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[摘 要]从世界各国出现地土木工程事故中,我们会发现地基问题常常是主要原因。地基处理是保证建筑工程顺利进行的基础。地基问题处理得好不仅会使工程安全可靠,而且会带来更好的经济效益。而如何根据不同的地质情况选择合理的地基处理方法以满足建筑的要求是建筑施工的关键。
[关键词]地基 处理 问题
中图分类号:TU444 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)14-0106-01
引言:改革开放促进了我国国民经济的飞速发展,自20世纪末,我国土木工程建设飞速发展。为保证工程质量,土木工程建设对地基提出了更高的要求。建筑施工中,天然地基不能满足建筑物对地基的要求时,就需要进行地基处理。良好的地基是建筑的根本,而只有选择合理的地基处理方法才能使地基满足建筑要求。在建筑物的施工中经常会遇到不良的土质或软弱土层,因此必须做好地基处理工作。
一、我国地基处理技术现状及发展展望
1、利用废料研究
利用工业废渣、废料及其城市建筑垃圾处理地基的研究,取得了长足的进步如:采用粉煤灰、生石灰开发的两灰桩复合地基;利用废钢渣开发的钢渣桩复合地基;利用城市建筑垃圾开发的渣土复合地基等等。这些项目的开发利用、不仅节约大量资源,降低工程费用,同时为改善环境、减少城市污染开辟了新的途径。
2、低强度混凝土桩复合地基
低强度混凝土桩复合地基的出现,极大地拓宽了地基处理的应用领域其主要途径是通过提高桩体材料的强度或刚度来实现提高复合地基的承裁力。其代表性的如:水泥粉煤从碎石桩、两灰(石灰、粉煤灰)桩、夯实水泥土桩等,均有效地降低了工程成本。
3、钢筋混凝土疏桩复合地基的开发与应用
它是一种界于传统概念上的桩基与复合地基之间的新型地基基础形式。采用桩基疏布,使得桩间土的承裁作用得到允分发挥,使桩与土共同承受上部结构荷载,从而有效地将建筑物沉降控制在允许范围内。尽管疏桩基础设计理论有待完善,但预计这一新型基础形式将会广泛应用。
4、托换技术在手段和工艺上有了了显著进展
如树根桩托换法、压入桩托换法、坑式托换法、基础加(减)压纠偏法等完成了许多高难度的托换工程。
5、建筑物纠偏技术中采用的三种主要工艺
建筑物纠偏的方法:①水冲法;⑦应力释放法;⑨反向掏蕊抽降法。
这些纠偏技术的应用不仅将大量条形以及筏式基础的倾斜建筑物得到纠正,而且能使倾斜的桩基础建筑物得到纠偏。它在地基处理(特别是在已建工程)中有着广阔的应用前景。
二、如何选取地基处理方法
1、在选择地基处理方案时,应充分考虑地基、基础和上部结构的共同作用,经过技术经济比较,选用合理的地基处理方案或加强上部结构和地基处理相结合的方案。首先,根据建筑结构类型、荷载大小及使用要求,结合地形地貌、地层结构、土质条件、地下水特征、環境情况和对邻近建筑的影响等因素进行综合分析,初步选出几种可供考虑的地基处理方案。
2、对初步选出的地基处理方案,分别从加固原理、适用范围、所用材料、预期处理效果、施工机械、工期要求以及对环境的影响等方面进行技术经济分析和对比,选择最佳的地基处理方案。
3、在选定地基处理方法之后,按照建筑地基处理的设计等级规范和场地复杂程度,在有代表性的场地上进行相应的现场试验或试验性施工,并进行必要的测试,以检验地基处理效果。如达不到设计要求,应查明原因,进一步修改设计参数或调整地基处理方法,直到选出最佳的地基处理方案。
三、地基处理方法
1、换土垫层法
换土垫层法就是将基础底面以下一定范围内软弱土层挖去,然后用强度高、压缩性好的岩土材料,如砂、碎石、矿渣、灰土、土工栅格加砂石料等材料分层填筑,采用碾压、振密等方法使垫层密实。通过垫层将上部荷载扩散至下卧层地基中,以达到提高地基承载力和减少沉降的要求。换土垫层法适用于软弱土层分布在浅层且较薄的各类不良地基的处理。换土垫层法施工工艺简单,造价低,具有广泛的适用性,不足之处在于其处理深度有限,仅适用于浅层的不良地基处理。
2、排水固结法
排水固结法是通过对地基施加预压荷载,使软黏土地基中的孔隙水排出,土体孔隙体积减小、抗剪强度提高,满足减少地基工后沉降和提高地基承载力的要求。排水固结法按加荷措施的不同可分为砂井堆载预压、天然堆载预压、真空预压、降低地下水位法等,使用较广泛的是砂井堆载法以及在此基础上改进的袋装砂井法、塑料排水板法。排水固结法可用于处理淤泥质土、泥炭土和冲填土等饱和黏性土地基。在工期允许的条件下,可选用排水固结法进行地基处理。
3、强夯法
强夯法也称为动力固结法或动力压密法,它通常利用夯锤自由下落产生强大的冲击能力,对地基进行夯实,可提高地基的承载力,降低压缩性、改善抗液化能力和消除湿陷性。强夯法目前已成为我国最常用和最经济的地基处理方法之一。强夯法适用于粗粒土、细粒土、饱和土、非饱和土,甚至港口、河道水下土层。如碎石土、砂土、黏性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。但对于厚层的渗透系数小的饱和黏性土应慎用且强夯法不适宜在城区建筑物密集的地区使用。强夯法不要求在最优含水率下夯实,只是在最优含水率下夯实效果高,易压实。
4、挤密法
挤密砂桩是先在地基中成孔,然后向孔内填入含泥量不大于5%的中、粗砂、粉、细砂料,同时掺入25%~35%碎石或卵石,再加以夯实挤密,形成土中桩体从而加固的方法。对松散的砂土层,砂桩可起到挤密、排水减压和砂土地基预振作用;对于松软粘土地基,主要通过桩体的置换和排水作用加快桩间土的排水固结,并形成复合地基,提高地基承载力和稳定性,改善地基土的力学性质。对砂土地基及含水量在一定范围内的软弱粘土地基夯实法可提高其密实度和强度,减小沉降量。
5、化学加固法
化学加固法包括灌浆法、高压喷射注浆法和深层搅拌法。灌浆法是用气压、液压或电化学原理将某些固化的浆液注入地基土中,经一定时间,浆液和原来松散的土粒或裂隙岩石胶结在一起,形成致密的、高强稳定的结构,从而改善地基的物理力学性质。高压喷浆法是以水泥为主要原料,将高压水泥浆通过钻杆由水平方向的喷嘴喷出。形成喷射流。以此切割土体并与土拌和形成水泥土加固体的地基处理方法。高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑、可塑黏性土等软弱土层及人工填土。深层搅拌法是加固饱和软黏土地基的一种方法,它利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械,在地基深处将软土和固化剂强制搅拌,利用固化剂和软土之间的一系列物理化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基,处理深度可超过5m,最大加固深度可达60m。
6、土工合成材料加筋法
土工合成材料具有隔离、加筋、反滤、排水、防渗和防护六大功能。在实际工程中往往是一种功能起主导作用,而其他功能则发挥辅助作用。用土工合成材料代替砂石做反滤层,能起到排水反滤作用。土工合成材料用作土体加筋时,可给土体提供抗拉强度。土工合成材料在使用中应防止暴晒和被污染。当作为加筋土中的筋带使用时,应具有较高的强度,受力后变形小,能与填料产生足够的摩擦力,抗腐蚀性和抗氧化性较好。
结语:地基处理的方法很多,在实际工程中确定处理方法时,可根据工程的具体情况选用几种方法进行技术、经济、对环境的影响以及施工进度等方面的比较。合理的地基处理方法应该在技术上是可靠的、经济上是合理的、能够满足施工的要求而且不会对环境产生不良影响。
参考文献:
[1] 龚晓南.地基处理技术及其发展[J].土木工程学报,1997,(06).
[2] 李如敏.浅层软土地基处理新技术的探讨[J].北方交通,2007,(07).
[关键词]地基 处理 问题
中图分类号:TU444 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)14-0106-01
引言:改革开放促进了我国国民经济的飞速发展,自20世纪末,我国土木工程建设飞速发展。为保证工程质量,土木工程建设对地基提出了更高的要求。建筑施工中,天然地基不能满足建筑物对地基的要求时,就需要进行地基处理。良好的地基是建筑的根本,而只有选择合理的地基处理方法才能使地基满足建筑要求。在建筑物的施工中经常会遇到不良的土质或软弱土层,因此必须做好地基处理工作。
一、我国地基处理技术现状及发展展望
1、利用废料研究
利用工业废渣、废料及其城市建筑垃圾处理地基的研究,取得了长足的进步如:采用粉煤灰、生石灰开发的两灰桩复合地基;利用废钢渣开发的钢渣桩复合地基;利用城市建筑垃圾开发的渣土复合地基等等。这些项目的开发利用、不仅节约大量资源,降低工程费用,同时为改善环境、减少城市污染开辟了新的途径。
2、低强度混凝土桩复合地基
低强度混凝土桩复合地基的出现,极大地拓宽了地基处理的应用领域其主要途径是通过提高桩体材料的强度或刚度来实现提高复合地基的承裁力。其代表性的如:水泥粉煤从碎石桩、两灰(石灰、粉煤灰)桩、夯实水泥土桩等,均有效地降低了工程成本。
3、钢筋混凝土疏桩复合地基的开发与应用
它是一种界于传统概念上的桩基与复合地基之间的新型地基基础形式。采用桩基疏布,使得桩间土的承裁作用得到允分发挥,使桩与土共同承受上部结构荷载,从而有效地将建筑物沉降控制在允许范围内。尽管疏桩基础设计理论有待完善,但预计这一新型基础形式将会广泛应用。
4、托换技术在手段和工艺上有了了显著进展
如树根桩托换法、压入桩托换法、坑式托换法、基础加(减)压纠偏法等完成了许多高难度的托换工程。
5、建筑物纠偏技术中采用的三种主要工艺
建筑物纠偏的方法:①水冲法;⑦应力释放法;⑨反向掏蕊抽降法。
这些纠偏技术的应用不仅将大量条形以及筏式基础的倾斜建筑物得到纠正,而且能使倾斜的桩基础建筑物得到纠偏。它在地基处理(特别是在已建工程)中有着广阔的应用前景。
二、如何选取地基处理方法
1、在选择地基处理方案时,应充分考虑地基、基础和上部结构的共同作用,经过技术经济比较,选用合理的地基处理方案或加强上部结构和地基处理相结合的方案。首先,根据建筑结构类型、荷载大小及使用要求,结合地形地貌、地层结构、土质条件、地下水特征、環境情况和对邻近建筑的影响等因素进行综合分析,初步选出几种可供考虑的地基处理方案。
2、对初步选出的地基处理方案,分别从加固原理、适用范围、所用材料、预期处理效果、施工机械、工期要求以及对环境的影响等方面进行技术经济分析和对比,选择最佳的地基处理方案。
3、在选定地基处理方法之后,按照建筑地基处理的设计等级规范和场地复杂程度,在有代表性的场地上进行相应的现场试验或试验性施工,并进行必要的测试,以检验地基处理效果。如达不到设计要求,应查明原因,进一步修改设计参数或调整地基处理方法,直到选出最佳的地基处理方案。
三、地基处理方法
1、换土垫层法
换土垫层法就是将基础底面以下一定范围内软弱土层挖去,然后用强度高、压缩性好的岩土材料,如砂、碎石、矿渣、灰土、土工栅格加砂石料等材料分层填筑,采用碾压、振密等方法使垫层密实。通过垫层将上部荷载扩散至下卧层地基中,以达到提高地基承载力和减少沉降的要求。换土垫层法适用于软弱土层分布在浅层且较薄的各类不良地基的处理。换土垫层法施工工艺简单,造价低,具有广泛的适用性,不足之处在于其处理深度有限,仅适用于浅层的不良地基处理。
2、排水固结法
排水固结法是通过对地基施加预压荷载,使软黏土地基中的孔隙水排出,土体孔隙体积减小、抗剪强度提高,满足减少地基工后沉降和提高地基承载力的要求。排水固结法按加荷措施的不同可分为砂井堆载预压、天然堆载预压、真空预压、降低地下水位法等,使用较广泛的是砂井堆载法以及在此基础上改进的袋装砂井法、塑料排水板法。排水固结法可用于处理淤泥质土、泥炭土和冲填土等饱和黏性土地基。在工期允许的条件下,可选用排水固结法进行地基处理。
3、强夯法
强夯法也称为动力固结法或动力压密法,它通常利用夯锤自由下落产生强大的冲击能力,对地基进行夯实,可提高地基的承载力,降低压缩性、改善抗液化能力和消除湿陷性。强夯法目前已成为我国最常用和最经济的地基处理方法之一。强夯法适用于粗粒土、细粒土、饱和土、非饱和土,甚至港口、河道水下土层。如碎石土、砂土、黏性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。但对于厚层的渗透系数小的饱和黏性土应慎用且强夯法不适宜在城区建筑物密集的地区使用。强夯法不要求在最优含水率下夯实,只是在最优含水率下夯实效果高,易压实。
4、挤密法
挤密砂桩是先在地基中成孔,然后向孔内填入含泥量不大于5%的中、粗砂、粉、细砂料,同时掺入25%~35%碎石或卵石,再加以夯实挤密,形成土中桩体从而加固的方法。对松散的砂土层,砂桩可起到挤密、排水减压和砂土地基预振作用;对于松软粘土地基,主要通过桩体的置换和排水作用加快桩间土的排水固结,并形成复合地基,提高地基承载力和稳定性,改善地基土的力学性质。对砂土地基及含水量在一定范围内的软弱粘土地基夯实法可提高其密实度和强度,减小沉降量。
5、化学加固法
化学加固法包括灌浆法、高压喷射注浆法和深层搅拌法。灌浆法是用气压、液压或电化学原理将某些固化的浆液注入地基土中,经一定时间,浆液和原来松散的土粒或裂隙岩石胶结在一起,形成致密的、高强稳定的结构,从而改善地基的物理力学性质。高压喷浆法是以水泥为主要原料,将高压水泥浆通过钻杆由水平方向的喷嘴喷出。形成喷射流。以此切割土体并与土拌和形成水泥土加固体的地基处理方法。高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑、可塑黏性土等软弱土层及人工填土。深层搅拌法是加固饱和软黏土地基的一种方法,它利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械,在地基深处将软土和固化剂强制搅拌,利用固化剂和软土之间的一系列物理化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基,处理深度可超过5m,最大加固深度可达60m。
6、土工合成材料加筋法
土工合成材料具有隔离、加筋、反滤、排水、防渗和防护六大功能。在实际工程中往往是一种功能起主导作用,而其他功能则发挥辅助作用。用土工合成材料代替砂石做反滤层,能起到排水反滤作用。土工合成材料用作土体加筋时,可给土体提供抗拉强度。土工合成材料在使用中应防止暴晒和被污染。当作为加筋土中的筋带使用时,应具有较高的强度,受力后变形小,能与填料产生足够的摩擦力,抗腐蚀性和抗氧化性较好。
结语:地基处理的方法很多,在实际工程中确定处理方法时,可根据工程的具体情况选用几种方法进行技术、经济、对环境的影响以及施工进度等方面的比较。合理的地基处理方法应该在技术上是可靠的、经济上是合理的、能够满足施工的要求而且不会对环境产生不良影响。
参考文献:
[1] 龚晓南.地基处理技术及其发展[J].土木工程学报,1997,(06).
[2] 李如敏.浅层软土地基处理新技术的探讨[J].北方交通,2007,(07).