中的空气和水分,以大气压力为预压荷载,以降低地基土层中的空隙内水压力,地基应力得以改善可以快速加固。应用该技术施工中,需控制好垫层厚度,使用的砂垫层要保证透水性良好,可以用推土机等推土作业,操作中要保证力度均匀,避免力度过大引发沟槽变形现象和排水成效[5]。
结束语:
在土木工程施工中,软土地基处理是常遇施工难题,其实际情况比较复杂,因此要选择合适的处理方法,对软土地基实施有效加固,保证地基承载力良好,可以满足建筑稳定性要求,保证项目建设质量安全。
参考文献:
[1]覃军.简议土木工程中的软土地基施工处理要点[J].建筑工程技术与设计,2018,(14):5015.
[2]葛靖.浅谈土木工程建设中的软土地基处理[J].环球市场,2018,(18):258.
[3]黄农英1.浅析土木工程建设中的软土地基施工处理技术及要点[J].名城绘,2018,000(007):P.395-395.
[4]唐洪亮.土木工程施工中的软土地基施工要点分析[J].城市建设理论研究(电子版),2015,(20):9402-9403.
[5]李祥胜.土木工程软地基施工技艺研究与探讨[J].建筑工程技术与设计,2018,(22):1722.