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摘要:随着社会经济的稳步快速发展和开发建设,人民生活品质的不断提高,类似坪山河两岸景观整治的工程越来越多,如何采取合适的软土地基的处理措施,成为工程建设的重要专题。因此园林建筑在结构设计之前,结构设计师必须详细分析地质情况,选择合理的地基处理措施,使地基承载力达到建筑的安全标准。
关键词:园林建筑工程;软土地基;地质勘察;处理措施
近几年,国家不断加强对江河水环境治理力度,对城市滨河两岸园林景观不断提高要求,除绿化种植外,增加以景观功能为主的小型建筑及构筑物,也成为景观的重要组成部分。而城市滨河两岸场地基本属于软土地基,需提前对软土地基进行全面系统的地质勘察,仔细分析地质情况,采用合适的软土地基处理技术,提高地基承载力,避免发生不均匀沉降,增强者建筑的安全性和稳定性。本文以坪山河两岸景观整治工程为例,分析不同软土地基上新建园林建筑,采用不同加固处理措施。
1城市滨河两岸软土地基的普遍性
由于城市滨河两岸有大面积的平土、填土及砂土等,没有采取相应的水土保持措施,每逢暴雨来临,水土流失淤塞排水沟渠和河床,长年累月便产生大量的卵石、砂粒、粘及淤泥质土,便形成软土地基。因此城市滨河两岸的地质基本属于软土地基。
2.软土地基的危害性
软土地基缺乏稳定性,当建筑自身荷载超过软土地基的承载力时,出现滑动位移现象,当滑动位移偏大时,侧向剪切力也增大,达到极限荷载时地基被破坏。
软土地基上的建筑易出现沉降,软土地基本身含水率和压缩性较高,造成建筑在主体框架完工后,施加荷载后,土体颗粒之间的水会逐渐消失,打破原有的受力平衡状态,导致建筑不均匀沉降。
软土地基在施工过程中渗透性高。软土地基地下水位一般偏高,如果基础较深,则排降水的工作量很大,对土方开挖工作有影响,在基础施工过程中也会遇到流砂、管涌等问题。
3.地基加固处理常用措施
换填法是将软土地基中不满足建筑标准的土层挖除,采用硬度较大的中等粒径的砂石和较粗的砂石等材料,填充到地基当中,进行分层夯实处理后作为地基垫层(持力层)。该方法优点是操作简单,效果明显,可行性高。适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基、暗塘等浅层地基处理。
强夯法是将重型锤(一般为100~400KN)以10~40m落距下落,然后依靠下落的冲击力进行强力夯实加固地层的深层密实方法。该方法优点是操作简单,效果较明显。适用于碎石土、砂土、粉土、回填土和湿陷性黄土等含水量低的软土地基进行加固处理。
堆载预压法就是在建筑物建造前,在建筑物场地上进行预压,使地基固结沉降基本完成,提高地基强度。该方法优点是操作简单,施工周期短,涉及不到一些特殊材料,但对堆载的速度和荷载重量控制好,避免速度过快或荷载重量过大,地基出现断裂或地基破坏的情况。适用于堆载材料(如砂石)充足,软土地基的强度不能太差,且软土地基中的水分也不能过多。
水泥土搅拌桩法是将水泥浆注入到软土层内部,采用深层搅拌机将水泥浆与软土层进行均匀搅拌,待水泥浆凝结之后,形成一个复合形式的地基结构,提高地基强度和承载力。该方法优点是投资资金少,操作相对简单,但对水泥的投放比例要求高,需根据地上建筑荷载大小,科学选择调配比例。适用于对地基强度要求不高、大规模施工的软土地基。该项技术不适用于软土地基中存在大量石块,对搅拌工作影响大,搅拌质量不高。
4.坪山河两岸景观整治工程软土地基的处理措施
惠州大亚湾坪山河两岸景观整治工程位于大亚湾西区西南部坪山河惠阳交界至深圳交界段。南起深圳交界,北至惠阳交界,全长9.8公里,景观设计面积约67.5万平方米。通过一系列景观整治措施,将坪山河两岸打造成为带状公园,为区域市民服务的生态廊道、景观廊道、休闲廊道、健康锻炼廊道,提高城市的生态宜居性和可持续性,让人民群众有更多的获得感和幸福感。主要建设内容包括道路系统、园林建筑(管理用房、公共厕所、亭廊园林建筑等)、人行景观桥梁、绿化种植,配套的给排水和照明工程。
根据项目勘察结果分析,滨河两岸的地质存在不同地层,要求结构设计师因地制宜,采用合适的地基处理措施。其中生态运动广场和田园艺术广场是本项目的重点处理区域。
生态运动广场位于项目地块南部,约28万平方米。根据地勘报告得知该区域内表层主要分布厚度0.203.0m的素填土层,下卧地层为冲积粘土层、冲积含砂粉质粘土层,局部下卧地层为含砂卵石层及砂质粘性土层,地段场地土类型为中软土,场地类别为Ⅱ类,根据园林景观方案设计,该区域建筑设计风格为新中式现代简约风格,新建建筑包括餐厅、驿站、管理房、休息长廊、望月亭、洗手间、运动广场等配套设施,共约1650平方米,均为1层建筑,单个建筑面积为30~282m2之间。
生态运动广场建筑物采用柱下独立基础,要求地基承载力特征值fak120KPa,以粘土及含砂粉粘土作为基础持力层,基坑进入持力层深度不小于300mm;当软土地基深度在0m2.0m时,可以直接将基底标高降低,加长地面下柱高度即可;当软土地基深度在2.0m4.0m时,采用换填法对软土地基进行加固处理,采用3:7的级配砂石进行换填,并分层夯实,夯实系数0.97。
施工中主要采用换填法,即用3:7的级配砂石进行换填处理。由于该方法操作简单,效果明显,经济适用,可行性高,在园林景观建筑施工中得到广泛使用。故该区域软土地基在0m2.0m之间直接开挖至基底标高;软土地基在2.0m4.0m之间采用换填法加固地基。
田园艺术广场位于项目地块北部,约40万平方米。根据地勘报告显示该区域表层主要分布厚4.00~13.20m素填土层,且局部下卧厚0.40~6.00m淤泥质土层,场地土类型为软弱土,场地类别为Ⅲ类,
根据园林景观方案设计,该区域建筑设计风格为岭南传统风格,新建建筑包括餐厅、驿站、管理房、垃圾转运站、公共厕所、观景平台等配套设施,共约1890平方米,均为1层建筑,单个建筑面积为30~603m2之间。
建筑物采用柱下独立基础,要求地基承载力特征值fak120KPa;当软土地基深度4.0m时,需清除地表杂草等植物层及局部水体后,采用水泥土搅拌桩法对软土地基进行加固处理,以加固后复合地基作为基础持力层。水泥土搅拌桩选用直径为500mm,采用粉细砂层(fak=70kPaEs=7MPa)作为持力层。当桩端进入持力层,且不小于1.0m,复合地基承载力特征值要求,fspk120KPa,单桩承载力为70KN,正方形布桩,桩间距为1000mm,有效桩长不小于8.0m;采用湿法施工,选用强度等级为42.5级及以上的普通硅酸盐水泥,水泥掺入量约为60kg/m;停灰面大于设计标高500mm,超长部分人工截桩;基坑开挖时用人工清土,以免造成桩断裂和扰动桩间土。
施工中主要采用水泥土搅拌桩法,将水泥浆按照设计要求的配比注入到软土层内部,用深层搅拌机进行均匀搅拌,形成复合地基。该方法经济适用、操作相对简单,需科学调配水泥的投放比例,对软土厚度较深和淤泥质土较深等软土地基进行加固处理,加固后复合地基的强度和承载力有显著的提高,避免发生不均匀沉降,提高建筑的安全性和稳定性,在园林景观建筑施工中得到广泛使用。当区域软土地基深度4.0m时,采用此方法。
5.结语
软土地基在城市滨河两岸景观整治工程中普遍存在,对建筑安全性和稳定性影响较大,若处理不当,不仅影响建筑质量,导致建筑塌陷或倒塌,且威胁到生命财产安全,因此结构设计师必须根据地质勘察报告,详细分析地质情况,选择合理的地基处理措施,把地基承载力提高到满足建筑的安全要求,为后期上层结构施工的开展打下良好的基础。
参考文献:
[1]谢仲立.刘斯荣.建筑软土地基加固处理技术[J].四川建材1672-4011(2018)06-0077-02
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