張 帆
(廣東核力工程勘察院,廣東 廣州 510800)
我國地質(zhì)地形情況較為復雜,在沿海、沿河等區(qū)域,存在大量的淤泥質(zhì)軟土。由于軟土地基具有不穩(wěn)定性,在此地基上進行施工需要先妥善處理軟土地基問題,避免由于地基沉降等問題,嚴重影響建筑工程的穩(wěn)固性和安全性。縱觀我國巖土工程的發(fā)展,如何妥善處理軟土地基,保持地基的穩(wěn)固,是保障建筑工程施工質(zhì)量的必要前提。
我國地質(zhì)情況復雜多樣,給建筑工程施工帶來了一定難度。軟土一詞指的是淤泥以及淤泥質(zhì)泥土,這類泥土的孔隙大于1.0,土壤內(nèi)的含水量較高,主要顏色為灰色,粘土粉粒是軟土的主要組成部分,有些軟土內(nèi)的粘土粉粒含量甚至高于百分之六十。軟土大多分布在江河湖海的附近。軟土顆粒具有獨特的物理屬性,在結構形態(tài)上呈現(xiàn)出直徑偏小、薄片形狀等突出特點,當軟土層出現(xiàn)沉降之后,常常表現(xiàn)為絮狀形態(tài),這也正是導致軟土含水量偏高的重要原由??偟膩碚f,軟土這一地質(zhì)可以具有以下方面的特點[1-4]:(1)軟土內(nèi)的含水量偏高。受軟土組成結構的影響,不同類別的軟土在含水量方面存在明顯的差異,但軟土中的含水量均大于液限指數(shù)。一般而言,軟土內(nèi)的含水量可以達到百分之三十到七十。(2)軟土頗為松軟,這是由于軟土內(nèi)孔隙偏大導致的。一般而言,軟土孔隙處于1.0到2.0之間。(3)軟土具有極強的壓縮性。這一特點與軟土含水量偏高密不可分,軟土內(nèi)含水量越高,則軟土的壓縮性能越出色。在一般情況下,軟土的壓縮指數(shù)處于0.7~1的范圍,最高甚至可以達到4.5這一系數(shù)。(4)軟土的抗剪強度較弱,這一要素與排水條件及荷載施加頻率密不可分。(5)軟土的滲透能力不強。軟土的滲透系數(shù)基本位于十的負七次方至負八次方之間。受荷載作用的影響,軟土固結的速度偏緩,土壤的強度及荷載能力不強。此外,若軟土內(nèi)存在多種多樣的有機物質(zhì),會導致大量氣泡的出現(xiàn),這一現(xiàn)象在一定程度上會影響軟土孔隙,進一步拉低軟土的滲透性能。(6)軟土在物理屬性上具有觸變性,在經(jīng)過振動攪拌這一工序之后,軟土的絮狀結構會遭受破壞,進而使得軟土的強度大幅度降低,嚴重時甚至會導致軟土出現(xiàn)流動。
軟土地基長時間處于靜置狀態(tài),其強度會大幅度降低,要想恢復期強度必須經(jīng)過后期的努力。在巖土工程施工過程中,若對軟土地基開展振動攪拌工序,會嚴重損壞軟土的絮狀結構,進而嚴重影響軟土地基的穩(wěn)固性和安全性,嚴重時甚至可能出現(xiàn)地基流動等問題,給巖土工程施工造成干擾和影響。
軟土地基沉降問題在巖土工程中并不罕見,如何有效應對軟土地基沉降不均勻問題成為保障巖土工程施工質(zhì)量的關鍵所在。軟土地基土質(zhì)疏松、含水量偏大等物理屬性是導致其出現(xiàn)沉降問題的主要原由。若施工人員未將軟土地基處理工作落實到位,可能會出現(xiàn)地基不穩(wěn)定等問題,進而直接危及整體建筑工程的地基安全及穩(wěn)固,對建筑結構造成嚴重影響,不僅會影響建筑工程的使用壽命,還可能給人們的人身安全造成威脅。
從軟土地基的物理屬性可知,相較于其他地基條件,軟土地基內(nèi)的含水量偏高,自身的荷載能力較弱。一旦外部的荷載情況超過了軟土地基的承載范圍,則會導致軟土地基的穩(wěn)固性大打折扣,讓軟土地基產(chǎn)生形變等嚴重問題,進而危及到整體建筑工程施工。
地基作為支撐建筑物的基礎,其穩(wěn)固性關系到整體建筑工程安全和穩(wěn)定。在處理軟土地基時,相關工作人員要在正式開展施工工作之前,對現(xiàn)場地質(zhì)條件等要素進行細致嚴格的勘驗,充分了解軟土地基的構成與屬性,從而有針對性地制定軟土地基處理方案,確保軟土地基處理方案科學可行。處理軟土地基的方式有很多,不同施工隊伍在應用不同軟土地基處理技術的熟練程度不一,工程方要慎重選擇施工隊伍,確保施工方具備相應的資質(zhì)及能力,并綜合各要素之后,選擇最為適宜的施工方式。在完成軟土地基處理工作之后,施工方不僅要進行自我檢查,還要讓專業(yè)的檢測單位進行檢查驗收,確保軟土地基的承載量及強度符合工程建設要求,為后續(xù)階段的工程施工奠定基礎,避免由于地基處理不到位,導致嚴重的質(zhì)量問題。
換填技術是處理軟土地基時十分常用的技術手段,又被稱為墊層技術,該技術指的是通過挖去不滿足建設要求的軟土層,將諸如碎石、砂石、礦渣這類強度屬性佳、不容易被壓縮的材料填充進去,再開展夯實處理工序,將經(jīng)過處理的地基作為墊層,以增強地基的強度和荷載能力。該技術在增強地基的強度及承載能力方面卓有成效,在處理地基沉降問題上效果顯著。同時,換填技術在施工方面更為簡單,操作起來更加便利。然而,該技術對施工現(xiàn)場具有較高要求,適用的施工情況相對較少。一般來說,若軟土地基所處的深度為三米以下,該技術能夠很好地應用到工程施工之中。若軟土地基的深度在三米以上,使用換填技術需要耗費大量的人力物力財力,在經(jīng)濟成本上不具備任何優(yōu)勢,則不適宜再使用該技術處理軟土地基。
軟土地基土城的組成成分不同,使得所適用的軟土地基處理技術也各具差異。若軟土地基土層中砂土、碎石以及粘土的含量較高,是軟土地基土層中的主要組成不符恩,則可以采用夯實處理技術。夯實處理技術的主要工作原理為物理機械碾壓,通過機械設備對地基進行反復碾壓夯實,讓軟土地基得到壓實,以增強地基的穩(wěn)固性,讓地基符合工程建設要求。在使用夯實處理技術時,施工人員要對設備的重量級高度進行科學控制,在反復打擊作用下夯實地基,以增強地基的強度和穩(wěn)定性。在一般情況下,夯實處理技術可以實現(xiàn)1.2米左右的深度。在使用這一技術時,必須關注軟土地基中的含水量高低,適宜的含水量是保障夯實技術效果的關鍵所在。
固化處理技術是處理軟土地基中十分常見的技術手段,需要使用到膠結劑以及化學溶液,通過將諸如膠結劑等材料以攪拌或注入的方式進入到軟土地基土層,能夠讓化學劑液與軟土地基產(chǎn)生反應,進而起到加固軟土地基的作用。在使用固化處理技術時,需要使用到諸如水泥、水玻璃之類的膠結材料,讓軟土地基的孔隙有效較小,增強土層的密實程度,有效增強軟土顆粒之間的密實度,從而改善軟土土質(zhì)的屬性,以適應建筑工程施工的要求。在固化處理技術的作用下,地基的強度和滲透能力會大幅度改善,能夠有效處理軟土地基問題。此外,固化處理技術在實際應用時,根據(jù)不同的施工情況,可以采用不同類型的施工技術,其中最為常用的施工方式為深層攪拌法、旋噴法以及壓力灌漿法。在實際處理軟土地基的施工案例中,粉噴樁法在其中的應用范圍最為廣泛,利用相應的機械設備,將諸如水泥粉、生石灰粉等粉體材料噴到軟土地基之中,再利用鉆頭讓軟土地基與粉體材料攪拌均勻,讓軟土地基的整體性能大幅度提升,滿足建筑工程施工的相關要求。
每一種軟土地基處理技術都具有優(yōu)缺點,所使用的施工環(huán)境不盡相同。在巖土工程中,施工人員在處理軟土地基時,需要結合實際情況,選擇最為適宜的軟土地基處理技術。就振實擠密處理技術而言,該技術適應于構成成分中包含松砂、粉塵等材質(zhì)的軟土地基,利用振密或擠密技術提升土壤的密實度,有效減少土壤中的孔隙,以增強土壤的密實程度,在處理五到二十米之間的地基上卓有成效。
在運用這一技術的過程中,還需要配合礫石、灰土的回填,將軟土地基改造為復合地基,讓地基的承載能力大幅度增強。在利用振實擠密處理技術時,要先打樁管,再向樁管內(nèi)注入相應的填充材料,在完成上述環(huán)節(jié)的基礎上開展搗實工作。
近年來,我國建筑行業(yè)發(fā)展迅速,建筑施工技術及要求逐步提升。地基處理作為開展建筑工程施工的必要環(huán)節(jié),這一環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量直接關系到整體建筑工程的穩(wěn)固性和安全性,更與其使用壽命密切相關。針對不同的地基條件,施工人員需結合施工現(xiàn)場的實際情況,采用科學適宜的地基處理技術,以確保地基具備相應的承載力及強度,能夠很好地適應巖土工程施工的要求。軟土地質(zhì)在物理屬性及工程屬性上具有特殊性,在開展建筑施工之間必須對其進行加固處理,以適應工程施工的要求。