【摘要】軟土地在建筑施工中較常見的一種地質結構,因為其地質結構較軟,故對于基樁基礎類型的選擇和施工技術上要求比較嚴格。基樁選擇的不合理會給之后的施工帶來難度,并可能造成安全隱患。
【關鍵詞】軟土地;基樁;基礎類型;施工技術
一、前言
文章簡述了軟土地基中樁基的應用和樁基持力層的選擇,通過對比分析,并結合自身實踐經驗和相關理論知識,對軟土地基樁的施工技術進行了探討。
二、軟土地基中的樁基應用
常見的軟土地基,是由淤泥、淤泥質土、雜填土或其他高壓縮性及抗剪強度低的土構成的地基,具有強度變化緩慢、加荷載易變形,不均勻,變形速率大且承載力低,沉降量大等不良工程性質的軟弱地基;軟土特點是天然含水量大、孔隙比大、壓縮系數高、強度低,并具有流變性、觸變性等特殊的土力學性質,工程利用條件較差;軟土地基在附加荷載作用下,逐漸排出孔隙水,使孔隙比變小而產生固結變形,隨著土體超靜孔隙水壓力的逐漸擴散,土的有效應力增加,提前完成沉降或提高沉降速度。
天然軟土地基上的淺基礎往往不能滿足整體穩定要求,而采用樁基礎可以有效解決這些問題,以它的大承載能力和抵御復雜荷載性質而成為建筑在軟土中的主要基礎形式,其巨大的剛度把荷載較均勻地傳給下部各支撐,樁基礎與其他基礎相比具有施工較快,承載力高,投資較少,效果較好的特點;樁基礎的施工根據荷載的大小與性質,上部結構的形式與使用要求及材料供應和施工條件等確定;在軟土地基中優先使用樁基礎應適當加大樁徑,相對減少鋼筋籠直徑。
三、樁基持力層的選擇
選擇合適的樁基持力層是決定樁基工程成敗的關鍵。確定牲基持力層,一般是由以下因素決定:
1.樁的承載力
對于支承樁,通常要求樁尖穿過表面風化層,進入新鮮巖層或中等風化層,當然進入表面風化層的深度,將取決于樁的形式、材料及沉樁設備的能力。一般可通過試樁來確定,并在工程沉樁時以是后貫人度枷以控制,通常以10擊,l~2cm為宜。對于摩擦樁,樁基宜選擇壓縮性較低的土層作為持力層,其承載力可根據樁身范圍內的土層摩阻力和樁尖土的承載力理論值預估單樁承載力,并由試樁加以驗證。
2.樁基的預估變彤
樁基持力層的確定,在滿足單樁承載力的前提下,尚要滿足群樁基咄的沉降要求。樁基的變形取決予樁端壓縮層深度內土層的壓縮性。60年代以前,由于受沉樁設備的限制,樁長及沉樁穿透較硬土層的能力也受到限制,往往只能選擇較淺的樁基持力層,而在樁端下壓縮層范圍內,尚存在較厚的高壓縮性軟弱土層,以致樁基變形甚大,不能滿足要求。因此,必匆強據地基的變形要求,確定樁基的持力層。此外,在確定了某一土層作為樁基持力層以后,還有一個樁尖進入該土層的深度問題。許多工程實踐證明,選擇合適的進入硬土層的深度,對于樁基的變形有很大的影響。當持力層較厚時,一般希望進入多一些;當持力層較薄,或有軟弱下臥層時,進入持力層太多.對變形反而不利。
3.沉樁機械設備的條件
確定樁尖持力層,還需從實際出發,根據沉樁機械的能力,以及沉樁在技術上的可能性來確定.在綜合考慮了上述因素的基礎上,初步確定樁基的持力層,最后通過試樁加以驗證,必要時可以按不同的持力層以及進入持力層不同深度的試樁方案進行綜合比較,優選樁尖持力層。
四、軟土地基樁施工技術
軟土地基,主要是指由淤泥、淤泥質土、雜填土或其他高壓縮性土層構成的地基,是一種具有強度增長緩慢、加荷載后容易變形且不均勻、變形速率大且穩定時間長、承載力低、沉降量大等不良工程性質的軟弱地基。軟土地基比較容易發生變形導致流土,能夠造成結構整體沉降或局部沉陷,并導致結構的損壞,大大降低其使用性能及安全性。因此,選用軟土作為地基應用,必須提前采取切實可行的技術措施,保證建筑的安全性能和使用性能。以下簡要介紹幾種軟土地基處理方法。
1.置換法
置換法是將建筑物基礎底面以下一定范圍內的淺層軟弱土或不良土挖去,回填其他無侵蝕性的散體材料,如:砂、灰土、碎石、粉煤灰、水泥土等散粒材料,從而加速軟土層的排水固結,防止凍脹和消除膨脹土的脹縮。提高地基承載力,減少沉降量的一種方法。按回填的材料可分為砂石墊層、碎石墊層、粉煤灰墊層、灰土墊層等,在施工過程中應該層層鋪筑,層層夯實。墊層的作用是增強持力層的承載力,并可以通過墊層的應力擴散作用,減小墊層下天然土層所承受的壓力,這樣可以減小地基的沉降量。
2.打樁法
當淤土層較厚,難以大面積進行深處理時,可采用打樁的辦法進行加固處理。樁基礎技術多種多樣,一般在施工時是將鋼筋混凝土樁打入或灌注入土中,由樁和樁間土層一起組成復合地基,從而提高地基的承載力,保證了建筑物的安全使用。常見的樁基有:鉆孔樁、振動樁等。
3.排水固結法
排水固結法是解決軟土地基沉降和穩定問題的有效措施,通過布置砂墊層、塑料多孔排水板等,使軟土地基表層或內部形成水平或垂直排水通道,利用地基本身的透水性由排水體集中排水的結構體系。然后采取加壓、抽水等措施,加速孔隙水的排出而使土固結和強度增長,提高地基土的穩定性和堅固性,從而避免基礎沉降,保證建筑結構的安全性。
4.加固土樁法
本場地周邊環境條件允許預制樁施工,樁型采用經濟性優于預制鋼筋混凝土方樁的高強預應力混凝土加固土樁,不同樁徑的樁的長徑比均控制在80左右。深層拌和的專用機械將軟土地基的局部范圍用固化材料加以改善、加固,形成加固樁,使加固樁與樁間土形成復合地基設計加固土樁只考慮其置換與應力集中效應,不考慮其固結排水與擠密作用,加固土樁的深度、直徑、間距應經穩定性計算,并應滿足工后沉降的要求。
5.深層擠密法
深層擠密法是通過擠密或振動施工范圍內的軟土,其主要作用是擠密樁周的松軟土層,使土層密實。并在振動或擠密過程中回填砂、碎石等,形成砂樁、碎石樁等,當軟土層較厚且換填處理比較困難,地基土屬于非飽和粘性土或砂土時,采用擠密砂樁或碎石樁加固法,可以使地基土密實,容重增加,孔隙比減少,防止砂土在地震或受震動時液化,提高地基土的抗剪強度和水平抵抗力,減少固結沉降,使地基變均勻,起到置換、擠密、排水作用,防止地基產生滑動破壞,提前完成沉降,減少沉降差。
6.粒料樁
在樁的壓入過程中,樁身周圍土受剪切而發生重塑,土的強度降低為重塑土的殘余強度,當
壓樁過程出現一定時間的停頓或休止時,擾動土部分強度恢復,壓樁力常常大幅度增長,本工程二、三節接樁采用砂、砂礫、碎石、廢渣等散粒材料,以專用震動沉管機或水震沖器來成樁,使粒料樁與周圍的地基形成復合地基,粒料樁對地基有置換、擠密和豎向排水作用。粒料樁的深度、直徑、間距,應經穩定及沉降計算來確定,地質條件對施工方法的適應性不清楚時,應通過試樁加以核查。
五、結束語
軟土地地基結構特殊,進行樁基施工的時候,應充分考慮到地質因素,進行綜合分析之后,才能選擇適合的樁基類型進行施工,這是建筑施工順利進行和建筑質量合格的保障。
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