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房屋建筑工程软土地基施工方法

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  【摘要】进入新世纪以来,随着我国市场经济水平的迅速提升,我国建筑行业的发展也是十分迅速,其中我国房屋建筑工程项目的数量越来越多,并且规模也越来越大,当房屋建筑工程的地基手里层主要为软土时,那么其地基就是软土地基。与其他类型的地基基础的处理工作相比,软土地基的基础处理工作更为复杂,如果对其稍有处理不当,那么就可能使房屋建筑出现较大的沉降和不均匀沉降的现象,大大降低房屋建筑工程的安全性,对居住人的生命财产安全也带来了严重的影响。本文便对房屋建筑工程软土地基加固的常用方法、房屋建筑工程软土桩基础的基本结构形成以及房屋建筑工程软土基础设计时应注意的三个方面的内容进行了详细的分析和探析,从而详细论述了我国房屋建筑工程软土地基基础的处理工作。
  【关键词】房屋建筑工程;软土地基;处理方法
  引言
  软土一般是指抗剪强度低、压缩性、高渗透性差,结构性显著的淤泥、淤泥质土。当建筑物地基受力层主要为软土时,这种地基称为软土地基。房屋建筑工程可能有很大的竖向和水平向荷载,一旦结构受到扰动,软土强度显著降低,使地基上产生压缩变形,易形成较大沉降和不均匀沉降,影响建筑物安全。本文试就房屋建筑工程软基础处理方案进行探讨。
  一、地基处理的必要性
  房屋建筑地基质量受到各个方面因素的影响,包括地基的透水性、剪切特性、压缩特性、膨胀性及动力特征,情况具体如下:
  1、改善透水性。地下水会按照一定的规律进行运动,对地基造成一定的压力,水分深入后,对于地基有较强的浸泡作用,降低了其强度,应实施相应措施进行改善;
  2、优化剪切特性。房屋地基的抗剪强度及特性直接影响到地基受到土层的压力后的稳定性,因此需要采取必要的措施降低土层的压力,强化地基的抗压强性能,避免由于剪切破坏带来的压力对地基的稳定性产生威胁;
  3、提高压缩特性。压缩性决定了地基基土的沉降情况,要达到减少沉降的目标,需要实施必要的措施提高地基的模量;
  4、消除膨胀性如果地基的性质属于湿陷性土,或者膨胀性土,容易出现下沉、倒塌、倾斜等问题,应采取措施降低其膨胀性,改善其他性能,提高建筑结构及其上部建筑的安全性及使用寿命。
  5、改变动力特征。地震时液化的散状砂土会直接影响到基地的承载力及强度,需要采取各种措施将其转化为土,并避免其进一步发展,出现液化现象。综上所述,对于房屋建筑地基的处理是十分必要的。
  二、房屋建设工程中软土地基的施工技术
  1、砂垫层和砂石垫层换填
  砂垫层和砂石垫层换填的工作就是使用外力强压力让所有的土质夯实,这样就可以提高强度,减少沉降,加速排水凝固因此也是比较广泛的使用。这种技术的优势是能够软土层排水凝固的速度加快,有效减少沉降量,进一步提升了地基的承载能力和强度。这种技术主要是指通过用压实的砂垫层或石垫层来换掉地基基础下部的部分软土层。选择这种方式的换填材料最好是砂砾、石屑、碎石、粗砂等,而且这些材料还必须是有良好的级配和坚硬的质地,或者是一些其他的工业废料粒。
  2、深层的石灰搅拌桩
  深层石灰搅拌桩被广泛的应用于软土地基的处理施工当中。这种方法广泛的应用于塑性指标比较高的软土地基施工,在这样的条件下,石灰的作用效果要比用水泥来固化的效果好得多,也可靠的多。这种方法具有技术简单可行且经济合理的特点。这样的话,就可以有效的控制软土地基强度不够,沉降太多的问题。对整个工程都有较好的作用。
  3、深层水泥搅拌桩
  深层水泥搅拌桩适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土,是进行软基处理的一种有效方法。当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时,应通过试验确定其适用性。冬季施工时应注意低温对处理效果的影响。深层水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂强制拌合,使软土硬结,提高地基强度。
  (1)试桩。试桩是为了寻求最佳的搅拌次数、确定水泥浆的水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数,以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。
  (2)施工准备。深层搅拌桩施工场地应事先整平,清楚桩位处地上、地下障碍物。查清地下管线的位置及确定架空电线的位置、高度。场地低洼时应回填黏土,不得回填杂土。水泥搅拌桩应采用合格的32.5级普通硅酸盐袋装水泥以便于计量。水泥搅拌桩施工机械必须具备良好及稳定的性能。钻机开钻之前应由监理工程师和项目经理部组织检查验收。
  (3)施工要点。(a)施工工艺流程:桩位放样→钻机就为→检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵→反循环提钻并喷水泥浆→至工作基准面以下0.3m→重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度→反循环提钻至地表→成桩结束→施工下一根桩。(b)水泥搅拌桩开钻之前,应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞等现象,待水排净后方可下钻。(c)为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求,在主机上悬挂一吊锤,通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。(d)对每根成型的搅拌桩,质量检查重点是水泥用量、水泥浆拌制的灌数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。(e)水泥搅拌配合比:水灰比0.45~0.5、水泥掺量12%、每米掺灰量46~25kg、高效减水剂0.5%。(f)水泥搅拌桩施工采用二喷四搅工艺。
  4、真空预压法
  通俗意义上讲,就是通过设置砂井或者塑料排水板的方法使软土地基得到加强和牢固。地面则铺上砂垫层,用不透气的密封膜覆盖上,使其与大气充分隔绝。在砂垫层中设置的吸水管道,用真空设备在抽气的同时将密封膜内的空气派出去,期间产生的气压差非但不会使软土地基毁坏破裂,还转化成反作用力减轻了软土的地基的荷载。这种方法相对来说比较简易,不需要很多堆载材料,省去了复杂的工序,缩短预压的时间,且采用的工具设备也非常的简易,降低了工程成本,适合于大面积施工。
  房建工程软土地基真空预压法施工技术主要是指施工人员通过在软土地基的加固过程中对砂井、排水板、砂垫层和密封膜等设备进行利用从而使软土地基与大气隔绝并通过吸水管的有效埋设将空气进行排出并通过排气前后的气压差来增强地基的荷载,并使房间工程软土地基不会出现剪切现象与裂缝现象,因为极大的增强了软土地基的强度。
  (1)真空预压施工前,在加固区四周进行补充勘察,如有透水层、透气层应采取有效措施进行切断处理。
  (2)真空泵安装与工作:抽真空装饰安装可在密封沟施工完后进行,安装后进行试抽真空。压力从20kpa逐级增加,开始时严格控制加压速率,随着膜下空气逐渐抽除,土层逐渐固结,膜内真空度逐渐增大并稳定在80kpa之上。施工中应特别注意检查密封膜、密封沟等构件等组成的密闭空间的密封状态,如有漏气及时进行修补。
  (3)真空预压施工达到的要求:一般软黏土,当膜下真空度稳定在80kpa以上后、7d左右可铺设土工布,抽真空10d左右即可边抽真空边进行堆载施工。路基填筑完成后,地面沉降监测连续10d平均沉降量≤2mm/d,即可停泵卸载。
  结束语
  通过以上的论述,我们对房屋建筑工程软土地基加固的常用方法、房屋建筑工程软土桩基础的基本结构形式以及房屋建筑工程软土基础设计时应注意的问题三个方面的内容进行了详细的分析和探讨。在房屋建筑工程中的软土地基的处理工作一直都是一个比较复杂的课题,我们应在不断的设计和施工过程中积累更丰富的经验,及时的搜集和探究更多房屋建筑结构在不同地质条件下的地基变形和不均匀沉降的资料,这样才能更好的总结出科学合理的并且更其适应性的软土地基基础处理的对策与方法,不但保证了房屋建筑工程的施工质量,同时也保证了施工人员的生命财产安全。
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