中冶建工集团有限公司 重庆市 400000
摘要:我国部分地区不良地基土分布较为广泛且类型不同,因此在不同不良地基土结构的影响下对于建筑地基施工的要求也有所不同,针对不良地基土进行改造时需要对其基本特点和改造问题进行充分了解,并掌握各种不良地基土的类型,才能全面提升改造技术施工效率,以免因地基改造不当出现沉降等建筑问题。基于此,文章结合不良地基土的特点及类型就现有不良地基土的改造技术方法及应用展开了探究与思考。
关键词:建筑工程;不良地基土;特点;类型;改造技术
1.不良地基土的主要类型
在我国,不良地基土主要分为8种类型,分别是软粘土、杂填土、充填土、饱和松散砂土、湿陷性黄土、膨胀土、山区地基土、岩溶土。以软粘土、膨胀土、湿陷性黄土为例,物理力学特点如下:
1.1软粘土
软粘土是最常见的一种不良地基土,呈现深灰色、暗绿色,含水量高于40%,塑性指数在17以上,孔隙比在1.0~2.0之间[2]。物理性质是含水量高、孔隙比大、粘粒含量高,强度极低,一般只有5~30kPa,因此承载力差。如果不经处理,建筑物会出现变形、不均匀沉降,严重影响使用性能。
1.2膨胀土
膨胀土主要是蒙脱石组成的,具有较强的亲水性,吸水后体积膨胀,失水后体积缩小,广泛分布在河北、安徽、云南、四川等地区。在地下水位的影响下,膨胀土的变形大,如果不经处理,会导致建筑物损坏。
1.3湿陷性
黄土湿陷性黄土是在上覆土层的自重应力作用下,或自重应力和附加应力作用下,浸水后破坏土的结构,导致变形量增大,分布在东北、华北、华中、华东等地区。湿陷性黄土的含水量大、承载力低,如果不经处理,建筑物会因地基沉陷引起附加沉降,继而影响建筑的安全性。
2.针对不良地基土的常见改造技术
2.1置换法
置换法改造不良地基土,分为换填、振动位移两种。其中,换填法首先清理不良地基土,然后回填性质良好的土壤,通常是砂石、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等,通过分层充填、机械碾压,提高密实度指标,改善地基土的物理力学性能。振动位移则是使用专业的机械设备,经高压水冲击,促使不良地基土出现规则孔洞,然后加入卵石、碎石进行振动,从而提高地基的稳定性。
2.2夯实法
夯实法是利用夯锤的重力和冲击力,促使土体产生较大的沉降,土体原来的结构遭到破坏,形成裂缝有利于孔隙水排出[3]。另外,夯击后土体的触变性增强,可以消除湿陷现象,提高地基承载力,实现加固效果。在实际工程中,夯实法的适用范围广,且施工操作简单,能缩短工期、降低成本。
2.3加筋法
加筋法,就是在土体中加入条带、纤维、网格等抗拉材料,提高土体的强度、稳定性,改善力学性能。按照加入材料的不同,可分为土工合成材料、加筋土、土层锚杆、土钉、树根桩等;如果地基土的性质很差,还可以加入复合支架、铝合金等。相比之下,加筋法的技术优势是:能减少占地面积,对各种不良地基均有良好适应性;既能机械施工,也能人力施工;设备简单,尤其方便狭窄场地作业;抗震性和耐寒性好,能降低整体造价。
2.4预压法
预压法,是在不良地基土上堆放足够重量的堆石、堆土,向地基土施加重力,促使土壤固结密实,提高地基承载力和建筑稳定性。实际施工中,堆石堆土要分层加载,等待地基土固结后发生沉陷,然后再堆加一层,一般需要6个月时间。如果是含水量高的粘土,为了缩短工期,可在地基土中设置砂井排水,能降低地下水位,加快粘土的固结速度。
2.5注浆法
注浆法,是使用具有固化作用的浆液,注入不良地基的孔隙、裂缝中,通过防渗、堵漏、加固,改善地基土的物理力学性质。按照作用机制的不同,注浆法主要分为填充注浆、渗透注浆、压密注浆、劈裂注浆四种类型,常用的注浆材料有水泥浆、硅酸盐、高分子浆材等。注浆法的应用,促使原始地基和浆液相结合,从而形成一个整体,能显著改善地基土的渗透性,提高承载能力。
3.建筑施工当中对人工挖孔桩的应用
3.1施工准备
(1)到施工的现场进行勘察,与场地地形的因素与地质的条件相结合,将施工的方案设计出来,没有地下水且土壤的粘结力比较强的黄土区域宜使用人工挖孔桩的技术。(2)对气候的条件加以思考,特别是降水量,将整体的降水量估算出来,将完善处理的方案制定出来,给工程顺利开展打下基础。(3)对施工当中使用的设备与材料加以采购,布置施工的现场,将预制桩的位置设计出来,提前对现场加以清理,聘请专业人士来复核预制桩的位置,保证施工的顺序科学合理。(4)对地下水于流沙的问题加以解决,可选择沉管方法,于沉管的预埋部位与地下的砂砾层间使用水泵来加以排水。还可选择护壁方法,按照地下水水位的状况与下降的速度,使用模板对孔壁的角落加以防护。
3.2施工流程
施工前需对施工的现场加以整平,然后再将防线设置好。在开挖完成了第一节的桩孔土方以后,应当于护壁之上把十字的轴线画好,并装设上照明的设施与活动井盖及垂直的运输架等。在完成了此环节以后,然后对第二节的桩身加以挖土的作业且清理好四壁,根据有关标准与要求核对垂直度与直径等。
3.2.1确定施工的参数
对施工现场加以整平,并清理表面松软的土层与杂物等,对线网加以合理地管制,经画十字方式来对人工挖孔桩位置加以确定,为确保这环节施工的质量,需对部分施工的参数加以确定。于井圈护壁混凝土浇筑的时候,需确保井圈高度至少超出地面20m,以10m当作标准,来对井圈的护壁进行加厚,对桩位中线加以确定,需严格管控井孔高度与挖掘进度。确保护壁的塔接高度超过5cm,在护臂的操作结束以后,还要与现场的实际状况相结合来加以拆除。若于护壁上出现漏水和渗水等质量方面的问题,应及时加以补强。
3.2.2处理流沙和地下水选择
沉管、模板护壁和钢套筒护壁等方法来对流沙和地下水加以有效地处理。采取沉管的方法是主要管控混凝土沉管的作用。厚砂层的部位宜采取钢套筒护壁的方法,厚砂层地下水量相对较多,选择钢套筒护壁这一方法可将桩孔成型作用发挥出来。模板护壁方法可以有效管控地下水的水位下降情况,从而有效缩减成孔时间且防止孔壁发生塌落的情况。
3.2.3混凝土灌注
人工挖孔桩关键的施工环节就是混凝土灌注,施工的质量会直接对建筑整体的质量与结构稳定性能造成影响。在工程实际施工当中选择集中搅拌方式,把混凝土坍落的度控制于6cm左右。于实际体的灌注当中,为确保混凝土的下料效率,选择串桶的施工方法,下料时把混凝土下落的高度控制于大约2m的范围,并且在浇筑时加以振捣作业,确保混凝土密实的程度。在设置完施工缝以后,应在很短时间里将钢筋布置好,提高新旧混凝土两者间结合的力。
结束语
综上所述,建筑施工期间,常见的不良地基土种类较多,可根据地基土的物理力学性质,选择置换法、夯实法、加筋法、预压法、注浆法进行改造。文章结合实际案例,介绍了人工挖孔桩的施工技术要点,指出地下水、流砂问题的处理方法,希望为现场施工提供参考,提高施工质量。经结合以往的工作经验,在改造不良的地基土当中,针对各不相同的土质需使用科学合理的处理对策,严格按照有关的规定开展施工,改善建筑工程稳定的性能,提升其承载的能力,进而提升整体的施工质量,不断地推动建筑业实现健康持续的发展
参考文献
[1]李强.建筑工程施工中对不良地基土的改造技术[J].河南建材,2020(1):119-121.
[2]张寒波.不良地基土改造技术及人工挖孔桩在工民建施工的应用[J].低碳世界,2019,9(12):134-135.
[3]张书建.建筑工程施工中不良地基土的改造加固原理与技术[J].装饰装修天地,2019(17):306.