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中图分类号:TU722 文献标识码:A 文章编号:1671—7597(2013)031-089-01
1 概述
本项目为山东某钢铁有限公司烧结机改造。公司位于山东省某市某镇,北距国家二级开放港口羊口港20公里,东距潍坊港15公里,荣乌高速路口距厂区2公里,交通运输便利,企业员工6000余人。
公司现有1080 m3高炉两座,生铁产量为240万吨/a,180 m2烧结机1台,烧结矿能力明显不足,导致烧结矿配比偏低,另外180 m2烧结机为满足2座高炉对烧结矿的需求而长期高负荷运行,烧结日常检修时间往往短暂而匆忙,对整个铁前系统安全生产带来隐患,增产稳产得不到有效保障。为扭转此不利局面,也为了企业的发展,公司决定在现有烧结机区域东侧新建1x132 m2烧结机,为改善铁前系统技术指标打下坚实的基础。
2 设计依据
1)某集团有限公司对于此项目的方案会议论证纪要。
2)某集团有限公司与设计单位签订的《建设工程设计合同》及其《技术附件》。
3)施工图设计方案优化过程中双方确认的会议纪要及传真等。
3 其生产规模及工作制度
新建132 m2烧结机一台,年产出厂烧结矿167.3万吨。主要内容包括:
1)工艺设施。
配料室、混合室、制粒室、烧结冷却室、机头电除尘、主抽风机室、皮带通廊及转运站。
2)与工艺设施配套的各辅助设施。
环境除尘设1台电场机尾电除尘、对原1号180 m2烧结机的综合水泵站进行改造设计、不再新建高架式主电气楼、供配电设施、其他供辅设施。
4 单项土建的设计方案
4.1 自然条件
建设地属亚干旱气候,年平均气温12.3℃,最高气温40.5℃,最低气温-21.4℃。多年平均降水量662.5 mm,最大日降水量292 mm,降水量多集中于6~9月份,约占全年降水量的60%。常风向为南风,强风向为北风,最大风速18 m/s,平均风速3.5 m/s,无风频率为9%。初霜期10月24日,终霜期翌年4月4日,封冻日期12月20日,开冻日期翌年2月17日,最大冰厚0.29 m,标准冻结深度0.50 m。
4.2 主要计算依据
抗震设防烈度为7度(0.15 g),设计地震分组为第二组。
基本风压为0.45 kN/m2。
基本雪压为0.25 kN/m2。
4.3 建筑设计
厂房跨度、柱距及定位轴线无特殊情况均按“建筑统一基本规划”进行设计。
柱距一般采用6 m、9 m;部分车间依据工艺实际需要采用8 m、7 m、4 m柱距。主体建筑采用钢筋混凝土框架结构,钢吊车梁、大型屋面板。
根据“建筑设计防火规范”中生产的火灾危险性分类除主厂房为丁类外,其余车间为戊类,房屋耐火等级均为II级。
各车间按生产需要分别满足工艺专业提出的采暖、封闭、敞开等要求。有热源车间、非固定岗位操作区视情况不设采暖。原料系统车间、成品系统车间主要采用240 cm砖墙封闭。
屋面:一般采用1/20~1/10坡度(按屋面结构形式)无组织排水,挑檐出墙面300 mm~600 mm(视建筑物高度而定);主要生产车间,檐高8 m以上设屋面检修梯,主要建筑设屋面防护栏杆;配电室及生活福利房屋均采用卷材防水并设保温层。
门窗:一般小门采用木门,厂房大门采用钢木大门,主抽风机室大门采用钢木推拉大门,电气室等车间局部按规范规定设防火门。一般车间窗户采用塑钢玻璃窗,主抽风机操作室门窗采用隔音门窗。
装修:一般建筑物采用素混凝土地面,水泥砂浆抹面;主抽风机室采用隔声防降噪措施。
所有厂房均内外抹灰、刷内外墙涂料,所有建(构)筑物均由相关专业按YB/T2956-96行业标准着色。对工业通廊、管道等各类主体均按输送介质和位置规定涂装颜色;对有特殊要求的部位,如烟囱、安全走道、提示牌、栈桥等采用鲜艳、醒目的单色或互补双色以利分辨和注意。
总之使整个厂区色彩搭配合理,分区明确,各类管线走向、用途能迅速有效识别。
4.4 结构设计
1)抗震设防烈度,按7度设防,设计基本地震加速度为0.15 g,第二组(根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010))。
2)基础选型:少数荷重较大的厂房如烧结室、配料室采用桩基础,其余车间采用柱下独立基础,墙基础采用机制砖条形基础。
3)厂房(构筑物)结构:厂区内的一般车间以钢筋混凝土结构为主。一般多层框架及构筑物采用现浇钢筋混凝土结构,厂房一般采用钢结构,通廊采用钢结构,地下通廊采用钢筋混凝土结构。现具体分述如下:
配料室:在原配料室基础上增加3个白灰仓和3个混匀料仓。现浇钢筋混凝土结构。
混合室:在原混合室基础上向东侧增加4.3 m新跨。现浇钢筋混凝土框架结构。
制粒室:现浇钢筋混凝土框架结构。
烧结冷却室:现浇钢筋混凝土框排架结构。9.1 m平台采用钢结构,矿槽及大烟道为钢结构,采用钢吊车梁及制动桁架,屋面高跨部分为现浇钢筋混凝土梁板,低跨部分采用钢屋架,上铺彩色压型钢板。高低跨间设伸缩缝一道。环冷机风道采用钢结构。
主抽风机室:钢筋混凝土框排架,屋面采用钢屋架,上铺钢筋混凝土屋面板。
机头电除尘:钢筋混凝土框架结构,屋面为钢筋混凝土屋面。
转运站:现浇钢筋混凝土框架结构,屋面为钢筋混凝土屋面。
通廊:地下通廊采用钢筋混凝土结构,地上通廊小跨度低通廊采用钢筋混凝土结构,大跨度高通廊采用钢结构。
烧结机机尾除尘,包括:①除尘配电控制室及卸灰跨,占地22 m×10 m,高6 m。采用钢筋混凝土框架结构。②110 m2电除尘器,18 m×10 m×21 m(长×宽×高),架空布置在配电室上。③风、电机基础。④烟囱,采用钢结构,上口直径3800 mm,高50 m。
主变配电室:现浇钢筋混凝土框架结构,屋面为钢筋混凝土屋面。
4)1×132 m2烧结机配料室及部分通廊与原1 m×180 m2烧结机有连接,设计时应注意两部分的连接问题。
4.5 生活福利设施
根据生产、生活的需要,按照工程设计定员和有关行业规定设置。
中图分类号:TU4 文献标识码:A 文章编号:
0引言
地基土关乎到建筑物的整体质量,对于不良的地基土必须要进行必要的改造与加固处理。实际中,我们应结合相关的设计、施工规范标准,按照土应力,采用科学合理的改造与加固方法对地基土进行处理,以确保建筑整体质量与生命财产安全不会受到任何的危害。根据设计规范标准,改造不良地基土的方法具体有置换法、预压法、压实与夯实法等等。
1.建筑工程设计中常见不良地基土及其特点
1.1软粘土也可称之为软土,软弱粘性土的简称。它的形成时间是在第四纪晚期,属于泻湖相、湖沼相、河谷相以及海相等的河流冲击物;在沿海与河流中下游地区比较常见。通常软土分为两种类型,一个是淤泥,一个是淤泥质土。它具有以下几方面的物理力学特性:首先,物理特性;具有较多的粘粒含量,塑性指数达到了17以上,是一种粘性土。软土的颜色一般是暗绿色、深灰色、味臭、较高的含水量、一般在百分之四十以上,并且淤泥也有百分之八十以上的情况。孔隙比通常在1.0-2.0,其中孔隙比为1.0-1.5的,我们将其称之为淤泥质粘土,而孔隙比超过1.5的,则称之为淤泥。其次,力学特性;软土的强度过低,在不排水的情况下一般为五到三十千帕,所呈现出的现象是较低的承载力基本值,通常不会大于七十千帕,甚至有部分只有二十千帕。软土特别是灵敏度较高的淤泥,是划分一般粘土的关键性指标;软土具有较大的压缩性。另外,工程性质;软土地基不仅具有较差的承载力,同时,它的强度增长速度较慢,在受到负荷影响下,极易出现不均匀的变形现象,变形速度大、渗透性差,但是它的流动性与触变性却较大,在对软土地基进行处理过程中,一般会采用置换法、预压法等进行。
1.2饱和松散沙土粉砂地基或者细砂地基通常会在静荷载的作用下,强度变得极高;不过,在受到振动荷载的作用时,如地震、机械振动,就会使得饱和松散沙土地基发生震陷变形的现象,严重者将会使其失去承载力。这主要是因为土颗粒松散排列并在外部动力作用下导致颗粒所处的位置出现错位,以寻求新的平衡点,快速的产生出了较高的超净孔隙水压,致使有效应力大大降低。在处理这一类型的地基时,应不断让它变得更加的密实,以避免在动荷载作用下发生液化的现象。
1.3冲填土其主要是通过人为的方式运用水力冲填而生成的一种软土类型;冲填土也属于天然地基的范畴,它自身的特性直接的决定了在哪种工程中应用比较适合。冲填土地基涵盖了三方面的特点:一方面,沉积分选特性明显,在入泥口附近时,一些大的颗粒沉积的时间较早,当距离入泥口的距离不断加大,沉积的颗粒就会越变越小,并且从沉积的深度与方向上表现出了层理的现象;另一方面,它是在水力冲填的过程中而产生的,所以,具有较大的水分,通常是以流动状态中的形式而存在,充填力消失后,其表面就会自然的蒸发掉,而当表面水分蒸发后就会形成龟裂状,含水量随之降低,但是,在它表面以下部位,却可以在排水条件较差的情况下循环流动,颗粒越细,流动现象就会更加的明显。此外,冲填土地基开始形成时,强度不高,但压缩性却高,主要是因为其总是在流动状态下无法形成固结状态。冲填土的特性和其颗粒的组成、含水量等因素有关。
2.地基加固处理方法
2.1置换法 首先是换土垫层法;除去表层中涵盖的不良地基土,回填压密性质好的土进行压实,以确保持力层的良好。有效的将地基的承载力性质进行了改变,大大增强了抗变形与稳定能力。施工过程中,应全面清理需要转换的土层,保持坑边的稳定性;确保所填的料具有较高的质量;填料应分层进行夯实。其次,振冲置换法;采用专门的振冲机械在高压水射流的情况下边振边冲,在地基中成孔,然后再在孔中分批次的将碎石等粗粒料填入,以形成桩体。这一桩体与原来的地基土将组成复合地基,从而使得地基承载力不断提高,压缩性不断降低。施工过程中应注意,碎石桩所具有的承载力及沉降量完全由原地基土对其造成的侧向约束作用而决定,如果该约束作用较弱,那么,碎石桩的作用效果就会不但降低,所以,在强度较低的软土地基中使用这一方法时,应格外慎重。
2.2压实与夯实法首先是表层碾压法;又可称之为表层压实法,主要是通过人工夯、低能夯实机械对土壤进行压实,从而提高其密度与实度。碾压机械通常有羊足碾、平碾等。在对砂土进行碾压时,会使得土颗粒在较大单位压力作用下而向周围不断移动,这时,就会对土的结构造成破坏。因此,在碾压砂性土时不适合采用羊足碾。羊足碾比较适合用于粘性土中,这样才能看到明显的效果。其次,重锤夯实法;主要采用重锤自由下落而形成巨大的夯击能力对浅层地基进行夯实,使其表面形成均匀的硬壳层,以确保持力层具有良好的厚度。施工前期阶段应进行试夯,明确相关技术参数,比如夯锤的重量、底面直径及落距等;夯实前槽、坑底面的标高应比设计标高要高;夯实过程中,应控制好地基的含水量;大面积积夯过程中必须根据顺序进行。
2.3预压法首先是堆载预压法;建筑物建设之前,采用临时堆载法对地基施加荷载,形成一定的预压期,当地基预先压缩完成大部分的沉降并且地基承载力得到提高后,将荷载进行卸除再建设建筑物。施工过程中应注意以下几点:一,预压荷载应比设计荷载相等或者大;二,对于大面积荷载可以采用自卸汽车和推土机联合工作,在堆载超软土地基时,应采用轻型机械或者人工作业的方式;三,堆载的顶面宽度不能超过建筑物的底面宽度。其次,真空预压法;应在软土地基表面上铺设一层砂垫层,采用土工薄膜进行覆盖,并且周围还要密封。采用真空泵对砂垫层进行抽气,以确保薄膜下的地基形成良好的负压。地基中涵盖的水和气抽出后,地基土就会形成固结状态。另外,降水法;将地下水位进一步降低,能够使得地基的孔隙水压力增加上覆土自重应力,提高有效应力,确保地基形成良好的预压。施工过程中,通常利用轻型井点、深井井点;如果土层是饱和粘土、淤泥质粘性土、粉土,应结合电极进行。
2.4挤密法(1)振冲密实法利用专门的振冲器械产生的重复水平振动和侧向挤压作用,使土体的结构逐步破坏,孔隙水压力迅速增大。由于结构破坏,土粒有可能向低势能位置转移,这样土体由松变密。施工工艺:①平整施工场地,布置桩位;②施工车就位,振冲器对准桩位;③启动振冲器,使之徐徐沉人土层,直至加固深度以上30~50cm,记录振冲器经过各深度的电流值和时间,提升振冲器至孔口。再重复以上步骤1~2次,使孔内泥浆变稀。④向孔内倒人一批填料,将振冲器沉人填料中进行振实并扩大桩径。重复这一步骤直至该深度电流达到规定的密实电流为止,并记录填料量。⑤将振冲器提出孔口,继续施工上节桩段,一直完成整个桩体振动施工,再将振冲器及机具移至另一桩位。⑥在制桩过程中,各段桩体均应符合密实电流、填料量和留振时间等三方面的要求,基本参数应通过现场制桩试验确定。⑦施工场地应预先开设排泥水沟系,将制桩过程中产生的泥水集中引入沉淀池,池底部厚泥浆可定期挖出送至预先安排的存放地点,沉淀池上部比较清的水可重复使用。⑧最后应挖去桩顶部lm厚的桩体,或用碾压、强夯(遍夯)等方法压实、夯实,铺设并压实垫层。(2)沉管砂石桩(碎石桩、灰土桩、OG桩、低标号桩等)。利用沉管制桩机械在地基中锤击、振动沉管成孔或静压沉管成孔后,在管内投料,边投料边上提(振动)沉管形成密实桩体,与原地基组成复合地基。(3)夯击碎石桩(块石墩)。利用重锤夯击或者强夯方法将碎石(块石)夯
人地基,在夯坑里逐步填人碎石(块石)反复夯击以形成碎石桩或块石墩。
3.结论综上所述可知,在处理不良地基土时,应采用科学合理的改造技术,同时将原地基土具有的承载力全面的发挥,因为其具有施工速度快、工艺简便、地基处理费用较低等诸多优势,不断的改造与降低沉降变形,提高软土地基的承载力,同时还要使其成为提高地基强度与变形等要求的重要地基。
参考文献
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[3] 田春红;;不良地基基础的处理方式与选择探讨[J];山西建筑;2011年08期
地基在建筑中占据着重要的地位,如果地基没有打好就会导致房屋容易坍塌,或者房屋倾斜,出现像比萨斜塔一样的现象,就会导致居民生命、财产安全问题,那么就由我们来看有什么类型的土质会造成不良的地基。
1、不良地基土类型
1.1软粘土,软粘土是软土的一种,是河流湖泊中产生的物质,一般粘性较小。很多人认为河流湖泊中冲刷产生的泥土就是淤泥,其实是分为两种的,一种是淤泥而另一种是淤泥质土,不过在一般人看来都是一样的,如果居住在沿海沿江城市的居民会比较清楚。一般在海、河、江这些地方旁边都有岸堤,待到夏天而且是退潮期间,岸堤前方会露出一大片土地,而这片土地的泥土一般呈暗绿或者深灰色,而且会发出浓烈的恶臭,如同臭水渠的味道,如果用手挖一g泥土会发现泥土中含有大量水分,这种就是淤泥。那么淤泥和淤泥质土有什么差别,通过物理检测可以得知淤泥之间的空隙是超过1.5的,包含大量水分,难以粘结,而淤泥质土之间的空隙是1.0~1.5,空隙比淤泥小,水分一些,粘性比淤泥大一点。如果在软土上建筑,容易导致建筑变形,墙身扭曲,严重的会导致坍塌,因为软土本身包含水分,所以承载力是很差的,但是地下水难以渗透软土,不论是淤泥还是淤泥质土都是不适用地基建筑的。
1.2粉砂土,这种泥土与淤泥是呈现刚好相反的现状,粉砂土可以承受压力,而且承受的压力越大越好,越显得结实。因为粉砂土包含的水分少甚至没有,所以泥土是呈颗粒状的,土粒之间有着很大的空隙,如果承受压力大,土粒会相互挤压,把土粒之间的空气排出;空隙减小,这时候泥土就会变得结实。但是粉砂土有着严重的缺陷,而且不只有一个,它不利于抵抗地震或者爆破,土粒之间间隙虽然变小但是土粒本身粘性小或者无粘性,地震的时候粉砂土会滚动导致失去结实,就会产生间隙,就好比平时走路的时候鞋底有沙粒一样,容易导致人滑倒,同样这样沙石的滚动会导致建筑物左右摇摆,最后会导致建筑变形和倒塌。另一个缺陷就是难以承受地下水压,不同于软土,粉砂土空隙没有水分,这时候地下水会渗入这些空隙,导致粉砂土变得不承重,容易导致沙粒移动,令建筑倒塌。
1.3冲填土,这种土质可以说是类似软土,因为它是河流携带冲积到出河口形成的泥沙沉积,是河流中的泥土,包含着水分,但是它也不同于软土。冲填土是沉积在河口的泥沙,是通过大自然日积月累形成的,那么就可以看见泥土是呈现一种层次状的,而且距离河口越远的泥沙沙粒是最小的,相反离河口越近的泥沙沙粒最大,这是有物理根据的;颗粒大的沙石在河流的水力带动下,艰难地滚动到河口,当河口宽度变大,冲击力变小,颗粒大的沙石就沉积在河口,然而颗粒小的沙石因为容易被水流带动,仍然会跟随水流冲击到远一些的地方,待到水力全无的时候就会沉积下来,所以就会呈现层次状。冲填土上面的泥土日积月累后,越积越多,直到泥土露出水面,露出水面的泥土会因为阳光的照射而被蒸发,所以上面的泥土含水量会比水下的含水量低。冲填土本身有着两种土质的特点,而且颗粒大小不一,作为地基强度会不够。
不良地基的土质还有很多,例如杂填土、膨胀土和湿陷黄土等等,在这里仅仅以三种作为详细讲解。
2、关于如何改造不良地基土
在现实生活中不是想要理想的土质就一定会有理想的土质的,所以还是会出现很多需要建筑在不良土质上面的,那么就需要对这些不良土质进行改造,直到能利用。那么我们需要采用方法进行改造。
2.1置换法,置换法就如同名称一样那么容易理解,就是挖去不良的土质,然后换取好的土质填充在土地上面,这样就可以对不良地基进行改造,实现承载力和各方面的改变。在挖坑的时候要注意吧需要换的泥土清理干净,不然会有杂质掺入好的土质中,坑口要保证不会坍塌,在填充的时候确保稳定性,应当分层进行夯实,用夯土机每层进行夯实,以防止土质疏松导致建筑变形。
2.2夯实法,这个方法比置换简便,不用挖坑也不用换土,只需要对不良地基的土壤进行夯实,从而提高泥土的密度,是通过强压力把泥土之间的水分或者空气排出,令土粒之间空隙更小,实度变大。在夯实的时候,对于软土比较容易进行,因为软土本身包含粘性,只要把水分排出,软土粘性就会增大;但是对于粉砂土类型的泥土就不容易进行了,因为粉砂土本身粘性小甚至没有,那么在夯实泥土的时候,土粒就会向旁边滚动,就会出现粉砂土向周围扩散的现象,难以夯实。有一些施工人员采用重夯进行夯土,因为重夯采用的是自由落体的夯捶,会让泥土表面形成硬壳层,这的确是解决粉砂土的方法之一,是可行的,但是如果加入水分就会更好的夯实。
2.3预压法,这种方法是属于一种测量方法,它是在建设之前用同等重量的垃圾堆积在泥土上方,观察泥土有何变化,然后再决定是否建筑的。在预压的时候,必须要计量好建筑大概的重量,而且必须要精准,如果无法相当精准就在计算结果上加上一部分重量,这也是属于预压力,要保证泥土在包含了预压力的情况下也没什么变化或者继续结实。要严格规定好地面面积,堆放的物质是不可以超过面积的,否则就会出现重量不准确的现象,因为大部分重量会被周围的泥土分担。为了不让泥土受到重量物质的掺杂,因为有可能重量物质是垃圾,垃圾掺入泥土会导致泥土质量变差,必须要在地基上铺上一层薄膜进行隔离,防止外界各种因素干预。
在工民建施工中,对于不良地基土的改造必须选取科学、合理的技术措施,而且要尽量提高地基土的变形性质、承载力及渗透性等。由于现代工民建施工中,不良地基土的种类普遍较为复杂,施工单位在改造技术的选取中一定要坚持快速、低价、技术及工艺简单的原则,全面保证工程质量与进度的基础上,还要尽量减少工程的总体投资。
1 工民建施工中常见不良地基土
我国地域辽阔,各地区的地质条件也呈现复杂分布的形式,在工民建施工中,只有对项目所在地的地质、水文等条件进行综合的探测与分析,才能逐步制定行之有效的不良地基造技术措施。从目前的情况而言,我国工民建施工中常见的不良地基土主要有以下几种:
1.1 软粘土
在工民建施工中,软粘土是最为常见的不良地基土种类之一,从地质条件的较多进行分析,其具有高压缩性、低强度、高灵敏度、低渗透性等显著特点,为工程项目的地基处理造成了较大的难题。从软粘土的性质进行考虑,其不排水强度一般仅为5-30KPa,而且表现现较差的总体承载力(20-70kPa)。
1.2 杂填土
杂填土的分布范围较广,其不是一种天然的不良地基土种类,而是人们在长期生产和生活中遗留的垃圾,通过外界环境的影响逐步分解成性质较为复杂的垃圾土。通常将杂填土分为:生活垃圾土、工业生产垃圾土、建筑垃圾土等三类。杂填土的主要具有成分复杂、无规划堆积、厚薄不均、性质各异、规律性差等特点,如果不能对其进行有效的改造,很有可能造成建筑地基的不均匀沉降。
1.3 饱和松散砂土
饱和松散砂土主要由粉砂或细砂组成,在静荷载作用下其通常可以保持较高的强度,但是当遇到较强的外力作用时,例如:机械振动、地震等,其土质结构既有可能发生液化反应,并且出现大范围的震陷变形现象。
1.4 膨胀土
膨胀土在我国的分布较广,主要是由蒙脱石组成,普遍具有失水收缩、吸水膨胀、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育、反复胀缩变形等特点,其性质常处于不稳定的状态。当膨胀土的含水量略有变化,就有可能引起较为严重的有害膨胀现象,对于建筑物的整体安全性影响严重。目前,国内用于膨胀造的技术措施主要包括:土性改良、换土、预浸水,及防止土质含水量变化等。
1.5 湿陷性黄土
在我国的南方地区存在大量的湿陷性黄土,形成于覆盖土层的自重应力、附加应力等外力的共同作用,因土层的整体结构发生变化,而有可能发生显著的附加变形,是工民建施工中面临的主要不良地基造技术问题之一。在湿陷性黄土地区进行施工时,一定要对其附加沉降进行准确的分析,以防止对于工程造成巨大的伤害。
2 工民建施工中不良地基土的改造技术
目前,随着国内工程技术的不断发展,不良地基土的改造技术也在不断的改革与创新,并且形成了一套较为具体的改造技术体系。在工程项目的设计与施工中,一定要对项目所在地的地质条件进行综合的勘测与分析,进而才能选择最为经济、合理的不良地基造技术方案。本文仅列举国内几种常用的不良地基造技术:
2.1 置换法
2.1.1 换填法。换填法的操作流程较为简单,对不良地基土的表层进行挖除,同时回填压密特性较为优良的土质,并且要对其进行反复的压实或夯实,进而保证土层表面形成较为理想的持力层,在改变不良地基土承载力的同时,进一步提高其抗变形和稳定能力。
2.1.2 振冲置换法。振冲置换法的应用中需要借助专业的振冲机械,在高压水的冲击作用下,在不良地基土中形成规则的孔或洞,在其中分批次填入卵石、碎石等,保证土层内不形成稳定、可靠的桩体。
2.2 加筋法
2.2.1 土工合成材料。在不良地基土的改造中,加筋法的应用首先要选用性能优越的土工合成材料,其原材料主要包括:化纤、塑料与合成橡胶等,大致可以分为:土工膜、土工织物、复合型土工合成材料、特种土工合成材料等类型。根据地基工程的实际情况,将其制造成各种规则的形状,并且合理放置于土体表面、内部或不同土层之间,起到保护或加强土层整体性能的作用。
2.2.2 土钉墙技术。土钉墙技术是进行不良地基造的主要技术措施之一,主要适用于:粘性土、人工填土、弱胶结砂土等地质条件较为复杂的土层。土钉的设置一般需要经过钻孔、插筋、注浆等流程,也可以采用在土层中打入型钢、钢筋、钢管等方式,在土层内部形成较为牢固的土钉。土钉通过接触界面的粘结摩阻力,可以与其周围的不良地基土形成坚固、不易变形的复合土体,进而保证建筑地基部分的整体安全性与稳定性。
2.2.3 加筋土。加筋土技术的应用主要是将抗拉性能较为优越的拉筋埋置于不良地基土中,利用拉筋与土颗粒位移之间形成的摩擦力,保证土层的整体稳定性,进而减少其出现严重变形的可能性。在不良地基造中,必须选择抗拉性能优越、摩擦系数较大的网状、条带状、丝状的铝合金及合成拉筋材料。
2.3 预压法
2.3.1 堆载预压法。在工民建施工的地基处理中,堆载预压法主要是指使用临时堆放土料、砂石料、以及其他建筑材料的方法,对不良地基土进行施加荷载,并且保持一定的预压期。在不良地基造中应用堆载预压法,可以有效提高土层的整体荷载力,而且有利于降低土层的不均匀沉降。在堆载预压法的应用中,必须保证预压荷载要大于设计荷载,并且要配备足够数量的推土机和自卸汽车。
2.3.2 真空预压法。真空预压法主要应用于软粘土的改造中,通过在土层表面铺垫足够厚度的砂垫层,使用真空泵对已经覆盖的砂垫层进行抽气,促使地基形成预期的负压。在地基中空气和水分不断抽出的过程中,可以达到地基固结的效果。在部分工民建施工中,也会采取插塑料排水板或打砂井的真空预压法,其主要目的是缩短排水距离。真空预压法的使用中,必须设置完善的排水系统,滤管的水平埋设中宜采用鱼刺形或条形,在砂垫层表面覆盖的密封膜一般采用较为环保、经济的聚氯乙烯薄膜。
2.3.3 降水法。在不良地基土处理中,降水法的主要目的是降低地下水的水位,进而有效减少地基土层中的孔隙及压力,不断增加土层的自重应力和效应力,从而保证地基得到足够的预压。目前,在国内工民建施工的不良地基土处理中,主要采用喷射井点、轻型井点、深井井点等方式。
3 工程实例
3.1 工程概况
本文选取汕头市澄海区泛海木业有限公司已建成的工业厂房为例,建筑总面积65700,为三层框架结构,总高度为11.2m。项目所在地原为某大型化工厂厂区,原有建筑物已经全部进行拆除,场地较为平坦、宽阔。项目所在地靠近河流,地基的土质含水量较大,属于软弱不良地基。经过地质勘测得出:项目所在地的土层分布情况为:1)杂填土,厚度为0.6-1.3m;2)硬塑状粘土,厚度为1.3-1.7m;3)可塑状粘土,厚度为0-2.5m,存在局部缺失的现象;4)软塑状粘土,厚度为0.9-2.7m;5)流塑状粘土,厚度为0-1.8m,存在局部缺失的现象。土层以下部分为基岩。
3.2 不良地基造技术方案
3.2.1 重锤夯实
根据工程项目的整体设计要求和技术标准,利用重锤夯实的方法进行浅层地基的处理,主要目的是在在土层表面形成一层均匀的硬壳,使其保持一定厚度的持力层。由于项目所在地的地质条件较为复杂,在进行地基施工前进行试夯,以确定相关工艺和技术参数。夯实前槽、坑底面的标高均高出工程项目设计的标高,并且严格按照要求对于土层的含水量进行控制。在重锤夯实结束后,对于夯松的表土及时进行清除。
3.2.2 换土垫层
针对项目所在地不良地基土的实际情况,工程设计单位制订了换土垫层的改造技术方案,将基础下面0-2.2m的软涂层全部进行挖除,使用卵石、粗砂、中砂、灰土、碎石、砾石等材料填实。垫层共分为五层,施工单位采取分层夯实的方法,以保证其目的达到设计标准。同时,根据设计方案,计算出垫层的最小宽度为2.4m,厚度为2.2m(见图1)。同时,根据常规的不良地基土技术标准,垫层的顶宽较基础底边每边宽出0.2m,垫层的底宽与基础同宽。在完成换土垫层后,对于地基的整体稳定性进行测量,达到设计标准。
综上所述,在工民建施工的不良地基造中,应用的技术主要包括:地基加固技术、地下连续墙技术、桩基技术等,对于具体改造技术的选择一定要坚持因地制宜、经济合理的原则。随着国内建筑行业的发展,不良地基造技术也在不断的创新和进步,而且要合理使用各种新型的机械设备和仪器,进而才能保证工程项目的整体质量、进度与安全。
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