摘要:[摘要]軟土地基屬于建筑工程常見的地基類型,也是建筑施工中十分重要的基礎結構施工環節,地基穩定性直接關系建筑工程整體質量。文章以濕陷性黃土地區為例,就濕陷性黃土地
[摘要]軟土地基屬于建筑工程常見的地基類型,也是建筑施工中十分重要的基礎結構施工環節,地基穩定性直接關系建筑工程整體質量。文章以濕陷性黃土地區為例,就濕陷性黃土地基特性作出概述,并重點圍繞現階段常用軟土地基處理技術進行詳細論述,以期為同類型建筑工程提供一定參考。
[關鍵詞]建筑工程;軟土;地基處理技術

引言 我國黃土區域分布十分廣闊,約有百分之六十的土地為濕陷性黃土,受限于施工規劃和條件,多數建筑工程處于濕陷性黃土地基中,為提升建筑工程整體質量和穩定性,必須針對這一問題進行改進,提出相應處理技術和防護措施,因地制宜,進一步提升濕陷性黃土地基處理技術水平。
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1濕陷性黃土地基概述
濕陷性黃土屬于常見軟土,具有含水量高、承載力低、孔隙率大的特性,是一種整體密度大但結構不穩定的黃土,在受到自然水侵蝕,以及覆蓋土層自重應力或者附加應力作用下,會破壞原有土層結構,出現明顯沉降現象,但不同地區濕陷性黃土沉降程度及大小不一[1]。濕陷性黃土地基是目前建筑工程常見情況,根據我國濕陷性黃土工程地質分區略圖可知,這一地質特性分布面積十分廣闊,高達60km2,以陜、甘、晉地區為主,具體可見圖1。
2濕陷性黃土地基處理原則
現階段,我國最為常見的濕陷性黃土地基變形主要分為以下幾個類別:一是濕陷變形,是地基受到自然水侵蝕后引發的一種附加變形,包含自重濕陷變形和非自重濕陷變形,具有突發性、局部性和變形不均勻的特點,自重濕陷變形,濕陷性較為敏感,一般發生在陜北、晉西、隴東等地區,土層厚度一般為高于10m,濕陷等級為Ⅲ至Ⅳ級;非自重濕陷變形,土層厚度一般低于5m,土壤含沙量較多,壓縮性較低,且濕陷性黃土分布不均勻,其濕陷等級多為Ⅰ至Ⅱ級。二是壓縮變形,受地基本身及荷載物引起,當地基土最大承載力大于基底壓力時,不會出現較大變形,且隨著時間推移逐漸進入穩定狀態。為有效緩解這一問題,從根本上提升地基穩定性,就必須加強施工前地基勘察分析工作,遵循相關原則,制定具體措施。其具體處理原則如下:
(1)盡可能排除誘發因素,做好地基防水措施;
(2)改善地基土質,提升土壤承載力;
(3)優化上部建筑物結構,增加其穩定性[2]。
3建筑工程軟土地基處理技術
現如今,我國較為常見的濕陷性黃土地基處理技術為強夯法、墊層法、碎石樁法、換填法等,具體見表1。
3.1換填法
換填法又稱換土法,是一種將地基范圍內軟弱土清除掉,用穩定性較好、強度高、抗腐蝕能力強的材料進行回填,并用人工或者機械方法進行碾壓、振動等處理,使其達到要求密實度的地基處理技術。主要適用于淺層非飽和軟土地基、填土地基及濕陷性黃土地基等,這是因為當換土墊層高于1m時,整體造價成本較高,在進行大面積處理時整體墊層厚度應小于50cm,這種處理方法多應用與局部回填土方工程及橋涵地基工程。
3.2墊層法
墊層法主要應用于濕陷性黃土敏感度不高的區域,其工作原理為在一定壓實能量作用下,土體間顆粒物發生相對移動,克服原有顆粒間阻力,使得土體間空隙減少,密度增大[3]。其壓實效果與壓實能量和土體含水量息息相關,倘若含水量較低,土體顆粒物間阻力過大,在壓實能量作用下難以發生位移,壓實效果不佳;倘若適當增加含水量,在同等壓實能量作用下,顆粒物會出現水膜,且隨著水膜增厚阻力減少,產生良好壓實效果;倘若含水量過多,水膜作用逐漸減少,反而影響土體空隙內水分排除,導致壓實效果不佳。墊層法應用范圍較廣,適用于軟土地基、寒冷地區膨脹土地基、暗溝和暗浜的建筑工程。具有不受專業機械限制,主要通過人工作業完成;墊層廉價且防水防滲性高,造價成本低,適用于各種地形等優勢,能夠最大程度實現環保施工目標。
3.3強夯法
強夯法主要適用于飽和度的粉土、黏性土及填土地基,較深層濕陷性黃土地基,具有施工速度快、處理深度大、質量易控制、造價成本低、處理效果好等優勢,適合進行局部或大面積場地施工[4-5]。其具體施工步驟如下:(1)做好前期調研工作,確保工作場地范圍內無地下構筑物,測量、標出場地中第一遍夯點位置,誤差控制在20cm以內;(2)準備好起重機,夯錘對準夯點位置,當夯錘達到預期高度時,使其自由脫鉤,并測量錘頂高程;(3)確保每個夯點夯夠6擊,直至完成第一遍夯擊后,用推土機將夯坑填平測量場地高程;(4)按照規定間隔時間,完成余下三次夯擊;(5)完成夯擊后在基底地面鋪設一層厚度為0.20m的灰土,并在灰土上鋪設一層防滲復合土工模;(6)做好邊坡加固工程。值得注意的是,在使用強夯法進行施工時,要依據施工進度科學劃分施工區域,確保各區域之間不留縫隙,且搭接寬度保持在1m以上,避免出現漏錘的情況;施工時噪音巨大,要避免在鬧市區施工;冬季施工時,提前做好凍土層清理工作;倘若遇到雨季,做好排水工程,挖好排水溝,避免雨水進入施工現場;當原地面含水量較大時,要提前鋪設10~20cm厚的碎石。
3.4擠密樁法
擠密樁法,也稱碎石樁法、灰土樁法等,主要利用成孔過程中的橫向擠壓作用,達到密實樁間土的效果,隨后在樁孔內的分層填入素土并進行夯實,以達到設計要求[6]。一般適用于軟弱黏性土和雜填土地基、地下水位深度為5~10m的濕陷性黃土等,施工難度較大,造成成本也比較高,不適用于大面積場地處理。擠密樁法工作原理包含以下幾點:一是排水減壓,采用碎石樁加固后的地基,形成了一個良好排水通道,有效緩解了超靜孔隙中水壓力,防止土體液化,加快土體固結速度;擠密振密,將樁管沉入后,會將等同于樁管體積的土顆粒擠向周圍土體,對其造成巨大橫向擠壓作用,使得土顆粒空隙減少,密度增大,有效提升土體密實度,從而達到消除地基濕陷性的效果;減振抗震,碎石樁樁體強度高于樁間土,這導致在相同荷載力作用下,應力會向樁體集中,使得樁間土剪切力減小,從而達到減震目標;加強樁體,灰土硬化后形成的樁體占原有土樁面積的8~23%,樁間土面積的77~92%,顯著提升了樁體強度,間接提高了復合地基承載力,從而消除了地基濕陷性變形可能性。
3.5沖擊碾壓法
沖擊碾壓法是利用沖擊壓路機沖擊和碾壓地基的一種技術方法,融合了沖擊和搓揉兩種工藝,會對地基產生強大沖擊力,解決地基沉降和不均勻沉降情況,有效提升地基整體強度。通常適用于地下水位以上的濕陷性黃土、稍濕黏性土、分層填土地基補壓、雜填土地基等,具有處理深度深、施工速度快、造價經濟、處理后地基均勻等優勢,適合大面積場地處理,同時具有質量控制難度大、受限于場地等不足,不適用局部場地處理。沖擊碾壓法注意事項如下:(1)選用適宜機械,如25kJ的非圓形滾輪沖擊壓路機配專用牽引車;(2)平整場地,清理干凈地基填土范圍內的草皮、建筑垃圾、種植土等,做好沖擊碾壓前準備工作;(3)控制好行駛速度,當牽引機拖動沖擊壓路機進行碾壓時,應當將行駛速度控制在12km/h以上;(4)選擇適宜碾壓方法和順序,如排壓法;(5)嚴格施工監測,完成每次整體碾壓作業后進行一次沉降觀測。
4建筑工程軟土地基處理技術注意事項
4.1加強施工前勘察分析工作
在對濕陷性黃土進行處理時,需要做好勘察工作,利用儀器設備等進行全面觀測,分析濕陷性黃土結構特征、力學特征和顆粒狀況,明確其等級,針對具體等級采用對應措施和處理技術,解決濕陷性黃土地基可能出現的諸多問題,有效提升地基整體穩定性和強度,充分發揮濕陷性黃土地基處理技術價值[7]。
4.2合理選擇施工場地
盡可能選擇排水設施較為完善的區域,避免受到泥石流、滑坡及地裂縫等影響,結合濕陷性黃土等級選擇施工場地。在施工過程中,應避免地下水區域,防止水位變化對工程質量造成影響。
4.3精確計算濕陷性黃土地質問題
濕陷性黃土地基處理技術的應用和實施,應當以數據收集、分析與處理為前提,結合施工條件、人員條件、資金等實際情況,最大限度發揮濕陷性黃土地基處理技術作用。一方面,嚴格遵守地質相關標準,如天然水含量、孔隙比、力學性質指標、內聚力、承載力等,另一方面,在實際施工中,利用統計學方法進行科學分析,形成濕陷性黃土物理指標專門報告,為建筑工程施工提供詳實精確的數據支撐。
5結束語
綜上所述,濕陷性黃土是軟土地基不可或缺的組成部分,也是目前建筑工程中較為普遍的一種特殊地基,如果沒有做好處理工作,將會直接影響施工質量。因此,應當加強濕陷性黃土地基處理技術應用,綜合考量其地質特性、敏感度等級等因素,通過換填法、墊層法、強夯法、擠密樁法、沖擊碾壓法等技術,進一步提升建筑工程牢固性和穩定性,為上部結構安全奠定良好基礎。
參考文獻
[1]袁小玲.試析建筑工程軟土地基的施工處理技術[J].低碳世界,2019,198(12):178-179.
[2]馬曉平.強夯法處理深厚雜填土及濕陷性黃土地基實例分析[J].城市建筑,2020,361(20):159-160.
[3]齊雙雙,周芳.建筑工程軟土地基的施工處理技術研究[J].住宅與房地產,2019,553(30):170.
[4]李梅交.內夯擠密法在穿越粉砂層濕陷性黃土地基中的應用[J].城市住宅,2020,302(4):203-204,207.
張芳