建筑工程施工中不良地基土的改造加固原理与技术

建筑工程施工中不良地基土的改造加固原理与技术

山东华宇工学院山东德州253000

摘要:对不良地基土处理应采用科学合理的改造技术,充分发挥原地基土承载力,就地取材,施工工艺简单,施工速度快,地基处理费用低的特点,其主要作用是增强软土地基的承载力,减少其沉降变形,使其满足地基强度和变形等要求。如果改造和处理不到位必然对具体的工程项目建设制造出诸多的麻烦和隐患,为此,对不良地基土改造的研究显得尤为重要,笔者现把自己的分析结果与大家一起探讨。

关键词:工程施工;不良地基土;改造加固;技术分析

一、不良地基土概述

地基质量直接决定整个建筑物的稳定性,但我国目前地基工程施工技术中很多土质都无法达到实际工程标准需求,这些不良土壤如果得不到有效的处理,必然给工程带来众多不利影响,同时给工程结构安全带来隐患。因此在工程施工中我们首先要正确认识不良地图的内涵与特点。

1不良地基土内涵

所谓的不良地基土主要指那些稳定性不高、含水率高、空隙大、压缩性强、承载力差的土质,这些土质在地基工程施工中容易受到外界因素的干扰而产生软塑、流塑状态,甚至是出现滑移、塌方等现象,给工程后续工程的开展带来威胁。

2不良地基土特点

就当前工程施工建设中常见的不良地基土分析,其常见特征主要表现在压缩性强、渗透性差和灵敏度高的特征。

2.1压缩性

根据过去工程施工实践得出,不良地基土在施工中表现出含水率比一般的土壤高,同时土壤中的空隙也相对较大,因此在其他外界因素的干扰下很容易产生承载力变化,甚至出现沉降、坍塌、滑移的现象,这样也会是建筑物自身安全性、稳定性出现不利影响,给建筑后续工程施工造成威胁。

2.2渗透性差

通常情况下,不良地基土的渗透性极差,而且这种土质的整体性、粘结度以及固态性不佳,通常都需要很长一段时间才能完成固结,这给工程施工进度和施工质量造成一定的影响,进而影响到整个工程的稳定性,甚至给工程施工进度和效益构成影响。

2.3灵敏度高

灵敏度高是不良地基土很突出的一个特征,但是在过去很长一段时间内都没有得到应有的重视,这因为过去工程施工中工程质量轻、结构并不复杂而被人们有选择的忽视。但在近几年,随着国内各地工程事故的不断发生,人们越来越关注不良地基土的研究,并对各种特征和特点也给予了高度重视,这也让不良地基土的灵敏度备受人们关注。这一特点的存在让不良地基土在外界干扰下出现滑移,使得结构安全性、整体性得不到保障,更谈不上保证建筑结构整体质量了。

二、常见的不良地基土处理、加固方法

1置换法[2]

置换法包括振冲置换法、换填法和夯置换法。振冲置换法是指通过利用振冲器具,在高压水流的作用下进行对地基土进行振冲,从而形成一个个的孔,然后利用碎石等填补这些孔,碎石与原地基土复合形成坚固的结构,从而提高了地基土的承载能力;换填法师通过将地基土表层的泥土置换成密度更大,质量更好的土,使表层具有较好的承载力和稳定性;夯置换法是利用夯锤等插入泥土中,并在其中填满砂石,与地基形成复合地基。

2预压法

预压法包括堆载预压法、真空预压法、降水法和电渗法。堆载预压法是指建筑物在建造之前,先用临时堆载起来的一些砂石等建筑材料预压在地基上,使其承受一定的荷载。在预压的过程中,地基经过压缩沉降,承重的能力大大提高。在施工时要注意预压的荷载要大于设计的荷载,并不得超过地基的承载能力;真空预压法是指在软土地基表面增设砂垫层,并用薄膜覆盖严封。然后利用真空泵将其砂垫层与薄膜之间形成真空,在这个过程中,地基土不断加固。还可以辅以砂井或排水板的作用,加速软土固结的速度。在施工时要注意应减少对周围环境的影响,及时清除覆盖物等;降水法是指降低地下水位来减少地基的空隙之间的水压力,加强地基的承载力,一般可用喷射或轻型的井点来实现;电渗法是指在对地基施加电流,使地基中的水形成电渗,从而降低了地下水位,而使土地得到固结。

3加筋法

加筋法包括土工合成材料、土钉墙技术和加筋土。土工合成材料是人工聚合成的以合成橡胶等为原料的新型工程材料,将其放置在土体表面或内部可以起到保护土体的作用;土钉墙技术是指通过钻孔注浆等进行设置或者直接打入钢管等形成土钉,土钉与周围土体复合并通过受剪工作加固土体;加筋土是指将具有良好抗拉性能的拉筋埋在土中,增强土体整体结构的稳定性。

4拌和法

拌合法包括高压喷射注浆法和深层搅拌法。高压喷射注浆法是指利用较高的压力把泥浆从管道中挤压喷射出来,不仅将土体有效切割,还能和土体复合在一起,形成置换作用。待凝固之后,这部分柱体就和地基形成复合地基;深层搅拌法是指利用石灰浆、水泥浆等作为固化剂,并用深层搅拌机器将这些浆液送入地基中与泥土一起进行搅拌,通过搅拌,彼此之间发生了物理化学作用,从而形成了高强度的复合地基。拌和法的施工工艺为定位—-配制浆——送浆——钻进喷浆搅拌——提升搅拌喷浆——重复钻进喷浆搅拌——重复提升搅拌——当搅拌轴钻进、提升时,再重复搅拌一次——成桩完毕之后,清理搅拌叶片上残留的土块泥浆,移动桩机之别处施工。

5灌浆法

灌浆法是指利用液压气压或者电化学原理等具有固化作用的浆液灌入地基中,填补地基中所存在的缝隙。浆液多种多样,可以选择水泥浆、石灰浆或者粘土浆等,也可以选择一些化学浆材,例如木质素等。灌浆的方法也很多,一般有渗入灌浆法、压密灌浆法、电化学灌浆法和劈裂灌浆法等等。灌浆法应用广泛,对不良地基的固结起到良好作用。

6压实与夯实法

压实法包括三种,分别是表层压实法,重锤夯实法和强夯。表层压实法是指利用人工或者机械来碾压疏松的地基表层,将表层压实。如果表层土体的含水量太大,可以辅以填料的方法,如利用水泥等进行分层铺垫,使土体得到固结;重锤夯实法是利用重锤下落时所产生的重力和夯击力将浅层的地基夯实,在浅层地基的表面形成了一层硬壳层和持力层;强夯是指强力进行夯实,相对于重锤夯实法,它的力度更大,并且经过反复多次的夯实作用,来调整地基颗粒的结构,大大提高土体的密实度。

7挤密法

挤密法包括振冲密实法、夯击碎石桩和沉管砂石桩等。振冲密实法是指将利用振冲器械的振冲作用,使得土体结构破坏,土粒转移到低势能位置上,从而使土体变密。振冲密实法的施工工艺首先是将施工场地平整之后,布置桩位。其次是将施工车准备就位,振冲器械对准准备好的桩位,并开启振冲器械,让它缓缓地深入土层,加固深度为30-50厘米,然后将振冲器械提升到孔口,重复以上操作,慢慢改变泥浆的稠度,使其逐渐变稀。向孔内填入一批充填料,直到电流达到密实电流的标准,准确的记录下填料的量;再者是将振冲器械移出孔口,转移施工桩位。在施工的过程中要注意各段桩体都要确保达到密实电流、留振时间和填料量三个方面的要求,施工场地要尽量开设一些能够排除泥水的沟道,以便于施工过程中将浆水及时地排除沟道;夯击碎石桩是指利用重锤将碎石等打入地基中,从而形成碎石桩,起到加固作用;沉管砂石桩是指利用器械在土中形成沉管,并往管中投料,一边振动,使其形成严实的桩体结构。

结语

不良地基土的处理技术很多,人们正是意识到了不良地基土的危害,才有了对各种地基处理技术的研究。同时,随着科学技术的不断发展,新的材料与工艺被不断地应用到工程当中,具体的处理方法也越来越多,需要我们进一步进行和总结和筛选。

参考文献

[1]谢海林,徐长林.不良地基土的处理与加固的方法及施工工艺[J].价值工程,2010,(09).

[2]卢炳超.有关建筑软土地基处理方法的探讨[J].科技资讯,2010,(26).

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