摘要:自改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)建筑行業(yè)迎來(lái)了發(fā)展的高潮,在建筑行業(yè)不斷發(fā)展的過(guò)程中,其建筑規(guī)模日益擴(kuò)大,使得其在施工的過(guò)程中各種地理因素成為主要的制約和影響因素。目前軟土地基已成為當(dāng)前建筑工程施工的主要制約因素,軟土地基處理方式備受當(dāng)前建筑行業(yè)的關(guān)注。在當(dāng)前軟土地基處理的方法有預(yù)壓法、換填法、強(qiáng)夯法和強(qiáng)夯置換法以及灌注漿施工法和其他地基處理方法。本文就當(dāng)前軟土地基處理中的各種施工措施和施工技術(shù)進(jìn)行分析,結(jié)合施工周?chē)h(huán)境因素提出其最佳的地基處理方案。
關(guān)鍵詞:淤泥;軟土地基;塑料排水板堆載預(yù)壓法
工程概況及初步分析
隨著當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的過(guò)程中,各種施工因素和施工規(guī)模的逐步擴(kuò)大,使得其在施工的過(guò)程中對(duì)土質(zhì)要求不斷的增加。某地區(qū)建筑場(chǎng)地?cái)M建二層框架結(jié)構(gòu)房屋,其在建筑的過(guò)程中對(duì)建筑平面要求和室外設(shè)計(jì)要求的地質(zhì)資料不斷的提高。建筑平面,室外標(biāo)高為8.4m(±0.000),根據(jù)地質(zhì)資料,現(xiàn)有場(chǎng)地標(biāo)高為1.64m,需填土6.76m,土層依次第一層為素填土,厚度0.5m;第二層為淤泥,厚度為11.4m,為高壓縮性土,壓縮模量Es=1.73MPa,固結(jié)系數(shù)Ch=Cv=1.0x10-3cm2/s;第三層為粉質(zhì)黏土夾碎石,厚度為4.6m,為中壓縮性土,壓縮模量Es=4.96MPa;第四層為淤泥質(zhì)黏土,厚度為2.5m,壓縮模量Es=1.85MPa;第五層為粉質(zhì)黏土,厚度為5.4m,壓縮模量Es=4.3MPa;第六層為淤泥質(zhì)黏土,厚度為3.2m,壓縮模量Es=1.85MPa;第七層為粗角礫土,厚度為2.2m,壓縮模量Es=10MPa;第八層為粉質(zhì)黏土,厚度為12.9m,壓縮模量Es=4.8MPa。按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》,對(duì)于高壓縮性土地基,框架結(jié)構(gòu)相鄰柱基沉降差為0.003L(L為相鄰柱距),經(jīng)過(guò)初步估算,柱底內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值分別約為600KN和1000KN,柱距6米,容許的沉降差為18mm。在沉降基本完成時(shí),進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)施工,此時(shí)場(chǎng)地土體性質(zhì)發(fā)生變化,此時(shí)各層土的承載力和壓縮模量均會(huì)有所增加,假設(shè)均比原來(lái)土體增加1.1倍。在未進(jìn)行任何地基處理的情況下,前期沉降占絕大部分,而后期采用獨(dú)立擴(kuò)展基礎(chǔ)已能滿(mǎn)足承載力且無(wú)軟弱下臥層和變形要求。因此,地基處理的重點(diǎn)在于加速固結(jié)排水過(guò)程,減少回填土引起的沉降。
1、地基處理措施
地基處理是當(dāng)前工程在施工過(guò)程中不可缺少的施工措施和施工前提,是當(dāng)前建筑工程在施工的過(guò)程中保證其施工質(zhì)量和施工措施的關(guān)鍵。隨著當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的過(guò)程中,各種施工措施和施工技術(shù)手段的日益完善,以及各個(gè)施工設(shè)備不斷的應(yīng)用,在地基處理的額過(guò)程中是采用相應(yīng)的地基處理措施和地基改善方法進(jìn)行施工的過(guò)程。其主要的地基處理措施和處理方法有以下幾種:
1.1 選擇合適的處理措施 目前,軟土地基處理的方法有換填法、預(yù)壓法、強(qiáng)夯法和強(qiáng)夯置換法、砂石樁法、水泥土攪拌法、高壓旋噴樁法、樁基法及其他地基處理法。
換填墊層法是挖除軟弱地基土,其在施工的過(guò)程中是利用挖掘機(jī)設(shè)備將原有的土質(zhì)進(jìn)行逐步的挖出,然后采用砂石、粉質(zhì)粘土、灰土、粉煤灰、礦渣等材料進(jìn)行重新填筑,使得其在施工的過(guò)程中共能夠有著穩(wěn)定的抗壓性和整體性。進(jìn)行換填作為墊層的一種地基處理方法,其在施工的過(guò)程中是通過(guò)換填軟弱地基土的變形變成墊層地基的變形,增加其地基的承受力和抗剪能力,是當(dāng)前建筑工程施工過(guò)程中的主要地基處理方法和地基處理手段。本工程軟弱地基土層埋深0.5m,層厚11.4m,首先需要挖除9725.9m3,回填土需要9725.9m3。可見(jiàn)挖土及回填方量相當(dāng)大,從經(jīng)濟(jì)上考慮該方法不適用于該工程軟弱地基處理。
堆載預(yù)壓法是當(dāng)前建筑工程施工的過(guò)程中對(duì)一些淤泥軟粘土進(jìn)行改善和解決的主要方法和措施。隨著當(dāng)前社會(huì)發(fā)展過(guò)程中期施工處理手段和施工措施的日益完善,其在軟粘土處理的過(guò)程中堆載預(yù)壓分塑料排水帶活砂井地基堆載預(yù)壓和天然地基堆載預(yù)壓。通常隨著當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的過(guò)程中對(duì)其地基處理方式和處理措施不斷的完善,使得其在應(yīng)用的過(guò)程中能夠具有良好的承載能力。通常,當(dāng)軟土層厚度小于4.0m時(shí),可采用天然地基堆載預(yù)壓法處理,當(dāng)軟土層厚度超過(guò)4.0m時(shí),為加速預(yù)壓過(guò)程,應(yīng)采用塑料排水帶、砂井等豎井排水預(yù)壓法處理地基。本工程淤泥層厚度為11.4m,適合用排水預(yù)壓法。
強(qiáng)夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基,而強(qiáng)夯置換法適用于高飽和度的粉土與軟塑~流塑的粘性土等地基上對(duì)變形控制要求不嚴(yán)的工程。此兩種方法都采用夯擊的方法進(jìn)行地基加固,因此都有一定的加固深度,本工程軟弱土層為淤泥層,該土性質(zhì)不適用夯擊方法加固,而且土層深度較深。
砂石樁法適用于擠密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、雜填土等地基,本工程軟弱土層為欠固結(jié)土層,在回填土回填至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí),土層在附加應(yīng)力作用下進(jìn)行排水固結(jié),土層壓縮,因此不適用。
水泥攪拌法分為深層攪拌法和粉體噴攪法,水泥土攪拌法適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土以及無(wú)流動(dòng)地下水的飽和松散砂土等地基。當(dāng)?shù)鼗恋奶烊缓啃∮?0%、大于70%或地下水的PH值小于4時(shí)不宜采用干法。
因此本工程合適的地基處理方法可選用堆載預(yù)壓法。
1.2 排水板堆載預(yù)壓法 排水板預(yù)壓法由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分組合而成。排水系統(tǒng)是在地基中設(shè)置排水體,利用地層本身的透水性由排水體集中排水的結(jié)構(gòu)體系,根據(jù)排水體的不同可分為砂井排水和塑料排水帶排水兩種。下面介紹效益較高塑料排水板處理淤泥軟基方法,插入軟基排水板,當(dāng)填筑基礎(chǔ)及上部建筑物時(shí),荷載作用軟基,地下水由于受擠壓和毛細(xì)作用沿塑料排水板上升至砂墊層內(nèi),由砂層向兩側(cè)排出,從而提高基底承載力,塑料排水板要在砂墊層完成后施工,由測(cè)量人員測(cè)量出需處理范圍,標(biāo)出每根排水板具體位置,插板機(jī)對(duì)中調(diào)平,把排水板在鉆頭安放好,開(kāi)動(dòng)打樁機(jī)錘打鉆桿,將地面上塑料排水板截?cái),并留有一定富余長(zhǎng)度,在塑料排水板四周填砂后即完成本工程施工。目前,塑料排水板有以下規(guī)格、型號(hào),SPB-A型-寬度100mm,厚度3.5mm,可打入軟基15m;SPB-B型-寬度100mm,厚度4.0mm,可打入軟基25m;SPB-C型-寬度100mm,厚度4.5mm,可打入軟基35m。本工程適合采用SPB-B型,塑料排水板按等邊三角形排列,間距取1.0m,主要受壓層淤泥層層厚11.4m,塑料排水打穿受壓土層,深度取H=11.4m。加載過(guò)程按圖3所示進(jìn)行加載,圖4為固結(jié)度Ut與t之間的關(guān)系。
塑料排水板堆載預(yù)壓法在加載70天時(shí),固結(jié)度U70=0.74;在加載800天時(shí),固結(jié)度U80=0.81;在加載100天時(shí),固結(jié)度U100=0.90;在加載120天時(shí),固結(jié)度U120=0.95。在固結(jié)度U100到達(dá)0.90時(shí),可以認(rèn)為符合設(shè)計(jì)要求,此時(shí)沉降已經(jīng)大部分完成。該處理方法成本估算,需使用SPB-B型塑料排水板27600m。
2、結(jié)束語(yǔ)
地基處理是當(dāng)前工程施工建設(shè)的主要前提,是當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的過(guò)程中隨著各種施工措施和施工管理手段不斷應(yīng)用和完善的過(guò)程。地基處理措施應(yīng)該根據(jù)工程場(chǎng)地軟土地基的土的性質(zhì)進(jìn)行綜合性的分析與總結(jié),提出合理的設(shè)計(jì)施工方案,保證其在施工的過(guò)程中能夠提高施工效率和施工質(zhì)量,使得建筑施工能夠達(dá)到客觀的經(jīng)濟(jì)效益。