建筑工程地基处理技术应用探究

发表时间:2021/8/25   来源:《工程管理前沿》2021年4月第12期   作者:李咏林
[导读] 地基处理技术是近些年建筑工程发展中较为常见的建筑施工技术,绝大部分建筑工程地基都要经过加固技术处理,所以,如何应用地基处理技术对于建筑工程稳定性有着很大的影响。
        李咏林
        中国建筑第二工程局有限公司华东公司  上海市 200000
        摘要:地基处理技术是近些年建筑工程发展中较为常见的建筑施工技术,绝大部分建筑工程地基都要经过加固技术处理,所以,如何应用地基处理技术对于建筑工程稳定性有着很大的影响。在地基施工时需要防止地基的超范围变形,通过地基处理增强建筑物的承载能力,提升其稳定性。地基决定着整体房屋的整体质量,决定着居住人的生命安全,在建筑业蓬勃发展的今天,我们应该对地基处理技术要有更高的要求,科学合理地应用地基处理技术是每个工程人员都必须要掌握的。因此,本文针对地基处理技术中存在的问题进行了简要分析,并采取对应的地基处理技术来保障建筑工程的安全施工。
        关键词:工程地基;常见问题;处理技术;
        1 建筑工程地基处理的目的
        1.1 降低地基剪切破坏
        地基的剪切破坏有三个阶段,分别为压密阶段、剪切阶段、破坏阶段,而破坏的形式分为整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲剪破坏三种。在压密阶段中,剪土的应力小于抗剪强度,由土的压密引起变形;在剪切阶段中,地基的沉降增长率会随着上层增加荷载而增加;在破坏阶段,上覆荷载超过极限值,地基沉降失去稳定,造成地基破坏。所以,在地基施工中我们需要根据地基土体的抗剪强弱来制定施工方案,这样就可以最大程度地降低地基的剪切破坏,从而达到优化地基剪切特性的目的,就可以减少土体的变形,增加建筑物牢固性,提高建筑物的安全性能。
        1.2 降低地基土的压缩性
        地基土受到一定的压力会产生变形,而想要减小变形就需要降低土的压缩性。通常土的变形模量和压缩模量是衡量土质的基本标准,所以,我们需要对土进行处理,改变土的压缩性和变形量,使土的变形模量和压缩模量增大,从而减小土的变形。想要减小土的变形,就要从土体的孔隙入手,减少土体中的孔隙,而孔隙中一般又饱含水分,所以我们要同时减少土的孔隙和水分,在现实施工中,我们通常是在压缩土体的同时增加排水设施,从而达到降低土的压缩性的目的,这样就能减少地基土后期的沉降。
        1.3 优化土的渗透性
        土能够被水透过的性能就是土的渗透性,地基土的渗透性是影响地基稳固的重要因素之一,而决定土的渗透性因素是土的颗粒大小、形状、级配以及密度等,在地基处理中我们就需要从土的这几个方面来考虑,同时也需要从土自重应力、土的构造应力、温度、压力等方面改善地基土的渗透性。通过改变地基土的水压、渗流量、透水层、孔隙比、矿物成分等就可以优化土的渗透性,使其达到最优含水量,从而增强地基土密实性,减小土体的形变量。
        2 地基处理中的常见问题
        2.1 地基环境复杂
        地基土种类多,性质差异大,多为特殊土体。地质复杂,如膨胀、湿陷、盐碱化、冻原等,且绝大多数存在地下水,部分还具有腐蚀性,对工程中的混凝土影响极大,这些情况大大增加了地基的施工难度。同时,不同地区的地理环境差异大,例如大地震、山体滑坡和崩塌、泥石流等地质灾害会对建筑物对造成巨大的破坏。此外,地基施工时常常造成粉尘污染、噪声污染、水质污染等问题,处理稍有不当将会造成扰民,这就违背了我们建筑发展的初衷。
        2.2 地基沉降
        天然的土体在建筑物的自身重力下会发生下陷,使地面产生竖向位移变形,称为地基沉降。地基工程是所有建筑最重要的一个环节,必须妥善处理不均匀沉降这一问题,否则当地基沉降超过了特定值后将会导致墙体开裂、柱梁破坏、建筑倾斜等巨大安全隐患。引起地基沉降的原因主要有相邻建筑物高低和荷载相差较大、部分地基土种类性质不一致、地下水流失、相邻地块重物下压带沉、回填土性质要求不达标等。
        2.3 地质勘察不精确
        在地基施工前,施工企业经常忽略地质勘察的重要性,精准的地质勘察可以保障建筑工程的顺利开工,保障工程的施工质量,保障施工人员的安全作业。然而,许多勘察队伍在进行地质勘察时对部分勘察工作准备不充分:一是对工程整体信息掌握不全,对地基设计认识不足,未制定工作方案,对勘察前期工作不够重视,导致无法有效收集数据资料;二是勘察设备不全、勘察步骤流程作业不规范、勘察仪器操作不当、仪器长久缺乏保养等问题导致数据偏差;三是实地勘察中没有分清主次地域,从而拉长了勘察作业时间,造成作业人员身心疲惫,在勘察时专注程度不够,导致对地质勘察情况记录模糊,加大了出错概率,影响了地基施工质量。


        3 常见的地基处理技术
        3.1 换填垫层法
        换填垫层法是地基施工中常用的技术之一,当建筑物基础下的持力层不能满足设计荷载值时,可以将基础下面的劣质的土层挖走,回填砂石、粉煤灰、矿渣、灰土、土工合成材料等具有坚硬、较粗粒径、耐酸碱、承载力强等性质的材料,并夯压密实直至符合设计荷载强度指数,打造成理想的建筑地基。这种施工方式多在地基为淤泥质土、湿陷性黄土等浅层软弱土情况下使用。
        3.2 排水固结法
        排水固结法一般用于含水量较大的软土地基,即在天然的地基土上增加超重荷载,将软土中的孔隙水排出、使土体密实固结,提高软土地基的稳定性,从而提升地基的承载能力。排水固结法主要有以下几种。
        3.2.1 堆载预压法
        对地基范围进行加载预压,压力值为建筑物自重的1.3倍左右,也可根据工程项目的具体情况来确定预压值,提前使原来的软土地基压缩固结,让地基提前完成不均匀沉降。使用堆载预压法提高地基承载力,在卸去预压荷载力后就能达到承载标准值,得到符合建筑工程条件的地基。
        3.2.2 真空预压法
        将有薄膜密封的砂垫层铺设在黏土层上,之后对砂垫连同砂井一起进行抽气,通过大气压力促使排水效率提高,这样就可以使土体压缩和强度增长,加速土体固结。
        3.2.3 降水预压法
        在开挖深度不大且地下水位接近地面的饱和粉或细砂土质的地基中,通过水泵抽水降低地下水位,除去土体中的孔隙水,能够增大土体有效应力,达到土体的最优含水率,从而促进土体的固结。
        3.2.4 电渗排水法
        在需要排水的地基土体中插入金属电极棒并通以直流电,使土体中的水在直流电场的作用下从阳极流向阴极,将水从阴极处排出,隔绝阳极附近的水源,借助电渗作用就可以排除土体中水分。
        3.3 桩基施工技术
        桩基施工技术多用于重大工程项目中,其主要作用是将地基承载的部分结构重力转移到当中,再通过桩基把重力传递到地基深层的坚硬岩层中,从而缓解建筑物给地基的荷载力,使建筑物更加稳固。桩基施工时应统筹规划,做好测量定位、护筒埋设、超声波检查等工作,避免地面开裂、塌孔等情况出现,如出现问题应先综合权衡,再及时处理。
        3.4 高压喷射注浆法
        高压喷射注浆法适用于淤泥土、粉土、黄土等多种土质,在钻机和高压的作用下进行钻孔喷浆,使水泥浆液喷流到预定的土层位置,与原有的土体混合,混合液在离心力和重力的作用下会有规律的排列,凝固之后会形成新的复合地基体,从而减小了地基变形,大大提高了地基的承载力。高压喷射注浆法主要分为单管法、二重管法和三重管法等,喷射的介质有水泥浆液、气流、水流等三种,可混合高压喷射。
        4 结束语
        综上所述,建筑工程随着城市化进程的不断加快而不断扩大其规模,地基处理技术的应用是否得当将会影响着建筑物的安全性。想要在复杂多变的地基环境中保障建筑的安全性和稳定性,就需要根据多年的施工经验来选择对应的地基处理技术,全面强化建筑工程地基,为建设主体施工打下良好的基础。在应用这些地基处理技术的同时,还要考虑施工环境和作业条件,杜绝建筑施工中存在的扰民和污染等现象,为居民的人身安全着想,从多方面考虑采用地基处理技术才能使建筑行业可持续发展。
        参考文献
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        [4]胡志平,温馨,张勋,等.湿陷性黄土地区海绵城市建设研究进展[J].地球科学与环境学报,2021,43(2):1-13.
       
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