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建筑工程地基加固處理中換填法的要點分析

2014-08-15 00:51王建偉新密市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)管理局河南新密452300
江西建材 2014年16期
關(guān)鍵詞:砂石墊層粉煤灰

■王建偉 ■新密市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)管理局,河南 新密 452300

1 地基處理的概念及作用

換填法是挖去或挖去部分基礎(chǔ)底面天然的或后天形成的軟弱土層,分層回填有較高強度與較低壓縮性且不會有腐蝕性的素土、砂土、灰土以及工業(yè)廢料等材料,壓實處理后能夠發(fā)揮持力層的作用。常見的換填法主要包括砂卵石和灰土換填法。其作用主要表現(xiàn)在以下幾方面:(1)對較高強度墊層材料進行換填后,可以使地基的承載力得到有效提升。(2)對較低壓縮性材料進行換填之后,能夠使建筑物的沉降量減少。(3)對較大透水性的材料實施換填后,可快速消散基礎(chǔ)下面的孔隙水壓力,避免基土有塑性破壞產(chǎn)生,使墊層下軟弱土層的固結(jié)及強度的提升得以加速。其次,對砂石等材料進行換填時,由于顆粒粗大、孔隙大且不存在毛細水現(xiàn)象,可防止材料受凍而引發(fā)凍脹現(xiàn)象發(fā)生。(4)在濕陷性黃土地基中,運用素土或灰土材料對黃土實施置換,可將變形得以消除,同時,換填后的材料由于密實度增加,還可將其作為防水層進行使用,使下臥層天然的黃土層被水浸泡的可能性減少。(5)換填法除了與上述要求得到滿足以外,還能與現(xiàn)代社會的較高環(huán)保要求得到滿足,其運用通常不會對周邊環(huán)境產(chǎn)生水質(zhì)、大氣、噪聲以及地面泥漿等污染,只存在一定的震動感,且波及范圍相對較小。

2 換填墊層施工的壓實操作

2.1 機械碾壓法

對地基土采用壓路機、羊足碾、推土機以及其他壓實機械進行壓實。在施工時,應(yīng)先清除擬建建筑物范圍一定深度的軟弱土,先碾壓基坑底部,再在基坑內(nèi)運用砂石、素土或灰土等墊層材料實施分層鋪筑,并逐層進行壓實。對機械碾壓進行施工時,應(yīng)對碾壓的速度進行關(guān)注:將平碾壓的速度控制在2km/h以下、羊足碾小于3km/h、振動碾小于2km/h,而振動壓實則應(yīng)小于0.5km/h。在分層回填碾壓時應(yīng)對壁面基坑灌水或雨水下滲進行預(yù)防,也需要對施工含水量實施控制,壁面由于不當(dāng)?shù)牡鼗幚韺?dǎo)致破壞現(xiàn)象發(fā)生。

2.2 平板振沖法

平板振沖法是運用振動壓實機對無粘性土或較小粘粒含量、較好透水性的松散雜填土地基進行壓實的方法。振動壓實施工時,先對基槽兩邊進行壓實,后對中間操作。填土的成分及振動時間等因素對振動壓實的效果產(chǎn)生直接影響,應(yīng)對地基土受到振動時間的影響進行關(guān)注。

2.3 重錘夯實法

重錘夯實法是采用起重機將夯錘提升至某一高度,然后將夯錘進行自由下落,通過不斷重復(fù)夯擊,使地基得到有效加固。通常情況下,重錘夯實法在地下水位距地表0.8m以上稍濕的粘性土、濕陷性黃土、砂土、分層填土以及雜填土中得到適用。重錘夯實法運用的主要設(shè)備包括:夯錘、起重機械、吊鉤以及鋼絲繩等。當(dāng)對鋼絲繩懸吊夯錘進行直接運用時,通常情況下,吊車的起重能力應(yīng)控制在超過錘重的3倍。對脫鉤夯錘進行運用時,起重能力應(yīng)控制在夯錘重量的1.5倍以上。夯錘應(yīng)對圓臺形進行使用,使錘重控制在2t以上,錘底面單位靜壓力應(yīng)達到15~20KPa范圍內(nèi),使夯錘落距保持在4m以上即可。

3 換填法的施工原則

(1)對于地基持力層中存在的不均勻的軟硬位置,應(yīng)與持力層的穩(wěn)定性和建筑物安全產(chǎn)生的影響相結(jié)合,對處理方法實施確定。當(dāng)有較小不均點范圍、埋藏較深、四周土層穩(wěn)定以及沒有地基收縮影響時,可不對該不均點實施處理,否則應(yīng)實施挖除,與周圍土質(zhì)和密實度均勻一致的原則相結(jié)合,通過分層回填、夯壓密實,使上部建筑物由于地基持力層的不均勻變形而導(dǎo)致的破壞現(xiàn)象得到避免。

(2)與墊層底部的下臥層上存在的不均勻軟硬現(xiàn)象對墊層穩(wěn)定和建筑物安全說產(chǎn)生的影響相結(jié)合,對處理方法實施確定。對不均勻沉降要求較低的一般性建筑而言,當(dāng)下臥層有較小不均點范圍存在,且埋藏較深,處于地基壓縮范圍以外,并有穩(wěn)定的四周土層存在時,可不對該不均點實施處理。否則,應(yīng)實施挖除,并與周圍土質(zhì)和密實度均勻一致的原則相結(jié)合,實施分層回填,并通過密實夯壓,避免下臥層的不均勻變形導(dǎo)致墊層上部建筑物出現(xiàn)危害。

(3)在相同建筑物下,應(yīng)盡可能使墊層厚度處于相同狀態(tài)。對于不同厚度的墊層而言,應(yīng)將墊層厚度的突變得以防止。當(dāng)對較深墊層部位進行施工時,應(yīng)控制該部位的壓實系數(shù),使由于地基處理厚度不同而導(dǎo)致的差異變形得到防止或減少。

4 軟土地基處理中換填法的施工工藝

4.1 砂石墊土層中換填法的應(yīng)用

運用卵石、碎石、砂礫、角礫、中砂、粗砂以及石屑等有良好級配的材料,不會有植物殘體、垃圾等雜質(zhì)存在。控制砂石的最大粒徑,使其控制在50mm以下。作為良好的換填材料,砂石發(fā)揮著重要的作用,應(yīng)控制存在排水要求的砂墊層,使其含泥量處于3%以下。當(dāng)換填材料屬于粉細砂或石粉時,應(yīng)對超過總量30%的卵石或碎石進行摻入,使材料的級配狀況得以改善。作為采石場篩分時的細粒廢棄物,石屑的性質(zhì)與砂接近,在換填材料中進行使用時,有不錯的效果存在,但應(yīng)對含泥量和含粉量實施控制,促使墊層的質(zhì)量得到有效保障。對于濕陷性黃土或膨脹土地基進行運用時,不得不對砂石等滲水性材料進行選用。對于振動荷載承受的地基而言,在地基處理時,不能使用砂墊層。

4.2 粉質(zhì)粘土墊土層中換填法的應(yīng)用

土料中存在5%以下的有機質(zhì)含量,且不得有凍土或膨脹土存在。當(dāng)有碎石存在時,粒徑應(yīng)控制在40mm以下。粉質(zhì)粘土墊層在濕陷性黃土或膨脹土地基中進行運用時,土料中不得有磚、瓦或塊石夾雜。粘土的夯擊密實存在一定難度,因此不得將其作為換填材料進行使用。在回填施工中不得不對粘土進行使用時,應(yīng)運用30%以上的砂石進行均勻拌和。當(dāng)對粉質(zhì)粘土實施大面積換填且運用到大型機械夯壓施工時,土料中碎石粒徑可達到50mm以上,最大不能超過100mm,否則會對墊層的夯壓效果產(chǎn)生影響。

4.3 粉煤灰墊土層中換填法的應(yīng)用

在道路、小型建筑、堆場以及構(gòu)筑物等場地內(nèi)實施墊層換填。選用的粉煤灰應(yīng)與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對腐蝕性和放射性的要求相符。粉煤灰墊層上應(yīng)對0.3~0.5m的覆土實施覆蓋。粉煤灰墊層中對摻加劑進行摻入時,應(yīng)運用試驗的方法使其性能與適用條件得到確定。根據(jù)粉煤灰燃燒后出現(xiàn)的玻璃體的粒徑進行分析,應(yīng)屬于粉土的范圍內(nèi)。與粉土或粉砂的抗地震液化能力存在不同,由于粉煤灰有一定的膠凝作用存在,當(dāng)壓實系數(shù)超過0.9時,即可對7度地震液化實施抵抗。

5 結(jié)語

綜上所述,在建筑工程施工中,作為整個建筑的基礎(chǔ),地基施工的質(zhì)量具有決定性作用。因此,地基施工的質(zhì)量對上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量產(chǎn)生一定影響。在地基施工中,應(yīng)與土質(zhì)的特點相結(jié)合,對不同的施工方法進行運用,其中最常用的施工方法則是換填法,可以對地基實施有效加固,使地基的施工質(zhì)量得到保障,對整個建筑施工質(zhì)量發(fā)揮著基礎(chǔ)性作用。

[1]宋波,李會興.淺談淺層軟弱地基處理中換填墊層法的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古水利.2009(03).

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