张承果
摘要:我国是一个地域广阔的国家,在经过了数百万年的地质变化后,地下情况非常复杂。在上面进行建筑工程施工的时候,必须要提前对土体进行勘探,对其中的不良地质条件进行处理,使其达到设计的承载力要求后才能再继续施工。但是目前我国的地基处理方式多种多样,每种方式所适用的地质条件和技术要点都有较大差别,如何根据不同的地质情况来选择合适的处理方法,是所有建筑施工单位需要关注的重点。
关键词:房屋建筑施工;地基处理;技术分析
在土地使用逐渐紧张的今天,超高层建筑已经成为了时代发展的必然,其对地基基础的承载力要求非常高。尤其是在一些沿海区域和靠近河流湖泊的地方,地下水量丰富,在长期的地质变化和水流冲刷下,地下经常会充斥着各种溶洞、断层等不良地质条件。对地基进行良好有效的处理,已经成为了超高层建筑施工的重要前提。本文就常见的几种地基处理方式的适用条件及技术要点进行简要的介绍。
一、不良地基的特征
1、含水率高
软弱地基通常含水率高,有的甚至超出普通地基基础2倍甚至多倍以上。由于含水率高,导致土质稀薄,没有凝结在一起,凝结程度不够,承载力自然达不到要求。
2、渗透系数小
由于土体内含有较多的水分,且孔隙水压力很大,外界的水很难进入到土体内部,因此呈现出一种虚假的饱和状态。如果上部施加的压力大于孔隙水自身的压力,水就会被挤走,使土体急剧的收缩,发生沉降,引起上部结构开裂。
3、变动灵敏性高。在内部含有大量的水分和气泡的情况下,软土地基体积很不稳定,当承受荷载的时候,会因为压力施加的部位、方向和不均匀性,导致软土体积发生各种变化,因此变动灵敏性很高。
二、常见的地基处理方法
1、换填法:用其它材料来代换原有软弱土层。
2、喷射注浆法:将水泥浆通过加压设备注入到土体中,形成融合物,改良土体结构来提高承载力。
3、强夯挤密法:采用重锤来锤击地面,改善土体的结构性能和密实度。
4、水泥粉煤灰桩加密法:采用桩体来提高整体承载力,同时挤压土体,增强密实度。
三、换填法的技术要点
1、方法及原理
在土方开挖的过程中,直接将软弱土层挖出来,采用其他材料来换填至设计标高,再分层压实,达到改良软弱土层的目的。
2、换填的材料
砂石混合料、三七灰土、砖渣、混凝土。
3、注意要点:采用其他砂石、灰土等换填的时候,一定要根据换填的厚度分层压实,否则还是松散的土层,达不到效果。采用混凝土换填的时候,要注意配比水泥的选型和含量,防止受到腐蚀和产生大水化热引起裂缝。特别是当换填的厚度较厚的时候一定要分层换填,不可一次换填到位。
四、喷射注浆法的技术要点
1、作用和原理
喷射注浆法是首先利用钻机进行钻孔,再将带有喷嘴的注浆管插入至设计深度后,用高压注浆设备将水泥砂浆注入到土体里面,使砂浆与土体进行融合形成高压粉喷桩来提高土体承载力。在高压砂浆喷射至地下的过程中,细小的颗粒会随着砂浆的上浮而带出地面,也会改善一定的土体结构。
2、适用范围:
地下溶洞、地下断层带、含水率过高和松散的土层、淤泥质土和粉质黏土
3、施工控制要点:
3.1须控制二次注浆的时间,要在上次水泥浆体初凝前进行,否则二次浆体无法进行融合而形成断层,注浆之前,必须对孔位进行清洗,防止在间断的过程中,土体掉落或其他杂物进入孔内,而影响灌注的质量
3.2注浆的过程中,要随时监控孔位的垂直度:钻孔的过程中,要防止塌孔的产生。同时在静压设备的强大冲击压力下,水泥浆会以很高的速度向下喷射,如果在喷射的过程中,对周围的土体形成冲刷或者引起内部土体的坍塌和凹陷等,都会影响喷射的方向,导致注浆偏斜,没有达到设计的位置。
3.3如果土体内大量的淤泥或含水过高,而浆体的浓度和凝结速度赶不上水化的速度,同样无法达到效果。这种情况,应及时提高水泥浆的浓度和标号,有必要的时候可以加入一些外加剂来加快凝结的时间和更好的与土体融合。
五、强夯挤密法的技术要点
1、方法和原理:强夯法就是用一个质量较重的锤子,从一定高度快速下落,锤击土面。在强大的熟悉冲击力下,来挤压土体,使其密度变大、含水率变小,土质密实来增强承载力。
2、使用范围:适用于碎石土、低饱和度的黏性土、砂土、素填土、杂填土、湿陷性黄土等。
3、技术要点
3.1重锤的质量选择要适度,不能太轻或太重。过重会对下部老土造成扰动,太轻则达不到锤击效果。
3.2要注意及时排水:软弱土层中通常还有较多的水,在重锤的锤击作用下,水会被挤压到表层,如果不及时将这些水排走,还是会滞留在土体中,形成淤泥,达不到效果。
六、水泥粉煤灰桩加密法的技术要点
1、原理和方法:首先在土体中钻孔,通过在土体中打桩,灌入其它物质来形成桩体,在达到桩基承载的同时对周围土体进行挤压密实,来提高整体承载力。
2、桩基类型:
2.1 CFG桩(水泥粉煤灰桩):以水泥和粉煤灰为原料混合而成,灌注在桩孔内,在水泥硬化的过程中,形成坚硬的桩体。在上部做砂石褥垫层,来与整体底板结合在一起。
2.2砂石桩:以粗砂和石屑为原料混合在一起,形成桩体。
2.3灰土挤密桩:以高密度压实的灰土来灌注成桩。
3、控制要点:
3.1由于这些桩体,通常都是在软弱土层上施工,因此在桩机移动和使用过程中,要防止机身的凹陷、倾斜和损坏,同时造成桩体的不垂直和其它问题。
3.2同上,如果钻孔机身在锤击过程中,发生倾斜,钻孔的垂直度就会有问题,因此要及时检查和监测孔位的垂直度,发生偏差时,对弯曲或歪斜部分进行清理,或者填充少量硬质块料,待孔位正直和主体土方相互融合后,在对钻机进行调整来重新钻孔
3.3 钻孔的過程中如果发生塌孔,应立刻停止钻孔,查明原因和塌孔的位置,根据实际情况来制定处理方案。塌孔不严重时,可采用加大泥浆比重、加高水头、埋深护筒等措施后进行处理;塌孔严重时,要对土体进行清理,如果孔内区域较大,应选择重新钻孔
3.4 桩体上部要做砂石褥垫层,厚度最少保证250mm,来提高桩头的抗压能力和泌水性能,同时将所有桩体连接成整体,对承载力有较大的提高。
【结语】地基基础的处理,需要首先对土质的分布和不良地质条件的情况进行详细的勘查和分析,针对性的选择最合理的处理方案。在施工过程中按照以上技术控制要点进行过程控制,加强现场管理,就一定能达到预期的目的和效果。
【参考文献】
[1]张伟.浅析房屋建筑工程地基处理技术要点[j]城市建设理论.2012(7)
[2]周国平.论房屋建筑工程常见地质基础处理办法[j]中国科技信息.2013(2)