建筑工程的软土地基加固施工技术研究
摘要
关键词
建筑工程 软土地基 加固施工技术
正文
软土含水率较高,且孔隙率较高,缺乏较强的力学性能,容易变形,不仅会引起地基结构变形、沉降等问题,严重危害建筑工程施工安全,且会延误施工进度,加大施工成本。基于此,需要对软土地基特点进行分析,提出针对性的防治措施,如换填垫层法、桩基础加固、真空预压法等方式进行有效应用,改善软土层力学性能、地基承载力等,保障整体建筑结构的安全性和稳定性,减少安全事故的出现,促进软土地基加固施工技术水平的提高。
一、软土地基特点
在现代化建筑工程施工中,需要采取科学合理的加固技术,以便对软土地基进行科学性处理,以便有效改善软土地基性能,增加地基结构承载力,为整体建筑工程施工质量的提升创建良好条件。其中,软土地基特点体现为:
(1)触变性,在外部荷载的持续性作用下,会引起土层中吸力、剪切强度的不断性变化,这样一来会引起软土结构形变现象,进而引起软土地基较大的触变性,加大了软土地基收缩、沉降等问题的出现【1】。
(2)高压缩性,软土中的含水量较高,且存在大量的有机物质,致使土层颗粒间隙较大,在外部持续加载作用下,软土地基体积出现压缩变形现象。
(3)低透水性,软土中的颗粒间隙很大,难以对水分进行有效性渗透,这样一来会引起软土地基发生湿软、浸润、液化等现象,严重降低地基的渗透能力,加大了形变几率。
(4)不均匀性,软土地基存在明显的不均匀特性,不同部分的软土在力学性质、工程行为方面差异性较大。因此,在对软土地基进行处理时,需要对不均匀性特点进行综合性考虑,保障建筑工程施工质量。
二、软土地基加固类型及原理
结合软土加固理论,土体变形问题的出现,受到土体孔隙水压的直接影响。各种物理力学参数是影响土体孔隙水压力的重要因素,其中涉及到土体渗透系数、液体容重、孔隙比等。基于此,为了对软土地基进行加固处理,强化其固结效果,首先需要对土体孔隙水压力进行有效性改善。其中结合改良方法的不同,可以把加固后的软土地基进行如下分类:
(1)对软土物理力学参数进行直接改善,以便对软体地基承载力、抵抗变形能力进行整体性改良,从而强化软土加固效果。其中主要改良方法为在软土中添加外掺材料,如水泥、砂等,使其与软土进行融合,形成统一的加固体,以便进一步强化软土物理力学性能。同时还可以对软土孔隙率、含水率等物理力学性能进行改善,以便改良土体孔隙水压力,强化软土抗变形能力。主要方法有真空预压法、电渗法等【2】。
(2)利用外部作用力,增强软土地基局部固结效果,也可以利用置换方式,增设内部加固区,使其与软土区形成共同体,强化软土地基加固效果。其中桩体负荷地基、强夯法、局部钢筋混凝土加固方法应用广泛。利用增强桩体可以对软土地基产生挤压作用,从而减少软土孔隙率,并把孔隙中的水排出。
三、建筑工程的软土地基加固施工技术
(一)桩基础加固技术
该方法应用中,需要在软土地基中置入桩体,从而强化地基承载能力,保障整体软土地基结构的稳定性与可靠性。在具体应用中,要结合软土地基特点,针对性选择桩体类型。当前在软土地基加固处理中,主要对钻孔灌注桩、预制桩、钢筋混凝土桩进行广泛应用【3】。桩型不同,其承载力、适用范围也存在很大差异性,因此,需要结合工程施工需求,优化选择桩型。还需要结合工程特点,优化布设桩间距,并实现荷载的均匀分布,保障软土地基承载力的进一步强化。当荷载较大时,需要增加桩基础密度,扩大承载面积,结合土层特性等优化设计桩体长度、直径等参数。要保障桩体能够深入到稳定土层中,才能对荷载传导到坚硬土层中,进一步优化承载环境。其中,在使用钻孔灌注桩进行作业时,要保障原材料的配合比、水灰比,优化设计拌和时间,确保混凝土质量符合软土地基加固要求,进一步强化桩基础加固效果。
(二)土钉加固方法
该方法应用中,需要在地基中置入土钉,以便进一步强化地基抗滑稳定性,且提升整体地基结构的承载力。土钉与混凝土面板进行相互连接,以便形成一种支护墙体。在具体的方法应用中,需要结合实际情况,对土钉数据、间距、土钉长度、直径等进行综合考量,才能根本上发挥土钉墙的稳固作用。当前常用的土钉材料有钢筋、钢束、纤维复合材料等【4】。其中,钢筋土钉的耐久性较强,且拉强度较高,主要是通过摩擦力、土体年结阻力等,实现荷载的有效性传递。钢束和纤维复合材料土钉主要在受拉、剪切力较高的工程中进行使用,从而进一步强化软土地基加固效果。此外还需要对土钉与面板进行牢固性连接,并对土钉垂直度、深度进行优化布设,进一步强化黏结力和摩擦力。
(三)地基改良方法
这是一种工程措施,可以对地基特性进行有效性改良,进一步强化软土地基的承载能力,减少变形问题的出现。在具体操作中,需要利用专业化的振动器振捣软土地基,增加软土密实度和强度,并在振动作用下,确保土体颗粒更加紧密的接触,增加土体紧密度,强化整体地基结构的承载力。此外还可以设置搅拌桩,强化土层加固效果,即对水泥、石灰、固化材料等进行混合,并充分搅拌,进一步提高软土物理、化学性质,提高地基强度【5】。必要情况下,可以在软土地基中设置钢筋、玻璃纤维格栅,形成加筋土墙,进一步强化剪切强度、抗滑稳定性。
(四)预压法
该方法应用中,需要把软土地基中的空气进行抽空,使其内部结构保持真空状态,最大程度上降低土体中的孔隙水压力,然后利用堆土、堆石等重物进行压实,增加地基密实度和稳固性。在真空预压法具体操作中,需要在地基内部设置排水板,形成排水通道,并铺设砂垫层;然后覆盖密封膜,在周边设置密封沟,并对其进行回填,形成封闭系统,利用真空泵与排水系统抽气,这样砂垫层呈现负压状态,内外部结构形成压力差,把孔隙水排出来,强化土地加固效果。在堆载预压法中,包含塑料排水带预压法、天然地基堆载预压法【6】。
(五)电渗加固法
该方法应用中,需要通过直流电场作用,实现软土地基加固效果。在具体应用中,需要在电场的作用下,通过软土中固-液-气三相中附带的阴阳离子,利用电渗法阴极,对阳离子的极性分子进行吸附,从而把土体中的水分排出来。土体中的负电荷矿物颗粒,会在电泳的作用下,逐渐向阳极运动,确保其周边土体密实度的增加。通过这种方式强化土体稳固性。在操作中,要结合实际情况,科学布设电极,结合软土厚度,合理确定入土深度,同时要覆盖塑料薄膜,避免水分蒸发。还需要确保所有电极都能够串联到整流器中,在通电状态下进行加固,同时加速抽水。
(六)换填垫层法
该方法主要是利用开挖浅埋土壤、地表土壤等方式,并回填强度较高的填料,对地基特性进行改善,强化地基稳定性和承载力。在具体应用中,要挖掘出来软土地基,并结合设计要求对挖掘深度进行针对性确定【7】。然后要合理选择填料,一般为砾石、碎石、砂石等,保障填料具有较高强度,且腐蚀性强,抗压缩性高,避免地基沉降。在回填前,要科学检测填料含水量、粒径级配等,进一步强化软基加固效果。该方法主要在地基不稳、浅软土层、不均匀地基中进行使用,并需要分层回填,减少地基不均匀沉降,加速软土排水,清除膨胀土湿陷性、膨胀性,减少沉降问题。此外,还需要对回填后的地基强度进行检测,其中检测方式包含贯入测定法、环刀法等。
(七)强夯加固法
该方法应用中,主要是利用重锤等设备,从一定高度上自由落体,强夯地基,在重力撞击作用下,可以快速挤压出土体中的水分,增加土体致密性和均匀性,强化整体地基结构承载力。要结合软体特性,选择合适的夯锤面积;要提前展开现场勘查工作,了解地基深度、性质、分布情况。要采取隔震保护措施,合理控制夯击次数、夯点等,做好质量检查工作。
(八)抛石挤淤法
该方法应用中,要先后在地基中部、两侧抛置特定数量的碎石,通过这些碎石的自重作用,逐渐沉入到基底,以便对淤泥进行剪切和破坏,同时对泥沙进行持续性挤压,进一步提高地基承载力,属于人工置换地基【8】。在具体操作中,需要对石块进行精准抛掷,并从中央向两边均匀延伸,形成泥沙翻涌通道。此外要精准计算地基倾斜度,以便明确抛石具体位置。要对石块的体积、重量进行严格把控,确保重量相同。利用推土机整平、滚轴压实,并铺设反滤层。
结语
综上所述,在现代化建筑工程施工中,需要对软土地基进行加固处理,增加强度和承载力,减少地基沉降、变形问题的出现。在实际作业中,需要结合实际情况,选择合适的加固技术方法,如强夯加固法、换填垫层法、电渗加固法、预压法等,全面提升建筑工程施工质量。
参考文献
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