基于綠色建筑理念的房建工程軟基處理技術研究

張祎劍 嚴 菁

(浙江省地礦建設有限公司上海分公司 上海 200439)

經過多年實踐總結,在軟土地基處理方面積累了相關的經驗,為保障建筑結構穩定與安全做出了巨大貢獻。根據綠色施工理念,在房屋建筑工程施工中,必須加強對軟土地基地重視,根據工程實際情況,選擇恰當的軟土地基處理技術,提高結構穩固性,為工程質量奠定基礎。基于此,加強對綠色理念下房建工程軟基處理技術措施的研究具有十分現實的意義。

1 軟土地基特點分析

相對于普通地基形式,軟土地基具有以下特點:(1)具有較強的觸發性。在軟土地基結構中具有較大的含水量,由于地質密度空隙相對較大,影響地基結構整體的穩定性,如果受到外力壓迫,則導致地基結構形態發生改變,從固態變為流動態,水分含量不同則流動速度也有所不同。

(2)具有較強的壓縮性。軟土地基密度相對較大,在結構縫隙中存在大量的水分、空氣,在后期施工中,受到建筑物自重以及相關壓力時,會減少地基密度,將空氣和水分從空隙中擠出,容易引發建筑地基沉降問題。

(3)透水性相對不足。由于軟土地基中含水量較大,且自身排水能力相對不足,導致大量水分不能及時的轉移,不能實現地基快速透水工作,容易導致建筑沉降問題發生。

(4)不均勻性強。很多軟土地基中包含微細顆粒、高分散顆粒,導致土質均勻性受到很大影響,若上面房屋結構出現不均勻荷載,則導致建筑容易出現較大的差異沉降,繼而對房屋建筑安全穩定性造成威脅[1]。

基于這些特點,在房屋建筑施工前,必須能夠詳細勘查現場地質情況,搜集施工現場的相關數據,保證工程設計的合理性,堅持實際問題實際分析的基本原則,任何一個環節出現問題,則容易導致房屋建筑施工質量造成影響。軟土地基是一種危險性較大的地基情況,有時候其具有一定的隱蔽性,如果不能將軟土地基問題妥善處理,則往往會造成不可挽回的損失。

2 軟土地基處理原則

相對于其他基礎施工,軟件施工難度會大大增加。在現代化建筑工程領域中,建筑施工技術機械化程度增加,由于軟土地基對建筑工程會造成不利影響,為了體現綠色施工理念,必須能夠根據軟土地基基本特點,遵循軟基處理基本原則:

(1)因地制宜原則。我國地域遼闊,不同地區和區域軟土地基情況也有所不同,包括軟基類型不同、軟基處理面積不同等各個方面,在具體處理過程中不能輕易決定,而是需要通過現場勘察、實驗等,堅持因地制宜的基本原則,選擇最佳的軟基處理技術。

(2)環境保護原則。在綠色環保理念下,房建工程軟基處理過程中必須堅持環境保護的原則,對于軟基區域中挖出淤泥等都應該指定堆放地點,同時妥善處理好軟基中排出的積水,避免對周邊房屋、田地或水源造成污染。

(3)安全第一原則。無論哪一種項目,都必須堅持安全第一的基本原則。由于軟基處理與環境、施工地質之間存在必然聯系,施工中往往會存在一定的施工危險性,例如施工中容易發生滑移、坍塌等問題。因此,必須做好安全管理工作,采取行之有效的安全防護措施,將施工危險性降到最低。

3 綠色理念下房屋建筑軟基處理技術

3.1 深層石灰攪拌樁處理技術

在房屋建筑軟基處理技術中,深層石灰攪拌樁作為一項有效的處理技術,以石灰作為主要材料,在具有較強塑性粘土地基中使用十分廣泛。由于軟土地基具有很強的黏性,借助于深層石灰攪拌樁,能夠提升地基承載力,固化效果更好,經濟實惠,能夠減少地基沉降情況,全面提升軟基承載力。實際處理過程中:

(1)必須做好相關材料的選擇和準備工作。石灰作為深層石灰攪拌樁施工中核心材料,選擇過程中必須能夠采用滿足細磨標準的材料,通過鉆機設備開展施工,石灰材料會發生積聚現象,只有妥善處理石灰粒徑,才能確保深層石灰攪拌樁整體施工質量。石灰粒徑應該控制在2mm 以內,保證石灰材料的純凈性,保證石灰中氧化鈣含量高于85%,控制其液性指數在75%之上,同時石灰在進入現場后兩個月內需要使用,避免對石灰質量受損。

(2)具體開展施工中,必須能夠根據建筑結構實際施工要求,對樁距進行科學設計和確定,保證水泥攪拌樁加固的范圍,對攪拌樁面積、數量等進行明確,一般呈現三角形、四方形布置。

(3)必須做好石灰粉保存工作,由于石灰粉質量輕,如果不能做好防護措施,則容易出現飛塵。加強石灰粉存儲管理工作,避免飛塵污染,同時避免對石灰粉自身質量造成影響[2]。

3.2 砂石墊層換填處理技術

房建工程施工中,對于地基結構上方存在軟土層的情況,可以采取砂石墊層(砂墊層)換填法的方式進行處理。砂石墊層換填技術就是將軟土基層用砂石結構進行替換,保證建筑結構整體的強度,提升地基穩定性,這種軟基處理技術運用十分廣泛,施工企業可以選擇砂石等硬度強的材料。

在我國很多區域中,大顆粒砂石相對缺乏,可以在其中適當摻入一定比例的碎石,碎石結構純度必須加以控制,避免導致墊層出現雜質而影響墊層整體受力結構。砂石墊層底面鋪設中,應該保證鋪設高度一致,對于不同施工深度情況,可以采用臺階或斜坡方式進行土面挖掘,各層之間距離接口位置,必須進行搗實處理,避免對整體質量造成影響。墊層鋪設過程中,在基坑表面鋪設一層砂層,通過壓實后再向上鋪設一層碎石,利用插振法、平振法、碾壓法等方式進行鋪設,保證鋪設的質量[3]。

3.3 換填法處理技術

軟土地基自身承載力較低,無法滿足房屋建筑施工要求,而采用換填法,就是將承載力較小的軟土結構,替換成強度較高、承載力較強的土質,保證所換填的土體具有較高的穩定性。具體換填施工中,充分發揮機械、人工相互配合的優勢,保證換填后地基基礎能夠滿足房屋建筑工程施工需求。

除了采用人工換填方式外,可以通過爆炸法成功擠出原有地基中的軟土,然后利用優質土進行換填,具體施工中,應該根據工程地基實際情況,選擇最佳的換填作業方式,有效提升換填施工的質量,確保房屋建筑施工具有最佳的使用效果。

3.4 表層排水處理技術

根據大量實踐證明,在軟土地基之中,并非所有土壤都不適用于地基施工,一些優良土質中含水量較多,影響地基整體的承載力,具體施工前必須進行排水施工,降低土壤中的含水量,保證地基土壤具有更強的抗壓強度。而表層排水施工技術,作為軟基處理中重要的技術之一,在地面合理設置排水溝,利用砂礫石(透水性較高)對排水溝進行回填處理,充分考慮施工當地的地形、坡度等,對施工中溝槽間距進行合理控制。

經過多年實踐,排水法已經十分成熟,具體施工中不能使用經驗主義,必須根據實際地基結構情況,充分考慮地基受力情況、地下結構情況、土層含水量都能夠因素,以便于制定出更加切合實際情況的施工方案,為后續房屋建筑施工奠定基礎。

3.5 添加劑處理技術

添加劑處理方式也是當前房屋地基處理中的常見技術形式,借助于添加劑提升地基承載力,讓地基結構壓縮性增強,為房屋建筑施工奠定基礎。添加劑包括水泥、熟石灰、生石灰等,通過攪拌方式,切實減少地基土壤含水量,通過攪拌還能形成團粒效果。通過添加劑方式產生化學性凝固,能夠對黏土成分加以改善,提升土壤整體穩定性。采用添加劑處理技術,成本低、操作簡單,是當前黏土性質軟土地基處理中最為廣泛的處理技術之一[4]。

3.6 強夯施工處理技術

所謂的強夯施工技術,是借助于重物拍打地面,借助于強夯方式增加地面基礎的密實度,讓地基表面更加光滑,提升地基承載力,在重物壓力下讓結構穩定性更高,避免后續施工中出現坍塌。強夯施工方式可以借助于機械,施工效率更高,能夠短時間保證其滿足地基沉降要求。但施工中強夯機械會產生較大噪音,會對周圍居民生活造成干擾,在住宅集中的區域一般不適合利用[5]。

3.7 真空預壓處理技術

真空預壓技術原理是在軟土地基中設置砂井等排水體,上端與砂墊層進行相連,地表面鋪上透氣性較低的塑料膜,塑料膜四周埋在周邊的粘土層當中。具體施工操作過程中,砂墊層設置吸水濾管網,借助于真空泵抽氣,通過抽氣降低膜內氣壓,使其與大氣壓相比明顯降低,繼而達到負壓狀態。

隨著砂井中孔隙水壓力降低,軟土地基中的水會逐漸流入到砂井當中,起到軟基處理的效果。采用真空預壓技術對地基整體應力不會造成改變,不會導致地基失穩情況,不必實施分級加載。具體實施中工程真空度會達到80 k Pa以上,必須保證塑料膜四周密封良好,避免出現漏氣情況,才能維持真空狀態。另外,真空預壓處理技術實施中不用堆載材料,很多無法通過建筑自重預壓的項目,會首選真空預壓。

3.8 靜載處理技術

靜載處理技術同樣作為一種常見的軟基處理技術,是在地基硬度不足時,通過在上面施加重物,壓縮軟土地基中的軟性物質,提高地基整體硬度,滿足房屋建筑施工的具體要求。

通過提高地基硬度,能夠促進房屋建筑整體使用周期延長,通常采用高強壓力,減少軟土地基中的水分。當然,靜載法處理軟土地基,需要選擇合適時間段進行,避開雨季、凍季。

3.9 攪拌樁處理技術

對于軟土地基的處理,攪拌樁技術作為常見的方式之一,包括石灰石攪拌樁、水泥攪拌樁等幾種。水泥攪拌樁施工適用于泥炭土、粉土等軟土地基情況,水泥作為催化劑使用,利用攪拌裝置進行充分拌合,能夠提升軟土地基承載力。水泥攪拌樁施工中,應該將場地進行清理,避免現場雜物對攪拌樁質量造成影響;而石灰石攪拌技術適用于塑形較高的軟土地基,其主要作用機理體現在石灰石+軟土中水分的化學反應,不僅可以提升軟土地基強度,同時平溫度更高。該項軟基處理技術方便快捷,還具有較高的經濟性,是一種常見的軟基處理辦法。

3.10 高壓噴射注漿法

實施高壓噴射注漿處理技術,需要利用鉆機在相應位置進行鉆孔處理,利用帶特殊噴頭的噴射管查到設計深度,借助于20～40 MPa的高壓脈沖泵將漿體噴射,起到切割土體的作用,由于噴射流動壓高于軟土地基結構強度,土粒會從土體中剝落,漿液置換細小土粒,土粒和漿液之間相互混合,按照一定比例排列起來,形成固結體,從而對地基進行有效加固。在淤泥地基、淤泥質黏土地基處理中,常常用到高壓噴射注漿處理法。

4 結語

通過上述分析可知,房屋建筑施工過程中必須注重軟基處理工作,軟基承載力較弱,不能滿足房屋施工要求。

根據軟基具體工作情況,選擇最佳的軟基處理技術,改善軟土地基結構,提升地基整體的承載力。在綠色理念下,軟土地基施工應該能夠根據實際工程需要,不斷加強對軟基處理技術的研究,最大程度上滿足房建基礎施工需要,為居民安全提供保障。