建筑工程中软土地基处理技术的应用论文_陆建林

建筑工程中软土地基处理技术的应用论文_陆建林

广东城建达设计院有限公司 广东佛山 528200

摘要:我国的社会经济在不断迅速发展,与此同时,我国的建筑工程的发展也迈入了一个全新的阶段。在建筑工程中,地基的质量对建筑工程的质量有直接的影响,如果地基处理中出现了质量问题,那么后期的建筑工程肯定也会伴随出现质量问题,所以,对于地基的处理,一定要重视起来。

关键词:建筑工程;软土地基处理;应用

引言

对于软土地基,它是一种对压力以及重力的承受能力特别弱的土体,具有土质松软、压缩空间比较大、里面含的水量也比较大、承载能力较差等特性,就像是淤泥之类的,这种软土一般是在湖泊或者沿海等地区见的比较多。如果在软土上进行建筑施工,那么就会特别容易发生坍塌以及下沉等现象,会对建筑工程的质量有直接的影响,另外某些建筑对首层地台沉降有较高要求,遇软土地基,不经处理,后期地台沉降也会对安全生产带来不利影响。所以,在建筑工程施工中,对软土地基一定要进行处理。

一、软土地基的共性以及软土地基处理的重要性

1.共性

在判断软土地基的时候方法和标准也是不一样的,因为软土的类型大多是不一样的,它的形成原因以及结构形态都是会有很大的区别的,一般情况下,软土地基的工程性能有间隙比较小、颗粒的含量相对高、含水量也相对高、压缩系数比较大等,很多软土地基的间隙是在1.0以上的,自然含水量是大于30%的,它的饱和度也是较高的。

2.重要性

我们生活中普遍的会看到建筑工程的地基质量出现问题,这其中的原因主要有以下几点:第一、压缩性的影响。软土地基中都有压缩性的特性,它的这一特性直接会影响到建筑施工中的地基下沉情况,要减少这种下沉的情况,就要提高地基的质量。第二、透水性的影响。地下水的流动一般都是有它特定的规律的,地下水在流动过程中会对地基差生一定的压力,如果谁渗透到地表之下的时候,就会浸泡到地基,让地基长时间的浸入在水里,从而影响到地基的质量。为了改变这种情况,一定要进行相应的处理。第三、受动力的影响。在地震等自然灾害出现时,沙土会出现液化现象,这种现象会直接影响到地基的质量,对地基的强度和承载能力都有所改变,地震所产生的动力直接回影响到地基的质量,所以一定要采取相应的措施。第四、剪切性的影响。地基在承受图层对它的压力时会体现出一张稳定性,这种稳定性受到地基本身的特点和地基的抗剪能力强弱的影响,在建筑工程施工的时候剪切破坏所给地基带来的压力对地基的质量也有着重要的影响。

二、软土地基处理时的基本原则

对于软土地基,它有很多的特殊特性,这些特殊的特性会导致在施工的过程中,软土地基容易出现一些质量上的问题。对于软土地基的处理现在已经是建筑工程施工过程中的一个重要问题,在对软土地基进行处理的时候,可以进行综合性的考虑,比如软土的剪切性、压缩性、手动力特性以及透水性等各个方面都要进行考虑。一般情况下,都会对软土地基进行增加钢筋的处理,这种处理方法一定要按照建筑工程施工的实际情况去处理,不能盲目的进行增加钢筋,在处理的时候一定要对软土地基进行全方面的分析,并记录分析数据,这个数据可以作为后期的一个参考数据,对于现场检查,一般是会用试验、开挖试坑法。物探。钻探等测试手段。在处理软土地基中,一定要按照当地的地理环境去采取科学合理的处理方法。

三、软土地基处理的方法

1.换填垫层

换填垫层是使用一些稳定性比较好的材料,比如砂砾碎石等,对软土地基进行填充的一种方法,这个方法大多数是在换填的厚度比3米小的时候使用,这样可以排除地基中多余的水分,同时,也可以使用一些砂石、矿渣等稳定性好而且没有侵蚀作用的东西对其进行一个填补,这样可以有效的让地基的承载能力提升,也对地基下沉的现象有明显的改善。此方法的优点是施工速度快。缺点是需要场地大开挖,土方量巨大,而且,如果地下水位浅的情况下,还需要场地降水。

2.粒料桩加固

这个方法和换填垫层的方法有所相似,都是要利用到砂砾碎石等稳定性比较好的材料,不同的是,这个方法是利用这些材料去浇筑一些直径比较大的柱体,然后利用一些专业的器械去加强软土和柱体之间的复合地基,在用这类处理方法的时候,一般都会把进行置换一些原本的软土,这样可以有效的提高地基的稳定性,从而让地基的承载能力加强。

3.利用化学药剂

这种处理手段主要是对一些化学药剂的利用,将一些有助于加固的化学药剂和水泥混合,倒入到搅拌机中进行充分的搅拌,然后再注入到软土地基中,从而去加固软土地基,这种利用化学药剂的方法对土地的隔水性有很好的效果,也很好的增加的地基的强度,一般来说,这种方法是在地面开挖后对软土地基的一种处理手段。

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4.冻结法

冻结法是在软土地基中加入一些钢管,把这些钢管和软土一起冻结,地基中多余出来的一些水分也进行冻结,这种方法很多时候是在地面有渗水的时候用的,可以对渗水状况进行有效的处理。这种方法对于其他情况也都是适用的,不过因为这种方法的成本过高,对施工人员的技能要求也非常高,所以用的不是很普遍。

5.深层拌和

深层拌和是在原本的软土中加入一些水泥等稳定性较好的材料,然后形成一种不管是强度还是稳定性都比较高的固体,然后利用这种固体对软土地基进行加固的一种方法,在用这种方法处理软土地基的时候,一般会使用水泥和石灰做原材料,这两种比较常见,使用水泥的时候一般是处理一些粉土泥炭等土体比较软的软土地基,石灰一般是去处理一些塑性指标比较高的土体,石灰在使用中很大程度上是把它当做一种固化剂在使用。这种方法可以有效的加固软土地基。

四、工程案例

笔者在2014承接广东省佛山市顺德区某企业二期项目,根据甲方反映,一期项目在设计之初没有考虑软土处理问题,工程完工使用2年后,发现室内地台出现下沉情况,局部地面标高甚至比室外路面还要低,严重影响企业正常生产,所以要求本次设计要把地面处理考虑在内。具体情况如下:

场地地基分层情况由上至下分别为:素填土1.5-3m,淤泥质土4-5m,粉细砂15-18m,淤泥质土14-17m,笔者提供两套地基处理方案:

方案一、水泥搅拌桩复合地基:

(1)场地条件:

本工程地下水稳定水位标高为-0.2~-1.31m之间,平均标高在-1.13m,地下水PH值7.24,场地土质以素填土,淤泥质土,粉细砂为主,复合使用水泥搅拌桩条件。未经处理的天然地基承载力特征值为:70 kPa.

(2)工艺特点:

与其他施工方法相比较,深层搅拌法具有施工工期短,无公害,成本低等特

点。这种施工方法在施工过程中无振动,无噪音,无地面隆起,不排污,不污染环境,对相邻建筑物不产生有害影响,具有较好的综合经济效益和社会效益。

(3)材料及工艺:

采用32.5普通硅酸盐水泥,水泥掺量αw为15%,水灰比0.5,桩径500mm,间距1.2m,设计桩长10m,按等边三角形布置。

(4)加固后承载力:

经测算,单桩承载力特征值Rp1=π D L f =131.8 KN

由桩体强度所提供的承载力为:Rp2=ηqu Ap =160 KN

取Rp1=131.8 KN

复合地基承载力:fspk= m Rp/Ap+β(1-m)fsk

= 146.45 Kpa

fspk/fsk =2.1

可见,处理后地基承载力是原来未处理的2.1倍,地基承载能力大大提高。

fsk ----- 天然地基承载能力 Kpa

方案二、振动挤密砂石桩复合地基:

(1)场地条件:

同上.

(2)工艺特点:

砂石桩施工时,特别是采用振动沉管法成桩时,对邻近的建筑物会产生一定的振动,甚至产生地基液化振陷的可能,在进行砂石桩设计时必须注意这种影响,必要时应采取措施,如挖减震沟等,确保施工点距既有建筑物有一定的安全距离,一般情况下应保持8-10m.施工中加强地面观测,掌握地基变形发展动态,采取相应措施。成桩后,复合地基必须进行预压,这样才能有效提高地基强度,减少日后沉降。否则会有可能造成处理失效。

(3)材料及工艺:

桩身材料:中粗砂与碎石混合料,其级配按质量比3:7(砂:石),其中碎石粒径不大于50mm,砂含泥量(小于0.01的土粒)不大于5%。

桩径:D=300mm

桩长15m,桩距1m,等边三角形布置。桩顶按建筑说明地基做法。

(4)加固后承载力:

假设经处理后,碎石桩桩身处于稍密状态,其容许承载力fpk=250 kpa(fpk最终应由单桩载荷试验确定),

复合地基承载力:fspk=mfpk+(1-m)fsk

=84.4 kPa

fspk/fsk=1.2

可见,处理后地基承载力是原来未处理的1.2倍,地基承载能力有所改善。

考虑到设备局部荷载较大,业主方最后采用了水泥搅拌桩复合地基(设备处)+振动挤密砂石桩复合地基(非设备处)混合处理方案,根据后期使用情况来看,效果明显。

结束语

在我国南方地区,尤其是地处珠三角河流冲积平原地带,软土场地普遍存在,而现在随着桩基技术的普遍应用,建筑场地软基处理问题往往被大多数设计师所忽视,以至于后期处理带来巨大的时间和经济成本损失,实属不必。

参考文献

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论文作者:陆建林

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年7期

论文发表时间:2019/7/9

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