论文部分内容阅读
摘要:文章讨论分析了房屋建筑中的地基处理施工技术,通过讨论目前在房屋建筑中的地基处理施工技术的优缺点,引出地基处理的新技术,结果证明:地基处理施工新技术大大地降低了施工的错误率,同时节约了施工成本,提高了施工的效率,是房屋建筑的地基处理方面的技术性的一大突破。
关键词:房屋建筑;地基处理;施工技术;施工成本
对房屋建筑的地基进行处理利用最基本的原理就是要利用振实、夯实和冷热处理等方法使地基牢固。其主要技术手段包括对地基的加固技术、地下的连续墙技术和桩基技术,对地基的加固技术主要是通过增强地基对建筑物的承载能力而达到防止地上建筑沉降的目的;地下的连续墙技术主要是对地上建筑物提供侧向的保护作用;而桩基技术主要是为了消除地上建筑的冲击力,三种地基技术联合的最终目的就是要对地基进行全方面的加固。
1、传统的地基处理技术
地基虽然不是建筑物的一部分,但是支承着建筑物的上部荷载,所以与建筑物的安危息息相关。地基可分为天然地基和人工地基两大类。具有足够的承载力,不需要人工改善或加固便可直接承受建筑物荷载的地基,即为天然地基。若天然地基缺乏足够的稳定性,不能满足承受上部建筑荷载和变形的要求,就必须对其进行人工处理,以提高其承载力和稳定性,加固后的地基,即为人工地基。地基加固的原理是:将土质由松变实,将土的含水量由高变低。即可达到地基加固的目的。目前多采用多地基处理技术有机结合的技术进行地基的建设。
1.1 换土法
换土法是将基础下部一定范围内承载力低的软土层挖去,然后回填强度较大、压缩性低的砂、碎石或灰土等,并分层夯至密实,作为基础垫层的方法。换填按其回填的材料可分为砂地基、碎(砂)石地基、灰土地基等。
1)砂地基和砂石地基
砂地基和砂石地基是将基础下一定范围内的土挖去,然后采用颗粒级配良好,质地坚硬的中砂、粗砂、砾砂、碎(卵)石、石屑或其他工业废粒料回填,并经分层夯实,作为基础持力层。该地基工艺简单、工期短、造价低,适用于处理透水性强的软弱黏性土地基,但不宜用于湿陷性黄土地基和不透水的黏性土地基。材料要求砂和砂石地基所用材料,宜采用颗粒级配良好,质地坚硬的中砂、粗砂、砾砂、碎(卵)石、石屑或其他工业废粒料。在缺少中、粗砂和砾砂的地区可采用细砂,但宜同时掺入一定数量的碎(卵)石,其掺人量应符合地基材料含石量不大于50%。所用砂石料,不得含有草根、垃圾等有机杂物,含泥量不应超过5%。用作排水地基时,含泥量不应超过3%,碎石或卵石最大粒径不宜大于50mm。
2)灰土地基
灰土地基是将基础底面一定范围内的软弱土层挖去,用按一定体积配合比的石灰和黏性土拌和均匀,在最优含水量情况下分层回填夯实或压实而成。石灰和土的体积比一般取3:7或2:8,灰土地基的强度一般随着石灰含量的增多而增大,但石灰含量超过一定比例时其强度增加很小。该地基施工工艺简单,取材容易,费用低,适用于处理1~4m厚的软弱土层。①材料要求灰土的土料宜采用就地挖出的黏土及塑性指数大于4的粉土,但不得含有有机杂质或使用耕植土。使用前土粒应过筛,其粒径不得大于15mm。灰土的石灰应经过消解的熟石灰,粒径不得大于5mm,并不得夹有未熟化的生石灰块,也不得含有过多的水分。②施工要点:首先,施工前应先验槽,清除松土,如发现局部有软弱土层或孔洞,应及时挖除后用灰土分层回填夯实。其次,施工时,应将灰土拌和均匀,颜色一致,并适当控制其含水量。
1.2 压实法
压实法是通过用重锤夯实或压路机碾压,挤出软弱土层中土颗粒间的空气,使土中空隙压缩,提高土的密实度,从而达到增加地基土承载力的方法。这种方法经济实用,适用于土层承载力与设计要求相差不大的情况。压实法根据压实的机械或设备不同,通常可分为夯实法、重锤夯实法、机械碾压法。重锤夯实是用起重机械将特制的夯锤提升到一定高度后,利用自由下落时的冲击能来夯实基土表面,使其形成一层较为均匀的硬壳层,从而使地基得到加固。适用于处理地下水位0.8m以上稍湿的黏性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土和分层填土地基。但当夯击振动对邻近的建筑物、设备以及施工中的砌筑工程或浇筑混凝土等产生有害影响时,或地下水位高于有效夯实深度以及在有效深度内存在软黏土层时,不宜采用。
1.3 打桩法
打桩法是在软弱土层中置以桩身,把土壤挤密或把桩打入地下坚硬的土层中来提高土层承载力的方法。通常有振冲地基、灰土桩地基、砂桩地基等。下面介绍振冲地基的施工。振冲地基,又称振冲桩复合地基,是以起重机吊起振冲器,启动潜水电机带动偏心块,使振冲器产生高频振动,同时开动水泵,通过喷嘴喷射高压水流成孔,然后分批填以砂石骨料形成一根根桩体,桩体与原地基构成复合地基以提高地基的承载力,减少地基的沉降和沉降差的一种快速、经济有效的加固方法。适用于加固松散砂土地基(对黏性土和人工填土地基,经试验证明加固有效时方可使用),该法具有技术可靠、机具设备简单、操作技术易于掌握、施工简便、节省三材、加固速度快、地基承载力高等特点。
2、建筑地基处理新技术探讨
2.1 水泥土搅拌技术
粉体喷搅拌法和深层搅拌法是水泥土的浆液搅拌的两种方法。其中最常用的是深层搅拌法(处理地基的深度为10米左右),该方法应用的基本原理是地基当中的土和水泥窑通过搅拌机器将其搅拌在一起,在水泥等固化剂的作用下,地基当中的一些软土能够结合成一块,成为一个大的整体,再加入水泥使其形成一个在底下的连续的坚硬墙体或者是一个个的水泥坚硬土桩,这些物体都有很大的水稳定性。如果在地基中檢测的天然水含量低于30%或者高于70%,地下水的pH值检查结果低于4时不适宜使用该技术方法进行地基处理。使用连续搭接的水泥搅拌桩可以看作是基坑止水的障碍,但是其搅拌能力会受到限制,例如,如果在地基的承载能力超过140kPa的粘土的地基中应用这种技术不会合适,具有较大的应用难度。
2.2 粉煤灰吹填地基处理技术
该技术主要施工原理是利用粉煤灰良好的透水性质,将它用来对填土地基进行加固施工时,能够迅速吹填土壤固结,这会使加固处理费降低并且缩短施工周期,粉煤灰吹填地基处理技术基本实施要点包括将粉煤灰和淤泥按照一定的比例(根据需要选择0.1-0.5)混合后进行吹填,在施工过程中保持吹填的均匀性,这样会大大改善地基的固结性质。
2.3 预压地基处理技术
该方法主要是针对软地基的处理施工方法,预压地基处理技术的实施要点包括在建筑物施工之前,在建设场地上面加负载(目的是排除土体中的水分),排除水分后土体中的空隙会减少,从而使土体的密度增大,确保了地基对建筑物的承载能力。该施工技术可以分为堆载预压法和真空预压法两种。如果施工地软土层的厚度小于4米,一般需要采用塑料排水带进行处理,而进行堆载预压法的处理深度可达到10米左右,在真空预压处理方法的施工过程中,需要在地基内部加排水竖井,这种地基处理方法的地基处理深度能达到15米,而且能够有效预防地基发生沉降,并且能确保地基的稳固性。
3、结语
随着科技的发展,现在的房屋建筑面临的环境方面和地基处理方面的问题越来越具有挑战性,我们必须打破以往在房屋建筑方面所拥有的地基处理方面的常规性技术格局,需要我们继续研究新型的房屋建设的工艺及方法,只有这样才能适用新时代房屋建设发展的需要。现在的新技术—地基计算机模型技术的建立,大大地降低了施工的错误率和降低了施工的成本,同时节约了施工成本,提高了施工的效率,是房屋建筑在地基处理方面的技术性的一大突破。
关键词:房屋建筑;地基处理;施工技术;施工成本
对房屋建筑的地基进行处理利用最基本的原理就是要利用振实、夯实和冷热处理等方法使地基牢固。其主要技术手段包括对地基的加固技术、地下的连续墙技术和桩基技术,对地基的加固技术主要是通过增强地基对建筑物的承载能力而达到防止地上建筑沉降的目的;地下的连续墙技术主要是对地上建筑物提供侧向的保护作用;而桩基技术主要是为了消除地上建筑的冲击力,三种地基技术联合的最终目的就是要对地基进行全方面的加固。
1、传统的地基处理技术
地基虽然不是建筑物的一部分,但是支承着建筑物的上部荷载,所以与建筑物的安危息息相关。地基可分为天然地基和人工地基两大类。具有足够的承载力,不需要人工改善或加固便可直接承受建筑物荷载的地基,即为天然地基。若天然地基缺乏足够的稳定性,不能满足承受上部建筑荷载和变形的要求,就必须对其进行人工处理,以提高其承载力和稳定性,加固后的地基,即为人工地基。地基加固的原理是:将土质由松变实,将土的含水量由高变低。即可达到地基加固的目的。目前多采用多地基处理技术有机结合的技术进行地基的建设。
1.1 换土法
换土法是将基础下部一定范围内承载力低的软土层挖去,然后回填强度较大、压缩性低的砂、碎石或灰土等,并分层夯至密实,作为基础垫层的方法。换填按其回填的材料可分为砂地基、碎(砂)石地基、灰土地基等。
1)砂地基和砂石地基
砂地基和砂石地基是将基础下一定范围内的土挖去,然后采用颗粒级配良好,质地坚硬的中砂、粗砂、砾砂、碎(卵)石、石屑或其他工业废粒料回填,并经分层夯实,作为基础持力层。该地基工艺简单、工期短、造价低,适用于处理透水性强的软弱黏性土地基,但不宜用于湿陷性黄土地基和不透水的黏性土地基。材料要求砂和砂石地基所用材料,宜采用颗粒级配良好,质地坚硬的中砂、粗砂、砾砂、碎(卵)石、石屑或其他工业废粒料。在缺少中、粗砂和砾砂的地区可采用细砂,但宜同时掺入一定数量的碎(卵)石,其掺人量应符合地基材料含石量不大于50%。所用砂石料,不得含有草根、垃圾等有机杂物,含泥量不应超过5%。用作排水地基时,含泥量不应超过3%,碎石或卵石最大粒径不宜大于50mm。
2)灰土地基
灰土地基是将基础底面一定范围内的软弱土层挖去,用按一定体积配合比的石灰和黏性土拌和均匀,在最优含水量情况下分层回填夯实或压实而成。石灰和土的体积比一般取3:7或2:8,灰土地基的强度一般随着石灰含量的增多而增大,但石灰含量超过一定比例时其强度增加很小。该地基施工工艺简单,取材容易,费用低,适用于处理1~4m厚的软弱土层。①材料要求灰土的土料宜采用就地挖出的黏土及塑性指数大于4的粉土,但不得含有有机杂质或使用耕植土。使用前土粒应过筛,其粒径不得大于15mm。灰土的石灰应经过消解的熟石灰,粒径不得大于5mm,并不得夹有未熟化的生石灰块,也不得含有过多的水分。②施工要点:首先,施工前应先验槽,清除松土,如发现局部有软弱土层或孔洞,应及时挖除后用灰土分层回填夯实。其次,施工时,应将灰土拌和均匀,颜色一致,并适当控制其含水量。
1.2 压实法
压实法是通过用重锤夯实或压路机碾压,挤出软弱土层中土颗粒间的空气,使土中空隙压缩,提高土的密实度,从而达到增加地基土承载力的方法。这种方法经济实用,适用于土层承载力与设计要求相差不大的情况。压实法根据压实的机械或设备不同,通常可分为夯实法、重锤夯实法、机械碾压法。重锤夯实是用起重机械将特制的夯锤提升到一定高度后,利用自由下落时的冲击能来夯实基土表面,使其形成一层较为均匀的硬壳层,从而使地基得到加固。适用于处理地下水位0.8m以上稍湿的黏性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土和分层填土地基。但当夯击振动对邻近的建筑物、设备以及施工中的砌筑工程或浇筑混凝土等产生有害影响时,或地下水位高于有效夯实深度以及在有效深度内存在软黏土层时,不宜采用。
1.3 打桩法
打桩法是在软弱土层中置以桩身,把土壤挤密或把桩打入地下坚硬的土层中来提高土层承载力的方法。通常有振冲地基、灰土桩地基、砂桩地基等。下面介绍振冲地基的施工。振冲地基,又称振冲桩复合地基,是以起重机吊起振冲器,启动潜水电机带动偏心块,使振冲器产生高频振动,同时开动水泵,通过喷嘴喷射高压水流成孔,然后分批填以砂石骨料形成一根根桩体,桩体与原地基构成复合地基以提高地基的承载力,减少地基的沉降和沉降差的一种快速、经济有效的加固方法。适用于加固松散砂土地基(对黏性土和人工填土地基,经试验证明加固有效时方可使用),该法具有技术可靠、机具设备简单、操作技术易于掌握、施工简便、节省三材、加固速度快、地基承载力高等特点。
2、建筑地基处理新技术探讨
2.1 水泥土搅拌技术
粉体喷搅拌法和深层搅拌法是水泥土的浆液搅拌的两种方法。其中最常用的是深层搅拌法(处理地基的深度为10米左右),该方法应用的基本原理是地基当中的土和水泥窑通过搅拌机器将其搅拌在一起,在水泥等固化剂的作用下,地基当中的一些软土能够结合成一块,成为一个大的整体,再加入水泥使其形成一个在底下的连续的坚硬墙体或者是一个个的水泥坚硬土桩,这些物体都有很大的水稳定性。如果在地基中檢测的天然水含量低于30%或者高于70%,地下水的pH值检查结果低于4时不适宜使用该技术方法进行地基处理。使用连续搭接的水泥搅拌桩可以看作是基坑止水的障碍,但是其搅拌能力会受到限制,例如,如果在地基的承载能力超过140kPa的粘土的地基中应用这种技术不会合适,具有较大的应用难度。
2.2 粉煤灰吹填地基处理技术
该技术主要施工原理是利用粉煤灰良好的透水性质,将它用来对填土地基进行加固施工时,能够迅速吹填土壤固结,这会使加固处理费降低并且缩短施工周期,粉煤灰吹填地基处理技术基本实施要点包括将粉煤灰和淤泥按照一定的比例(根据需要选择0.1-0.5)混合后进行吹填,在施工过程中保持吹填的均匀性,这样会大大改善地基的固结性质。
2.3 预压地基处理技术
该方法主要是针对软地基的处理施工方法,预压地基处理技术的实施要点包括在建筑物施工之前,在建设场地上面加负载(目的是排除土体中的水分),排除水分后土体中的空隙会减少,从而使土体的密度增大,确保了地基对建筑物的承载能力。该施工技术可以分为堆载预压法和真空预压法两种。如果施工地软土层的厚度小于4米,一般需要采用塑料排水带进行处理,而进行堆载预压法的处理深度可达到10米左右,在真空预压处理方法的施工过程中,需要在地基内部加排水竖井,这种地基处理方法的地基处理深度能达到15米,而且能够有效预防地基发生沉降,并且能确保地基的稳固性。
3、结语
随着科技的发展,现在的房屋建筑面临的环境方面和地基处理方面的问题越来越具有挑战性,我们必须打破以往在房屋建筑方面所拥有的地基处理方面的常规性技术格局,需要我们继续研究新型的房屋建设的工艺及方法,只有这样才能适用新时代房屋建设发展的需要。现在的新技术—地基计算机模型技术的建立,大大地降低了施工的错误率和降低了施工的成本,同时节约了施工成本,提高了施工的效率,是房屋建筑在地基处理方面的技术性的一大突破。