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地基加固处理施工质量研究

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摘要:建筑物基础承受着上部结构传递下来的主要荷载,因此,基础的稳定对于保证建筑物安全稳定具有非常重要的作用。在建筑工程中,由于部分不良地质条件下地基土强度低,压缩性较大,难以满足施工要求,必须采取相关的加固处理措施。本文结合施工中常用的地基加固处理措施对其施工质量进行了研究,以期为建筑工程地基加固处理施工提供合理可靠的参考。

关键词:地基加固;措施;施工质量

1引言

随着国民经济的高速发展,为了合理利用土地资源,建筑工程施工不仅需要利用地基条件良好的土地,对于地质条件不良的地基也应该通过加固处理进行建筑施工。另外,随着高层以及超高层建筑物发展,基础的荷载日益增大,对地基变形要求越来越高,地基加固处理在建筑工程中的作用也日益突出。因此,科学合理的选择地基加固处理方案以满足工程建设施工对基础的要求,从而提高土地利用效率,对于城市建设的可持续发展具有重要的意义。

2地基加固处理的意义

在建筑工程施工中,最为常见的不良地基主要是软土地基,软土地基的强度偏低,具有高压缩性和弱透水性,当施工过程中遇到软土地基时,为了保证建筑工程施工质量,必须进行地基加固处理。软土的成分包括饱含水分的软弱粘土和淤泥土,其工程性质主要取决于颗粒组成、有机质含量、土的结构、孔隙比及天然含水量。软土的天然含水量通常可以达到30%-40%,最高可达200%;孔隙比大,最小为0.8-1.2,最大达5;压缩系数大;渗透系数小,一般小于1*106CM/S;灵敏度高,在2-10之间,灵敏度高的软土,经扰动后强度会降低很多。在建筑工程施工中,软弱地基通常是指压缩层主要由淤泥、淤泥质土、充填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。

进行地基加固处理的主要目的是提高土体的抗剪强度,以满足设计对地基承载力和稳定性的要求;改善地基的变形性质,防止建筑物产生过大的沉降和不均匀沉降以及侧向变形等;改善地基的渗透性和渗透稳定,防止渗流破坏等;提高地基土的抗震性能,防止液化,隔振和减小振动波的振幅等;消除黄土的湿陷性,膨胀土的胀缩性等。常用的地基处理方法有置换法、预压法、压实与夯实法、挤密法、拌和法、加筋法。在建筑工程施工过程中,必须结合实际条件综合选择处理方案。

3常见地基处理方法及施工质量控制

3.1置换法施工质量研究

置换法进行地基加固中较常使用强夯置换法,强夯置换法是指通过较重的夯锤所提供的较大的冲击能将碎石、块石、矿渣等粗粒料强行挤入天然地基已达到置换软土地基的目的,从而形成桩土复合地基,完成对地基的加固处理。强夯置换法施工方法比较简单,施工原材料也较为常见,形成的加固桩体同时还可以作为复合地基与竖向排水的通道,并且对桩体周围土体也起到一定的挤密效果。强夯置换法的施工质量要点如下:

(1)强夯置换施工时必须注意单点的夯击能,由于夯击能的影响因素较多,选择范围较广,因此,需要根据工程施工经验综合确定,一般情况下,单点夯击能的确定主要根据桩体的设计深度来定,与拟加固地基软土的类型关系不大。

(2)对于抗剪强度较低的软弱土层,如果该土层需处理厚度超过土层的1/3,不建议采用强夯置换法,如果采用强夯法,必须准确了解软土层的分布范围,并结合施工现场实际条件根据规范的要求选取进行选点施工作业。

(3)在选择强夯置换材料时,一定要选择适合该工程的级配,块石、碎石等填料的强度性能一定要符合规范的要求。根据夯锤的重量、夯击能大小和桩径确定填料的最大粒径。根据实际的施工经验应分多次进行填料并且每次填料量不要太多,从而来保证所形成桩(墩)体的完整性并尽可能减小隆起量。

(4)施工过程中一定要保证夯锤能够平稳自由的下落, 在前两遍夯击时锤的下沉量不宜超过8 cm, 其后的几遍夯击也以不大于5 cm为宜。

(5)对碎石土和砂土地基处理间隔易取1- 2周的时间间隔,低饱和粉土和粘性土的地基处理时间间隔可取3- 4周, 施工完成后一定要进行质量检验,采用标准贯入、静力触探、瑞利波或者静载试验来对地基承载力进行试验检测,保证夯实施工作业的均匀性。

3.2预压法施工质量研究

预压法包括堆载预压法、真空预压法、降水法。目前用的比较多的是真空预压法,真空预压加固技术是90年展起来的一种软基处理技术, 经过几十年的实际工程应用已经比较完善,施工工艺也形成一套体系,真空预压法荷载压力可以达到过600mm汞柱的真空度(相当于8吨/平方米的等效预压荷载) ,最大可以达到640mm汞柱。真空预压法施工工期短,造价低,节省能源且对环境污染小。真空预压的施工质量要点如下:

(1)在施工前要对施工场地进行仔细的处理,地表必须清理干净,如果地表清理不彻底,原地表残留植物根茎, 会对后期的插板质量、工效以及真空预压的气密性产生不良影响。对于施工现场修建的临时便道, 必须进行合理布置,防止在后期施工过程中由于施工设备运输造成真空预压气密设备的损伤,影响到气密的效果。

(2)真空预压施工方法经过多年的实践已经形成一套完善的施工步骤,每个环节都会影响施工的质量,所以一定要按照施工工序进行施工。

(3)在选用砂垫层时尽量选择采用中粗砂,控制砂的含泥量小于5%,水平渗透系数要在10-20cm/s 量级之间,砂垫层表面要求平整,厚度误差不大于20mm,避免砂垫层含有过多的杂物。

(4)在试抽真空前,必须对真空表灵敏度进行详细的检查,电器和机械要保持完好程度。每10000加固区域内宜设置6~8台真空泵,并且保证在关闭闸阀的情况下,泵上真空度能够达到98kPa, 以确保真空泵系统的正常工作。在试抽气时, 应将所有抽气泵同时开动,开泵约2~4 h, 泵口处的真空度达到2.6kPa时, 对衔接处和管线进行全面检查,重点检查有无嘶嘶鸣叫声以及密封膜与基层接触处是否发生松动。

真空预压法对土基加固效果和施工质量有着密不可分的关系, 所以施工过程中真空度的有效传递和稳定性维持是施工控制的关键。要严格进行施工管理, 保证施工过程中排水系统、密封系统的排水及密封效果都能达到规范的要求、对真空预压的持续性进行重点控制, 以满足预压处理施工质量要求,从而保证对软土地基处理起到良好的效果。

3.3拌和法施工质量研究

高压旋喷注浆法是拌和法中较常用一种方法,首先利用工程钻机钻至设计深度, 再利用高压泥浆泵等发生装置, 借助安装在钻杆机端的喷嘴, 向周围土体喷射化学浆液。与此同时给钻杆一定的速度使其能够缓慢上升,由高压射流破坏了土基的结构,并使其跟化学浆液混合反应, 从而在地基中硬化最终形成直径均匀的圆柱体。高压旋喷注浆法的施工质量要点如下:

(1)浆液拌制应该按照符合施工要求的设计配比进行配制,在制浆过程中要随时测量浆液的比重,在进行完一个孔的高压喷浆后都要对该孔的材料用量进行详细准确的统计。浆液采用高速搅拌机进行拌制, 拌制浆液的过程要必须连续不间断,并且要保持浆液的均匀性,搅拌时间也要符合规范要求。配制好的水泥浆在使用前应保持不停地搅拌,如果浆液因机械或停电等原因2h没有使用应予以废弃。

(2))钻孔定位后要进行复测以确保钻孔位置的准确性。钻机必须保持水平状态,当钻进孔深度达到5m左右的深度时,要用现场配备的水平尺再次校核机架的水平度,随时纠正钻机的水平偏差。砂层钻进应采用泥浆护壁,避免坍孔。钻孔再验收合格后方可进行高压喷射注浆作业。

(3)高压喷注浆施工质量的好坏无法直接观察,所以一定要加强对施工过程的管理控制。如果施工中出现渗漏坍塌等现象,会造成巨大的经济损失。因此,项目的施工人员必须对高压旋喷法的整个施工过程严格进行质量控制,按设计规范进行施工。

(4)当不改变喷射参数时,对同一标高的土层作重复喷射,可以有效增加加固体直径,并提高加固体长度,改善加固效果。这种方式能够使局部获得较大直径。在实际施工中, 通过在底部和顶部进行复喷, 也可以增大承载力,从而提高地基处理质量。

(5)要在旋喷桩施工结束4周后进行桩体质量检验。检验的主要内容包括桩的整体性、均匀性、有效直径、垂直度和强度特性等。检验方法可采用开挖检验、钻孔取芯、标准贯入试验、荷载试验等。检验点的位置要取在有代表性的地方, 例如施工中出现过问题的地方,或者地质情况复杂以及可能对高压喷射注浆质量产生影响的部位。

3.4加筋法施工质量控制

土工合成材料法是最为常见的加筋法,它是一种新型的岩土工程材料,以人工合成的聚合物,例如塑料、化纤、合成橡胶等为原料,制造成各种所需要的产品在土体内部、表面或各层土体之间起到加强保护的作用。常见的土工材料有土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料等。土工合成材料法施工质量要点:

(1)对于有折损、刺破、撕裂的土工合成材料,必须对其进行修补或更换,修补范围应控制在超过裂口不小于30cm为宜。对于高标准的施工项目要对原材料进行抽样试验检查,以确保材料的质量要求合乎标准。

(2)土工合成材料可采用搭接或缝合的拼接方式,但是搭接不能沿土工材料的受力方向,其宽度要大于30,缝合施工相应的缝合宽度大于5,缝合后的材料强度要保证缝合强度不小于土工合成材料的同向抗拉强度。

(3)在铺设过程中土工材料要拉紧、平顺,不能有褶皱、扭曲和坑洼。在对地基加固处理有特殊要求时,应按设计要求对铺设的土工合成材料进行张拉,在进行结合锚固端的施工时,应保证土工合成材料能承受相应的应力。

结论

在建筑工程建设中,基础施工质量直接关系到整个建筑工程的质量,因此,在土基加固处理的施工过程中,严格按照规范的要求进行施工,加强土基加固处理的施工质量控制,不断引用新技术,改进施工工艺以及施工方法,对于提高整个建筑工程基础质量,保证建筑工程的安全使用具有重要的意义。

参考文献:

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[2]李冰.强夯置换加固填海地基的试验研究[J].河北工程大学学报,2008,25(3).

[3]赵强.谈粉喷桩对住宅软弱地基中的处理[J].黑龙江科技信息 ,2008,(23).