黃 涌
廣西壯族自治區建筑工程質量檢測中心有限公司,廣西 南寧 530005
工程建設過程中經常會遇到軟土地基的情況,因此施工人員要采取積極的措施予以高效解決,保證地基的施工強度能夠滿足相關標準,顯著提升其承載能力,帶動現代建筑行業實現良性發展,為提升現代社會經濟水平夯實基礎。文章深入研究了工程建設過程中軟土地基處理的方法和措施,為今后各項工作的開展提供了強有力的技術支撐,推動了我國建筑行業朝著更加先進的方向發展。
地基主要是指建筑物下層可以承受一定重量的巖體或土體。軟土地基為天然孔隙比≥1.0且含水量>液限的細粒土層,包括淤泥、淤泥質土、泥炭、泥炭質土等。軟土地基強度低、沉降量大,如果處理不當,可能會對建筑工程的施工和使用造成巨大的危害。
考慮到軟土地基的特性,在軟土地區進行工程建設前,應對軟土地基采用技術手段進行地基處理。當軟弱土層厚度不大時,可將建筑物基礎底面以下處理范圍內的軟弱土層部分或全部挖除,然后換填強度較高的土或其他穩定性能好、無侵蝕性的材料,這種地基處理方法稱為換填法。采用換填法時,換填厚度應控制在3m以下,如果換填厚度過大,土方成本會大大增加。
當軟弱土層較厚且建筑物地基承載要求不高時,可采用預壓法進行地基處理。預壓法是在工程建設前對軟土地基施加≥設計荷載的壓力,使地基提前固結沉降,以提高地基的強度,減少后期沉降,當強度指標達到設計要求數值后卸去荷載,經過預壓處理后,地基一般不會再產生大的固結沉降。該法原理較成熟,施工簡單,不需要特殊的施工機械和材料,但施工工期較長。建筑物地基承載要求較高時,可采用復合地基進行地基處理,采用攪拌樁、旋噴樁等豎向增強體與軟土地基組成復合地基,大部分荷載由樁體承受,從而提高地基承載力,減少后期沉降。復合地基處理效果可靠、使用范圍廣,但需要專門成樁設備,造價較高。
軟土地基經處理后,地基質量應滿足建筑工程設計的標準,否則會給整個建筑工程的質量帶來嚴重的負面影響,因此在軟土地區開展工程建設時必須做好地基質量檢測工作,使建筑工程的施工安全和施工質量得到保證。
靜載荷試驗是利用具有足夠剛度的承壓板,通過承壓板向軟土地基施加壓力,測定承壓板的下沉量,并繪制壓力-沉降關系曲線、沉降-時間關系曲線,確定軟土地基土在承壓板下應力主要影響范圍內的承載力,計算軟土地基的變形模量。對于深層軟土地基,可采用螺旋板載荷試驗。
在地基檢測方法中,靜載荷試驗法的使用范圍最廣和使用頻率最高,其可靠性和準確度也非常高。該方法通過對地基的工作狀態進行模擬,測試地基在承載荷載以后的變性特點和承載性,其試驗條件與建筑物實際受力條件接近,試驗結論比較直觀可靠,非專業技術人員也能理解并接受。該試驗法的缺點主要是需要投入大量的成本,試驗過程在一定程度上會影響地基施工,因此檢測數量不宜過多。在實際工作中,靜載荷試驗檢測法宜結合其他方法使用,以提高地基檢測覆蓋率,提高地基檢測效率,更準確地評價地基承載能力。
靜力觸探試驗是用靜壓力將標準規格的圓錐形探頭勻速壓入土中,通過測量探頭貫入阻力和側壁摩阻力或摩阻比,按其所受阻力的大小確定軟土地基的力學性質,并初步判定地基承載力。靜力觸探試驗能確定軟土地基的空間分布及工程特性,其試驗現場作業簡單、操作方便、檢測時間短、檢測成本低,適合大范圍檢測。
十字板剪切試驗可以測定飽和軟黏性土不排水抗剪強度和靈敏度,屬于土體原位測試試驗的一種。它是將十字板頭由鉆孔壓入孔底軟土中,以均勻的速度轉動,通過一定的測量系統,測得其轉動時所需之力矩,直至土體破壞,從而計算出土的抗剪強度。由十字板剪力試驗測得的抗剪強度代表孔內土體的天然強度(不排水抗剪強度)[1]。
在檢測軟土地區地基質量時,通常情況下會使用多種檢測方法相結合法來提升檢測結果的可靠性、準確性和全面性。地基質量檢測遵循的主要原則為先粗略后精細、先簡單后復雜、從面到點,從而使地基質量檢測變得更加系統、全面。
在開展地基質量檢測工作時,要科學合理地設置檢測時間,選擇那些易于出現異常情況的部位來進行檢測。軟土地區的局部位置會存在比較復雜的巖土結構,會給質量檢測工作造成嚴重的困擾,對于這些地區而言,它們都是軟土地區質量檢測的重點檢測位置。在確定地基檢測點時,所有的受檢測位置都在檢測范圍內,所有的檢測點要均勻地分布在檢測范圍內。
在檢測軟土地區地基的質量時,要從檢測地區的實際情況出發,具體問題具體分析,選擇最佳的檢測方法來開展此項工作。在開展檢測工作的過程中,要高度重視儀器設備的性能和檢測現場的實際情況,因地制宜地使用最科學、最有效的方法在最短的時間內完成此項工作任務。在選擇軟土地區樁基質量檢測方法時,要以其使用范圍和樁基檢測方法的特點為基礎,同時將施工要求、樁基類型和地質條件作為附加條件,二者結合后,使檢測質量達到最佳水平。
換填處理主要是為了提高地基的強度和承載力,從而促進工業和民用建筑項目的平穩運行。另外,如果軟土相對較軟,則該方法還可以增加土的強度和承載力并滿足施工要求。在應用換填處理技術時,有必要準備碎石和砂巖材料及所需的機械設備,同時必須確保這些材料的質量,使其具有很高的穩定性。在準備好所需的材料和設備后,首先要借助設備進行更換和填充,并進行次層壓實,以提高土的強度,從而有效地避開地面。基礎的變形可為民用和工業建筑的施工奠定堅實的基礎。
軟土地基中含有大量的水,故可以通過排水和固結將水從土壤中排出,還可以采用排水柱將其放入地基的黏性土層中,然后采用排水固結法,以確保地基壓力試驗符合相關要求,并獲得最佳的軟土基礎處理效果。具體而言,主要包括以下三種方法。
(1)砂井法:在軟土地基上設置砂井,并在合適的位置設置砂墊,由專業人員建立科學的排水渠道,以達到理想的排水效果,使軟土地基的水分被有效地排出。
(2)樁的預壓方法:與上述方法不同的是,使用該方法時,必須在基礎施工開始前進行,主要采用預壓形式,以便基礎提前沉降。
(3)電滲排水法:將金屬電極插入土壤中,通電使地基中的水從陰極流向陽極,從而減少土壤中的水分,使土壤更加穩定。
沖孔灌注樁通常用于軟土地基處理。在實際應用過程中,操作較為簡單,可以使用打孔機在樁位置上直接進行打孔操作,并在其中放置鋼籠,然后使用混凝土澆筑。通過使用這種方法,可以有效地減少其他因素的不利影響,提高建筑物的穩定性[2]。
在軟土地基處理過程中應用灰土擠密樁法時,首先需對土壤進行深夯實操作,可使用動態壓實方法;然后使用螺旋鉆將預先準備好的石灰石注入基礎混凝土縫隙中;最后需重復錘打,增大樁徑,使地基發生質變,從而成為復合地基,提高其穩定性和承載力,緩解基礎變形[3]。
在采用碎石樁強夯處理法時,施工人員需掌握實際項目的土壤特性,在此基礎上進行分析,并確定夯實的強度和頻率,以及夯實位置,確保礫石可以混入周圍的土壤中。除此之外,通過使用硬殼和碎石樁,也有利于建立復合層,從而使基礎的整體穩定性得到提升。
建筑工程的工程質量直接影響著人們的財產和生命安全,要想不斷提高軟土地區建筑工程的整體建設質量,需根據工程實際情況采取合適的軟土地基處理法,并使用先進的質量檢測手段,為進一步提高建筑的地基承載力提供強有力的支撐,推動建筑工程的可持續發展。