房屋建筑工程软土地基施工技术

2022-01-01 11:03赵飞翔
砖瓦 2022年5期
关键词:垫层软土碎石

赵飞翔 黄 勘

(湖北地矿建设工程承包集团有限公司,湖北 武汉 430050)

在房屋建筑工程施工过程中地基工程属关键内容,但有不少工程在实际施工过程中很容易遇到软土地基。软土具备含水量大、抗压性低、伸缩性大的特点,这种地基在施工过程中容易威胁到房屋的施工质量,对后期房屋的使用安全性产生一定的威胁,因此,软土地基施工过程中必须要妥善处理。

1 房屋建筑工程软土地基施工技术

1.1 孔内深层强夯技术

这种技术属一种深层地基的处理方法,其处理机理为挤密及置换,通常情况下,采用这种技术处理地基时要进行钻孔、沉管、掏孔,紧接着需要由上及下分层填料强夯,目的是使其能够形成高承载力的密实性桩体或者强力挤密的桩间土,因桩间土受到强行挤压的作用力向四周挤压,而桩间土经挤密之后会得到水平方向的压缩作用,此时便可以提高桩间土的地基承载力。

采用这种技术施工时一定要保持成孔机垂直,且垂直度应不小于孔深的2.5%,成孔的中心部位存在的偏差必须控制在桩径的25%以内,施工桩的顶部需要高出设计标高500mm~1000mm,按要求确定填料种类、数量以及具体的锤击次数。

1.2 深层搅拌桩技术

这种方法属于就地成桩的一种处理方法,具体是用水泥、石灰、粉煤灰及一些其他的添加剂,把水分含量较高的软弱土直接变成强度固定的水泥土。此方法多用于城市工程施工,采用此技术施工时无须钻孔桩泥浆护壁或者掺入水下灌注混凝土等复杂性较高的施工工艺,对其桩径、桩距以及具体的排列形状无严格限制,且施工时不会受到噪声污染问题的困扰,材料排除也少,对环境造成污染的程度小。

采用这种方法施工时必须保证送灰均匀连续且不能间断,保持桩间均匀且足量的喷灰量,目的是为了不影响成桩质量。对桩顶1.5m以内范围进行复搅、复喷,目的是为了保证土能够充分压实并且将水泥拌和均匀。此外,钻头快到桩底时,需要在原位旋转2min。

1.3 挤密碎石桩技术

这种技术在施工中首先应合理布置桩位,之后桩就位,取土、成孔,然后填料并夯实,成桩之后紧接着铺设垫层,最后将挤密碎石桩转移至下一个桩位。为确保成桩参数的精确性,一般在大面积施工之前一定要做成桩试验,此时桩机就位的垂直度一定要满足相应要求,将垂直度偏差控制在1.5%以内,为避免断桩,必须保证碎石量达到既定要求,切勿出现植物残体垃圾等杂质。沉桩时,如遇体积较大的单独石头,则需要做移除处理[1]。

在碎石挤密桩加固软土地基的过程中,其对于桩间土的挤密效果很明显,加固之后地基承载力往往为原始天然土的5倍,而且还能大幅缩短地基固结沉降的时间。由于碎石挤密桩受场地因素影响,会降低施工成本并缩短施工工期,这样就可以进一步提升软土地基的承载力特征值及压缩模量,无论经济效益还是社会效益均非常可观。

1.4 换土垫层技术

软土地基施工中的基本特性及其承载力达不到既定的建筑施工要求,换土垫层技术是处理这种地基技术的最有效方法之一。换土垫层技术是将地基中一定深度的不适合土层去除,填入定量的质地坚硬的中砂、粗砂或砾砂和碎石、石屑或者是其他工业废料,目的是为了能有效地改善类似于软弱地基等一些不良地基的承载力,保证其达到既定的地基施工条件要求。采用这种技术比较常用的垫层包括土垫层、碎石垫层、砂垫层、灰土或是矿渣垫层、砂卵石垫层、素煤渣垫层或是其他性能比较稳定而且没有侵蚀性的材料等。这种技术通常在使用过程中更有利于浅层地基承载力的提升,且能有效减少沉降量,同时又有助于加快软弱土层的排水固结等。所以,实际软土地基施工时,该技术应用的频率比较高,且工作技术人员一般可以依据具体的施工条件选取合适的垫层,并且保证科学施工。

1.5 粒料桩加固法

这种方法也属于一种行之有效的软土地基处理方法,借用震动、冲击以及水冲击的方法展开施工。施工时要先给软土地基打孔,之后把提前准备好的碎石等材料压入孔内形成粒料桩体,目的是为了能够提高软土质量和软土地基的强度。这种方法多被应用于地基比较松散的房屋建筑工程施工当中,借助黏土中颗粒物较多的特点完成压实,保证其可以和粒料桩共同承重。在实施此方法时一定要注意垫层以及竖向排水环节,垫层的作用是避免土层在原状态下遭到破坏,而竖向排水的目的则是为了能够有效排除软土地基中多余的水分。一直以来阻碍房屋建筑工程施工的软土地基问题,经反复实践总结,最终总结出多种攻克其问题的技术方法。然而为了达到理想的房屋建筑软土地基施工治理效果,又按照软土地基的类型以及其自身具备的多重状态性质,一般情况下,在完成地基处理工作之后,基本都会检查施工技术最终的处理效果,以保证能够进一步提高地基的质量,保证整体工程质量[2]。

1.6 置换技术

这种技术主要是运用砂石和碎石等各种材料来置换软土,并且形成复合地基,以便有效提升软土地基的强度。比较常用的置换方法包括:①石灰桩法。通常情况下,石灰桩被用在塑性指标比较高的软土地基中,施工环境相同的条件下,应用石灰桩进行加固的效果往往要比水泥更好。石灰桩多是应用软土地基施工机械或者采用人工成孔的方式,填入石灰形成的桩体中,借助桩体吸水和膨胀的作用,科学改善桩基周围土质的状况,利于地基稳固;②碎石法。这种方法主要运用一种单向(双向)振动振冲器或冲击荷载把桩管挤进土层,紧跟着在地基中成孔,之后一边填入碎石一边振实,以形成密实的碎石桩。桩体可以和周围的土体结合形成复合地基,且在这种情况下碎石桩在其中发挥的是置换作用,便于有效提高地基承载力,同时又可以降低地基沉降,继而达到地基加固的目的。

1.7 排水固结技术

此技术多被用于控制地基沉降,借此来保证地基稳定性,在受到地基荷载作用下借以竖向排水井的科学布置,把软土地基中富含水分的孔隙水慢慢排出地基,从而使软土地基中的空隙慢慢缩小,增强地基的稳固性,同时还能提升软土地基的承载力与抗剪强度,并且有效地控制地基沉降的速度。一般在使用排水固结技术的过程中,常用方法包括:①电渗排水法。这种技术方法是以降低软土中的含水量来提高地基的稳固性,并在软土中插入金属电极,借助电流的作用将软土中的水分排出;②堆载预压法。此技术是在房屋建筑施工前临时堆载等同于建筑物或者比建筑物结构大的土石构件等,加载并预压软土地基,以达到提升地基承载力的目的;③砂井法。这种技术是在黏土地基中设置一些砂井,并在砂井上铺设垫层,借此缩短排水距离,以提升地基的牢固性[3]。

2 房建工程软土地基施工过程中的主要问题

2.1 因软土下沉造成地基变形问题的发生

由于软土本身土质比较松散且抗压能力较低,故而很容易引起地基变形问题,这就导致在建筑工程施工时会受到干扰,如果地基下沉幅度比较大,则容易出现地表缝隙并加剧地基下沉的问题,严重还会使建筑物面临倒塌的可能。

2.2 因自身地质强度很低引发建筑物稳定性变差

本身软土地基中富含水分,且其中孔隙较多,土粒间的连接比较松散,所以地基本身抗压强度很小。实际施工时,施工方往往不注意对土层进行前期处理,这就容易降低建筑物的稳定性,并且引发一系列建筑后期的使用安全问题[4]。

2.3 未对软土地基进行有效的勘测

施工单位在施工时往往都会尽量将施工成本降至最低,借此实现经济效益的最大化。因此,实际施工过程中,不少建筑施工企业都会简化施工程序,不做地基勘测。为此,建筑单位不能清楚地掌握软土地基的实际情况,导致无法进行全面的建筑施工设计活动,如此便引发了一系列施工问题,影响到整体工程的正常施工。

3 加强房屋建筑工程软土地基的处理措施

3.1 加强软土地基的施工防护措施

首先必须保证全体施工技术人员做好安全思想意识的准备,一开始在软土地基施工时,要求施工部门必须要对施工技术人员做好相应的安全培训,同时认真勘察施工现场,要求施工技术人员必须按照对应的施工标准进行学习,加强对施工过程中施工风险性的有效评估。施工前应先规范相应的建筑施工技术,软土地基施工前要先做好施工现场的地质调查工作,择优选择施工材料及施工技术方法[5]。

3.2 使用土工纤维铺垫法处理软土地基

软土地基施工时要使用土工纤维来辅助提高软土地基整体工程质量,其技术方法的核心在于向软土地基表面增加土工纤维。土工纤维能防止软土地基施工中的一系列不安全稳定的因素,防止在施工材料再次加入之后造成软土地基塌陷。向软土地基中加入土工纤维能有效提高软土地基的承载力,且不会影响到水分下降的问题或者也不会出现积水问题。

3.3 利用合理的方法提升软土地基的稳定

建筑工程中软土地基始终是基础,施工过程中必须要先进行软土地基的施工,鉴于软土本身具备的特点,可选择砂桩挤密法来提高软土地基的安全性和稳定性。但是,这种技术在施工过程中往往要花费很长的时间,因此采取和使用此方法之前必须要保证充足的施工时间。倘若对应的施工工期适合采取砂桩挤密法,则可在建筑施工时先将软土地基填好,之后在停止一段时间的施工之后,自然下降软土地基,待完成所有工作之后再开展软土地基的填筑工作。

3.4 确保施工力度和强度

施工单位在开展房屋建筑软土地基施工过程中,必须要合理掌握好工程的施工力度及施工强度。特别是在采取挤密砂桩技术时,一定要将砂石等各种相关的建筑材料按照相应的施工标准融入软土地基中,并且在此过程中保持科学合理的机械振动强度与冲击力。倘使施工过程中并未达到相应的施工标准,则很容易影响到整体建筑工程的软土地基质量,继而导致沉降问题的发生,引起软土地基工程的不稳定问题出现。因此,实际施工过程中,施工技术人员必须要具备专业的技术能力,遇事不慌张,并且力求能够采用合理的方法来解决相应的问题,确保工程施工能够顺利进行[6]。例如,某建筑工程施工中主要为湿陷性黄土,并且湿陷厚度不大,大约为2m 左右,但是局部可达到4.8m左右。施工人员根据施工要求采用强夯处理方法来处理地基,其中强夯宽度大约为6m 左右,并且对基底采用25kJ 三角形冲击压路机,强夯次数大于6 次以上,在完成地基施工后最后进行下一步施工操作。

4 结语

综上所述,在房屋建筑工程施工当中,地基是其施工的重要组成内容,不管是工业建筑或民用建筑,施工过程中都必须要合理维持地基的稳固性。某种意义上来说,地基和建筑工程在其上部结构上存在较为紧密的联系,实际施工当中要求施工技术人员一定要根据施工现场的实况和软土地基的具体情况,选取科学合理的地基处理方法,以保证房屋建筑工程的安全性和稳定性能够达到既定的施工标准要求。

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