引言
我国不同城市、不同地区的土地条件存在着差异,房屋建筑施工面临着多元化、复杂性的环境,地基处理自然不能以一概全,在实际施工过程中,要结合地质条件等自然因素来选择地基处理的工艺和方法。
一、房屋建筑地基处理的特点
1、地基处理中的复杂性
我国幅员辽阔,不同地域地质条件存在着很大差异性,例如冻土土质、软土土质和盐碱土质等。同时,不同地域的气候条件也不相同,如泥石流、塌方、滑坡和地震等各种地质灾害,也给房屋建筑施工的地基处理带来了很多的困难。
2、地基处理中的多发性
由于技术落后和野蛮施工等原因,房屋地基处理不符合要求的情况还较为普遍,因此房屋坍塌的事情也时有发生,既给人民的生命财产来来了危险,也使国家经济蒙受了巨大的损失。
3、地基处理中的潜在性
房屋建筑的施工过程环环相扣,彼此有着紧密的关联和影响。如果地基处理不得当,就会给整个房屋的质量和安全埋下隐患。同时,房屋地基处理问题有着潜在性的特点,其显现需要有时间的积累,有很多房屋都是在使用一段时间后才发现其地基处理存在问题。
4、地基处理中的严重性
地基是房屋建筑的基础,是房屋施工的前期工程,如果地基处理结束后再发现其存在质量问题,与预期的效果有较大出入,重新处理起来相当麻烦,并且还会造成很多不必要的资金支出。同时,房屋地基处理关系到人民的生命安全,如果一旦出现质量问题,后果将非常严重。
二、常见技术工程中地基处理技术
1、高压注浆法
目前,我国建筑工程地基施工技术大多采用高压注浆技术,这种技术分为水泥注浆和硅化注浆两种技术。水泥注浆主要是采用灌浆管和高压泵将水机注入建筑物地基中,并进行深入的填充、渗入、挤密等方法,将土壤和岩石之间的空气排出,提高土壤颗粒和岩石土层之间的紧密程度,同时及时填充岩石缝隙,使注浆水泥和原土层形成一个整体,这样可以有效提高地基的稳定性和抗渗性。另外,这种技术可以降低土层的压缩性,起到加固地基的效果。硅化注浆技术主要是将硅酸钠混合容易以注浆施工的方式注入地基,等硅酸钠固化以后,便形成防渗透性能好、强度高的结石体,这种技术会进一步提高建筑物地基强度。
2、换填法
换填法就是将基础底面以下不太深的一定范围内的软弱土层挖去,然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料分层充填,并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动,使之达到要求的密实度,成为良好的人工地基。换土垫层与原土相比,具有承载力高、刚度大、变形小等优点。按换填材料的不同,将垫层分为砂垫层、砂卵石垫层、碎石垫层、灰土或素土垫层、煤渣垫层、矿渣垫层以及用其它性能稳定、无侵蚀性的材料做的垫层等。
换填法适用于浅层地基处理,包括淤泥、淤泥质土、松散素填土、杂填土、已完成自重固结的吹填土等地基处理以及暗塘、暗沟等浅层处理和低洼区域的填筑。换填法还适用于一些地域性特殊土的处理,用于膨胀土地基可消除地基土的胀缩作用,用于湿陷性黄土地基可消除黄土的湿陷性,用于山区地基可用于处理岩面倾斜、破碎、高低差,软硬不匀以及岩溶等,用于季节性冻土地基可消除冻胀力和防止冻胀损坏等。
3、排水固结法
排水固结的原理是地基在荷载作用下,通过布置竖向排水井(砂井或塑料排水袋等),使土中的孔隙水被慢慢排出,孔隙比减小,地基发生固结变形,地基土的强度逐渐增长。根据作者多年的实践经验,认为预压法主要有如下几种:第一,堆载预压法是在地基上堆放重物(水、土、砂、石等)进行预压,当堆载超过计划建造的建筑物荷载时,称为超载预压。为了防止堆载时压坏地基,需分级加载,即:在前一级荷载作用下地基基本固结后,再施加下一级荷载,直至达到设计荷载为止。预压所需时间的长短取决于地基土层的渗透特性、厚度和预压荷载的大小等因素。施工时应监测地面沉降和土中孔隙水压力的消散情况,对预压加以控制。为了加速厚层软土的固结,缩短预压时间,应设法改善厚层软土排水条件。最常用的排水的方法是在地基中按一定间距作孔,孔内填砂以形成砂井。然后在地面加铺砂垫层加以沟通。近年来,土工织物日益发展,已开始采用纤维编织的袋装砂井和在排水纸板上发展起来的塑料板排水。第二,真空预压法是以大气压作为预压荷载,对地基土进行抽气,在土中造成一定的真空度,形成大气压力与真空压力的差值作用,将土中一部分水抽出,从而使地基土固结而加固。第三,降水预压法,即用水泵抽出地基地下水来降低地下水位,减少孔隙水压力,使有效应力增大,促进地基加固,降水预压法特别适用于饱和粉土及饱和细砂地基。第四,电渗排水法,即通过电渗作用可逐渐排出土中水。在土中插入金属电极并通以直流电,由于直流电场作用,土中的水从阳极流向阴极,然后将水从阴极排除,而不让水在阳极附近补充,借助电渗作用可逐渐排除土中水。在工程上常利用它降低粘性土中的含水量或降低地下水位来提高地基承载力或边坡的稳定性。
4、挤密桩法
在地基施工过程中,因所用材料不同将地基施工技术分为以下几类:碎石、粉煤、水泥粉桩基地,砂石桩地基,水泥土符合地基等,如灰土挤密桩,首先用重锤将钢管打入地基,并向侧向挤密成孔,然后向桩孔中填入灰土材料,最后将其夯实使周围土体与桩柱形成一个整体,从而提高地基的承载能力和地基强度。另外,砂石桩地基施工技术主要是利用震动冲击或高压水冲刷等方式将地基开设孔洞,然后再回填砂石或砂,使桩体结构密实,这样可以有效的增加桩体强度。这种技术广泛使用于房屋建设工程中,特别是素填土、挤密松散砂土、杂填土等建筑物地基具有非常好的效果。
5、夯实法
近些年,随着建筑行业的快速发展,房屋建筑施工技术也在不断提升。目前在处理软土质地基时常采用强夯施工法,这种技术在全国范围内开始大力推广和使用。夯实地基施工技术的主要特点是其能在短时间内完成施工任务并且对机械设备要求不高,另外,通过回填废料还可以实现工程材质的二次利用,极大的降低了工程成本。因此强夯施工法是一种简而有效的方法并且施工效果令人满意。
强夯施工法在施工过程中要保证其施工工艺流程,即首先改造深层土层,依次中层土、表层土。采用这种施工顺序在夯实完成后将夯坑填平。在强夯过程中由于表层土相对较为疏松,并且在夯实过程中难免会因为震动造成周围土层出现松动,因此在工程最后要进行低能量的满夯。强夯施工法是对软土地基一种较为有效的方法,它不仅能够提高地基的承载能力更能提升土体的强度,同时还可以减少土体固结沉降,加强土体压缩性能。强夯在施工过程中伴有的冲击能量以及强大的冲击力,对加强地基强度具有非常重要的作用。
结束语
总之,房屋建筑施工工程中的地基处理技术方法多样,施工单位只有结合施工环境的情况,做好技术准备,采用恰当的施工方法,才能真正的做好地基处理,提高房屋建筑的质量和安全性,进而降低工程成本。
参考文献
[1]祝成展.房屋建筑施工中地基处理技术探讨[J].科技应用与创新,2012.
[2]李新红.房屋建筑施工工程中的地基处理技术分析[J].科技创新导报,2013.
[3]王凤亮.房屋建筑工程中地基处理施工技术的探讨[J].现代装饰(理论),2011.
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