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摘要:软土地基,如果不按照严格的施工要求进行操作,或者施工工艺失误,就会使房屋建筑工程质量受到严重影响。本文分析了房屋建筑工程软土地基施工技术，提出了加强房屋建筑工程软土地基的处理措施。
关键词:房屋;建筑工程;软土地基;施工技术
Abstract: the soft soil foundation, if not strictly in accordance with the construction requirements operation, or construction process error, can make the housing project quality have been affected. This paper analyzes the housing project of soft soil foundation construction technology, proposes strengthening housing project of the soft soil foundation treatment measures.
Keywords: houses; Building engineering; The soft soil foundation; Construction technology
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
软土主要指淤泥和淤泥质土, 是一种从软塑到流塑状态的黏性土系, 多数是由于水流的冲击沉淀形成, 其天然含水量大于液限,天然孔隙比大于或等于 1.5, 軟土地基指的就是由这种特征的粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土等构成的。软土地基不能简单地只按地基条件确定, 在地基上的填方的不稳定或构造的原因造成的地基发生沉降的情况也属于软土地基, 在确定地基是否属于软土地基时应充分研究地基层构造物的种类、形式、规模, 从而确定是否属于软土地基的情况。
现如今,我国建筑越来越多,规模越来越大,不少房屋建筑对地基工程的沉降程度和强度标准有了更高、更严的要求,尤其是软土地基,如果不按照严格的施工要求进行操作,或者施工工艺失误,就会使房屋建筑工程质量受到严重影响,还有可能影响到住户的生命安全。
一、房屋建筑工程软土地基施工技术
1、孔内深层强夯法
孔内深层强夯法是一种深层地基处理方法,处理地基的机理是挤密机理和置换机理,施工一般采用钻孔、掏孔和沉管至预定深度,然后自下而上分层填料强夯,形成高承载力的密实桩体和强力挤密的桩间土,由于桩间土被强行挤向四周,桩间土经过挤密得到水平压缩, 桩间土地基承载力得以提高。
在施工时成孔机应保持垂直, 垂直度不应大于孔深的 2. 5%, 成孔中心偏差不应超过桩径的 25%, 施工桩顶应高出设计标高 500- 1000mm, 填料的种类,数量,锤击的次数应符合设计标准。
2、深层搅拌桩法
深层搅拌法为就地成桩, 是用水泥,石灰并掺入粉煤灰及其它添加剂, 将含水量较高的软弱土直接变成具有一定强度的水泥土。这种方法特别适合于城市工程的施工,深层搅拌桩法不需要钻孔桩的泥浆护壁及水下灌注砼等较为复杂的施工工艺,桩径,桩距和排列形状没有严格限制,在施工的过程中没有噪音污染,材料排除少, 对环境的污染较小。
在施工中应保持送灰连续、 均匀, 不得间断, 每根桩均应确保均匀和足额的喷灰量,为保证成桩质量, 对桩顶 1. 5m 范围内复搅、复喷,为了使土充分压实及水泥拌和均匀,钻头至桩底时, 应原位旋转 2m in。
3、挤密碎石桩法
振动挤密碎石桩复合地基首先进行桩位布置,然后桩就位, 取土成孔,填料, 夯实造桩,成桩、 铺设垫层, 挤密碎石桩移到下一桩位。为了保证成桩参数的准确, 大面积施工前,必须做成桩试验, 桩机就位的垂直度要满足要求, 垂直度偏差不大于 1.5%;为了防止出现断桩, 碎石量应满足要求,不得有植物残体垃圾等杂质; 在沉桩过程中,遇到体积大的单独石头, 可做位移处理。
碎石挤密桩加固软土地基对桩间土的挤密效果是十分显著的,加固后的地基承载力为原天然土的 3. 5 倍, 且能大大缩短地基固结沉降的时间。碎石挤密桩受场地影响小,施工成本低、工期短, 能显著提高软土地基的承载力特征值和压缩模量, 具有较好的经济效益和社会效益。
三、加强房屋建筑工程软土地基的处理措施
1、振密、挤密法
振密、挤密法是通过采用振动、挤压等手段来减小地基土体孔隙比,提高地基强度,达到地基处理的目的。
(1)表层压实法。 对填土、湿陷性黄土、松散无粘性土等软弱和疏松的表层土采用人工(或机械)夯实、机械碾压(或振动)等方法来进行压实。这种方法适用于处于最佳含水量的浅层疏松枯性土、松散砂性土等。
(2)强夯法。强夯法是通过强大的夯击能,迫使深层土液化和固结,消除土的湿陷性、胀缩性和液化性,提高地基土的强度并降低其压缩性,使土体密实。强夯法适用于碎石土、砂土、粘性土、湿陷性黄土、素填土及杂填土。
(3)重锤夯实法。重锤夯实法是通过重锤自由下落时产生巨大的冲击能,来使软土地基的表面浅层得到击实,形成一层较为均匀的硬壳层。这种方法适合处理、杂填土、非饱和粘性土及湿陷性黄土地基。
(4)振冲挤密法。 振冲挤密法是依靠振冲器的水平振动力,在软土地基中形成垂直孔洞,并填入回填料,使砂层挤压密实,同时,振冲器的强力振动还会使饱和砂层发生液化,颗粒重新排列,孔隙比减小,使砂层更加密实。 振冲挤密法适用于砂性土。
2、排水固结法
排水固结法是通过采取一定的工程手段来使软土地基中的孔隙水排出,减小孔隙比,土体超静孔隙水压力也大大减小,土体产生固结变形,使沉降提前完成或提高沉降速率,土的有效应力增加,地基抗剪强度也得到加强,从而使地基承载力得到提高。
(1)堆载预压法。堆载预压法是工程上常用的有效方法,它是在建造建筑物以前,通过填土、砂石等其他材料对地基加载预压,以便加速完成地基的沉降,使地基土快速固结达到稳定,然后撤除荷载,开始建筑物的施工。采用这种方法时必须控制加载速度,制定出分级加载计划,避免预压造成地基丧失稳定性。 堆载预压法适用于软粘土地基,其需要的工期较长。
(2)砂井法(包括袋装砂井、塑料排水带等)。 砂井是在地基中成孔并灌以连续的砂,再在砂井之上铺设砂垫层或砂沟,构成土层固结排水通道,加快排水速度,从而使地基快速稳定牢固。它具有用料省、 连续性好、 施工方便等优点,适用于透水性低的软弱粘性土。
(3)真空预压法。 真空预压法首先在软粘土地基内设置砂井,在地面铺设砂垫层,并盖以不透气的密封膜使设砂垫层与大气隔绝,用真空装置通过埋设于砂垫层中的吸水管道进行抽气,排出膜内空气形成负压,孔隙水便会不断地从砂井排出,促使土体渗透固结。 此法适用于一般软粘土地基,但不适合处理夹杂有透水层的地基。
(4)电渗排水法。 电渗法是在土中插入金属电极并通直流电,电场作用会使土中的水分流向阴极,即电渗现象。再将水从阴极排出,且不让水在阳极补充,土中孔隙水就会减少,有效应力就会增大,土体得到渗透固结而提高承载力。 在工程上常利用它来降低地下水位或低粘性土中的含水量。
3、置换法
置换法是以砂、石灰、粉煤灰、碎石等材料置换软土,并与周围土体共同形成复合地基,来提高地基整体承载力,减少地基沉降。
(1)强夯置换法。强夯置换法是通过对软弱土层边强夯边填碎石,在土体中形成一个个具有一定直径和一定深度的碎石墩体,它们与周围土体形成复合地基。强夯置换法适合处理软弱土层厚度小于7m的软粘土地基。
(2)石灰桩法。此法用机械或人工的方法成孔,并灌入不同比例的生石灰和掺和料,经振密或夯实后形成石灰桩柱体,由于生石灰在土中具有吸水、 膨胀、 放热作用,能有效改善桩周土体的物理化学性质,桩体与土形成复合地基,共同提高地基承载力,减少沉降量。石灰桩法具有操作简单,成本较低等特点,适合处理浅层软弱粘性土地基。
(3)振冲置换法(碎石桩法)。 碎石桩法是在软土地基中边喷高压水流边向下成孔,填入碎石并利用一种振冲器来振实,形成碎石桩。它能加速地基土的排水固结,桩体与粘性土构成复合地基,能有效提高地基土强度和抗滑稳定性,从而提高地基承载力,减少沉降量。 此法适合处理饱和软黏性土、 淤泥质土、 砂土、 粉土、 素填土和冲填土等地基。
(4)水泥粉煤灰碎石桩法(CFG桩法)。CFG桩是将适量水泥与碎石、 砂、 石屑、粉煤灰等加水拌和,并通过成桩机制成的具有高粘结强度的桩,这种桩与辱垫层及桩间土共同形成复合地基,减少了地基的压缩模量的液化指数,提高密实度,减少沉降。这种方法适合处理粘性土、 砂土、粉土和已固结的素填土类地基。
4、胶结法
胶结法主要是通过各种作用力向软土地基土中掺入水泥、 水泥砂浆以及石灰等化学材料,固结后与土体共同形成复合地基,以提高地基的整体强度,地基承载力得到较大的提高。
(1)灌浆法。灌浆法是将水泥浆液或其它材料的混合浆液通过压力泵的作用来灌入土体,它们在土体中固结后能有效提高地基承裁力、减小沉陷,同时对于地下水含量较高的软土地基,还能起到防渗、堵漏的作用。这种方法适合加固处理岩基、淤泥质土、粘土、砂土、粉土等地基。
(2)高压喷射注浆法。 高压喷射注浆法是使高压喷射流通过高压发生设备获得巨大能量后从喷嘴喷出,形成一股高速度、高能量的连续液流,象刚体一样冲击破坏土体,充分将浆液与土混合,形成固结体。水泥与水拌合后,会持续不断的发生化學反应,产生一种胶质物体(氢氧化钙),并慢慢包围在水泥微粒的表面,逐渐发展为胶凝体,开始有胶粘的性质,与高压喷射切削的土体小颗粒结合,经过一定时间便凝固成强度较高的固结体。
(3)水泥土搅拌法。 此法将原地基土与水泥等材料利用搅拌机械进行强行搅拌,使它们在地下发生一系列的化学和物理作用形成加固体来提高地基的整体强度,是一种深层加固土体的方法,其加固深度通常大于五六米。 采用此法之前,需取土进行室内配比强度试验,以确定水泥最佳掺和量。水泥土搅拌法适合处理含水量高、 沉积厚度大、 抗剪强度低和渗透性差的软土地基的处理。
参考文献：
[1] 朱锐. 软土地基上建筑施工技术[J]. 科技传播, 2011,(17)
[2] 李冰. 建筑工程软土地基施工处理技术分析[J]. 现代装饰(理论), 2011,(05)
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词:房屋;建筑工程;软土地基;施工技术
Abstract: the soft soil foundation, if not strictly in accordance with the construction requirements operation, or construction process error, can make the housing project quality have been affected. This paper analyzes the housing project of soft soil foundation construction technology, proposes strengthening housing project of the soft soil foundation treatment measures.
Keywords: houses; Building engineering; The soft soil foundation; Construction technology
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
软土主要指淤泥和淤泥质土, 是一种从软塑到流塑状态的黏性土系, 多数是由于水流的冲击沉淀形成, 其天然含水量大于液限,天然孔隙比大于或等于 1.5, 軟土地基指的就是由这种特征的粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土等构成的。软土地基不能简单地只按地基条件确定, 在地基上的填方的不稳定或构造的原因造成的地基发生沉降的情况也属于软土地基, 在确定地基是否属于软土地基时应充分研究地基层构造物的种类、形式、规模, 从而确定是否属于软土地基的情况。
现如今,我国建筑越来越多,规模越来越大,不少房屋建筑对地基工程的沉降程度和强度标准有了更高、更严的要求,尤其是软土地基,如果不按照严格的施工要求进行操作,或者施工工艺失误,就会使房屋建筑工程质量受到严重影响,还有可能影响到住户的生命安全。
一、房屋建筑工程软土地基施工技术
1、孔内深层强夯法
孔内深层强夯法是一种深层地基处理方法,处理地基的机理是挤密机理和置换机理,施工一般采用钻孔、掏孔和沉管至预定深度,然后自下而上分层填料强夯,形成高承载力的密实桩体和强力挤密的桩间土,由于桩间土被强行挤向四周,桩间土经过挤密得到水平压缩, 桩间土地基承载力得以提高。
在施工时成孔机应保持垂直, 垂直度不应大于孔深的 2. 5%, 成孔中心偏差不应超过桩径的 25%, 施工桩顶应高出设计标高 500- 1000mm, 填料的种类,数量,锤击的次数应符合设计标准。
2、深层搅拌桩法
深层搅拌法为就地成桩, 是用水泥,石灰并掺入粉煤灰及其它添加剂, 将含水量较高的软弱土直接变成具有一定强度的水泥土。这种方法特别适合于城市工程的施工,深层搅拌桩法不需要钻孔桩的泥浆护壁及水下灌注砼等较为复杂的施工工艺,桩径,桩距和排列形状没有严格限制,在施工的过程中没有噪音污染,材料排除少, 对环境的污染较小。
在施工中应保持送灰连续、 均匀, 不得间断, 每根桩均应确保均匀和足额的喷灰量,为保证成桩质量, 对桩顶 1. 5m 范围内复搅、复喷,为了使土充分压实及水泥拌和均匀,钻头至桩底时, 应原位旋转 2m in。
3、挤密碎石桩法
振动挤密碎石桩复合地基首先进行桩位布置,然后桩就位, 取土成孔,填料, 夯实造桩,成桩、 铺设垫层, 挤密碎石桩移到下一桩位。为了保证成桩参数的准确, 大面积施工前,必须做成桩试验, 桩机就位的垂直度要满足要求, 垂直度偏差不大于 1.5%;为了防止出现断桩, 碎石量应满足要求,不得有植物残体垃圾等杂质; 在沉桩过程中,遇到体积大的单独石头, 可做位移处理。
碎石挤密桩加固软土地基对桩间土的挤密效果是十分显著的,加固后的地基承载力为原天然土的 3. 5 倍, 且能大大缩短地基固结沉降的时间。碎石挤密桩受场地影响小,施工成本低、工期短, 能显著提高软土地基的承载力特征值和压缩模量, 具有较好的经济效益和社会效益。
三、加强房屋建筑工程软土地基的处理措施
1、振密、挤密法
振密、挤密法是通过采用振动、挤压等手段来减小地基土体孔隙比,提高地基强度,达到地基处理的目的。
(1)表层压实法。 对填土、湿陷性黄土、松散无粘性土等软弱和疏松的表层土采用人工(或机械)夯实、机械碾压(或振动)等方法来进行压实。这种方法适用于处于最佳含水量的浅层疏松枯性土、松散砂性土等。
(2)强夯法。强夯法是通过强大的夯击能,迫使深层土液化和固结,消除土的湿陷性、胀缩性和液化性,提高地基土的强度并降低其压缩性,使土体密实。强夯法适用于碎石土、砂土、粘性土、湿陷性黄土、素填土及杂填土。
(3)重锤夯实法。重锤夯实法是通过重锤自由下落时产生巨大的冲击能,来使软土地基的表面浅层得到击实,形成一层较为均匀的硬壳层。这种方法适合处理、杂填土、非饱和粘性土及湿陷性黄土地基。
(4)振冲挤密法。 振冲挤密法是依靠振冲器的水平振动力,在软土地基中形成垂直孔洞,并填入回填料,使砂层挤压密实,同时,振冲器的强力振动还会使饱和砂层发生液化,颗粒重新排列,孔隙比减小,使砂层更加密实。 振冲挤密法适用于砂性土。
2、排水固结法
排水固结法是通过采取一定的工程手段来使软土地基中的孔隙水排出,减小孔隙比,土体超静孔隙水压力也大大减小,土体产生固结变形,使沉降提前完成或提高沉降速率,土的有效应力增加,地基抗剪强度也得到加强,从而使地基承载力得到提高。
(1)堆载预压法。堆载预压法是工程上常用的有效方法,它是在建造建筑物以前,通过填土、砂石等其他材料对地基加载预压,以便加速完成地基的沉降,使地基土快速固结达到稳定,然后撤除荷载,开始建筑物的施工。采用这种方法时必须控制加载速度,制定出分级加载计划,避免预压造成地基丧失稳定性。 堆载预压法适用于软粘土地基,其需要的工期较长。
(2)砂井法(包括袋装砂井、塑料排水带等)。 砂井是在地基中成孔并灌以连续的砂,再在砂井之上铺设砂垫层或砂沟,构成土层固结排水通道,加快排水速度,从而使地基快速稳定牢固。它具有用料省、 连续性好、 施工方便等优点,适用于透水性低的软弱粘性土。
(3)真空预压法。 真空预压法首先在软粘土地基内设置砂井,在地面铺设砂垫层,并盖以不透气的密封膜使设砂垫层与大气隔绝,用真空装置通过埋设于砂垫层中的吸水管道进行抽气,排出膜内空气形成负压,孔隙水便会不断地从砂井排出,促使土体渗透固结。 此法适用于一般软粘土地基,但不适合处理夹杂有透水层的地基。
(4)电渗排水法。 电渗法是在土中插入金属电极并通直流电,电场作用会使土中的水分流向阴极,即电渗现象。再将水从阴极排出,且不让水在阳极补充,土中孔隙水就会减少,有效应力就会增大,土体得到渗透固结而提高承载力。 在工程上常利用它来降低地下水位或低粘性土中的含水量。
3、置换法
置换法是以砂、石灰、粉煤灰、碎石等材料置换软土,并与周围土体共同形成复合地基,来提高地基整体承载力,减少地基沉降。
(1)强夯置换法。强夯置换法是通过对软弱土层边强夯边填碎石,在土体中形成一个个具有一定直径和一定深度的碎石墩体,它们与周围土体形成复合地基。强夯置换法适合处理软弱土层厚度小于7m的软粘土地基。
(2)石灰桩法。此法用机械或人工的方法成孔,并灌入不同比例的生石灰和掺和料,经振密或夯实后形成石灰桩柱体,由于生石灰在土中具有吸水、 膨胀、 放热作用,能有效改善桩周土体的物理化学性质,桩体与土形成复合地基,共同提高地基承载力,减少沉降量。石灰桩法具有操作简单,成本较低等特点,适合处理浅层软弱粘性土地基。
(3)振冲置换法(碎石桩法)。 碎石桩法是在软土地基中边喷高压水流边向下成孔,填入碎石并利用一种振冲器来振实,形成碎石桩。它能加速地基土的排水固结,桩体与粘性土构成复合地基,能有效提高地基土强度和抗滑稳定性,从而提高地基承载力,减少沉降量。 此法适合处理饱和软黏性土、 淤泥质土、 砂土、 粉土、 素填土和冲填土等地基。
(4)水泥粉煤灰碎石桩法(CFG桩法)。CFG桩是将适量水泥与碎石、 砂、 石屑、粉煤灰等加水拌和,并通过成桩机制成的具有高粘结强度的桩,这种桩与辱垫层及桩间土共同形成复合地基,减少了地基的压缩模量的液化指数,提高密实度,减少沉降。这种方法适合处理粘性土、 砂土、粉土和已固结的素填土类地基。
4、胶结法
胶结法主要是通过各种作用力向软土地基土中掺入水泥、 水泥砂浆以及石灰等化学材料,固结后与土体共同形成复合地基,以提高地基的整体强度,地基承载力得到较大的提高。
(1)灌浆法。灌浆法是将水泥浆液或其它材料的混合浆液通过压力泵的作用来灌入土体,它们在土体中固结后能有效提高地基承裁力、减小沉陷,同时对于地下水含量较高的软土地基,还能起到防渗、堵漏的作用。这种方法适合加固处理岩基、淤泥质土、粘土、砂土、粉土等地基。
(2)高压喷射注浆法。 高压喷射注浆法是使高压喷射流通过高压发生设备获得巨大能量后从喷嘴喷出,形成一股高速度、高能量的连续液流,象刚体一样冲击破坏土体,充分将浆液与土混合,形成固结体。水泥与水拌合后,会持续不断的发生化學反应,产生一种胶质物体(氢氧化钙),并慢慢包围在水泥微粒的表面,逐渐发展为胶凝体,开始有胶粘的性质,与高压喷射切削的土体小颗粒结合,经过一定时间便凝固成强度较高的固结体。
(3)水泥土搅拌法。 此法将原地基土与水泥等材料利用搅拌机械进行强行搅拌,使它们在地下发生一系列的化学和物理作用形成加固体来提高地基的整体强度,是一种深层加固土体的方法,其加固深度通常大于五六米。 采用此法之前,需取土进行室内配比强度试验,以确定水泥最佳掺和量。水泥土搅拌法适合处理含水量高、 沉积厚度大、 抗剪强度低和渗透性差的软土地基的处理。
参考文献：
[1] 朱锐. 软土地基上建筑施工技术[J]. 科技传播, 2011,(17)
[2] 李冰. 建筑工程软土地基施工处理技术分析[J]. 现代装饰(理论), 2011,(05)
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。