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摘要:本文作者介绍了建筑地基的概念，并对工民建不良地基改造进行了探讨，供大家参考。
关键词:工民建；地基；施工技术；探讨
中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：
地基是指建筑物荷载作用下基底下方产生的变形不可忽略的那部分地层，而基础则是指将建筑物荷载传递给地基的下部结构。作为支承建筑物荷载的地基，必须能防止强度破坏和失稳，同时，必须控制基础的沉降不超过地基的变形允许值。在满足上述要求的前提下，尽量采用相对埋深不大，只须普通的施工程序就可建造起来的基础类型，即称天然地基上的浅基础；地基不能满足上述条件，则应进行地基加固处理，在处理后的地基上建造的基础，称人工地基上的浅基础。当上述地基基础形式均不能满足要求时，则应考虑借助特殊的施工手段相对埋深大的基础形式，即深基础(常用桩基)，以求把荷载更多地传到深部的坚实土层中去。
1 不良地基土作为地基的表现
地基土对建筑整体质量影响很大,对不良的地基土一定要进行改造及相应的加固处理。地基处理是指为提高地基土的承载力或改变其变形性质或渗透性质而采取的人工方法。采用科学合理地基处理方法,有充分发挥原地基土承载力,就地取材,施工工艺简单,施工速度快,地基处理费用低的特点。
不良地基土含水量比较高,孔隙比较大、抗剪强度提别低、压缩性较高、渗透性很小、具有明显的结构性和流动性。如果承受较大的荷载,就可能出现地基的局部破坏甚至整体滑动,在开挖较深的基坑时就会出现基坑的隆起和坑壁的失稳现象。
1.1 不良地基土压缩性较高
易造成基础较大的沉降和不均匀沉降,对于荷载较大的构筑物沉降甚至达到 2m以上,如果上部构筑物各部位荷载差异较大或体形比较复杂就会产生不均匀沉降。将引起构筑物基础标高的降低,影响使用条件或者造成倾斜、开裂破坏。
1.2 不良地基土渗透性很小
固结速率很慢,沉降延续的时间很长。增长缓慢,长期处于软弱状态,影响地基加固效果。
1.3 不良地基土具有较高的灵敏度
如果在地基施工中采取振动、挤压和搅拌等作用,会引起不良地基土结構的破坏,降低土的强度。
2 不良地基土种类
我国不良地基土的种类较多,主要有杂填土、冲填土、软黏土、饱和松散砂土、季节性冻土、含有机制土、湿陷性黄土、膨胀土、红黏土、泥炭土以及山区地基土等。比如山西省广泛存在着特殊的湿陷性黄土,在上面覆盖土层自重应力作用下,浸水后土的结构破坏而发生显著变形。山西省的汾河流域和晋东南地区分布着湿陷黄土,湿陷黄土多数为冲积、坡积、洪积或风积而形成的,呈粉土和粉质黏土,伴有少量的粉质黏土含有少量的结核。当建筑物的天然地基存在诸多问题,就必须进行地基处理。
3 置换法改造技术
3.1 换填法
换填法也称换土法。所谓换土法是指将路基范围内的软土清除,用稳定性好的土、石回填并压实或夯实。在公路施工中,一般采用的是开挖换填天然砂砾,即在一定范围内,把影响路基稳定性的淤泥软土用挖掘机挖除,用天然砂砾进行换置,开挖换填深度在2m以内,采用分层填筑、分层压实、分层检测压实度的方法施工。从而改变地基的承载力特性,提高抗变形和稳定能力。在换填过程中,对于换填的天然沙砾中石头的粒径、含量和级配也应充分考虑,最好做试验检测,避免无法压实而引起沉降。
3.2 强夯置换法
孔内深层强夯法技术与其它技术不同之处:是通过孔道将强夯引入到地基深处,用异型重锤对孔内填料自下而上分层进行高动能、超压强、强挤密的孔内深层强夯作业,使孔内的填料沿竖向深层压密固结的同时对桩周土进行横向的强力挤密加固,针对不同的土质,采用不同的工艺,使桩体获得串珠状、扩大头和托盘状,有利于桩与桩间土的紧密咬合,增大相互之间的摩阻力,地基处理后整体刚度均匀,变形模量高,不受地下水影响,地基处理深度可达30m以上。
4 压实与夯实法改造技术
4.1 表层碾压法
碾压法是利用机械滚轮的压力压实土壤,使之达到所需的密实度。碾压机械有平碾及羊足碾等。平碾(光碾压路机)是一种以内燃机为动力的自行式压路机,重量6t～15t。羊足碾单位面积的压力比较大,土壤压实的效果好。羊足碾一般用于碾压粘性土,不适于砂性土,因在砂土中碾压时,土的颗粒受到羊足较大的单位压力后会向四面移动而使土的结构破坏。松土碾压宜先用轻碾压实,再用重碾压实,效果较好。
4.2 重锤夯实法
夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤,土体孔隙被压缩,土粒排列得更加紧密。人工夯实所用的工具有木夯、石夯等;机械夯实常用的有内燃夯土机和蛙式打夯机和夯锤等。夯锤是借助起重机悬挂一重锤,提升到一定高度,自由下落,重复夯击基土表面。夯锤锤重1.5t～3t,落距2.5m～4m。夯实法主要用于小面积回填土。可以夯实粘性土或非粘性土。
4.3 振动压实法
振动压实法是将振动压实机放在土层表面,在压实机振动作用下,土颗粒发生相对位移而达到紧密状态。振动碾是一种震动和碾压同时作用的高效能压实机械,比一般平碾提高功效1～2倍。用这种方法振实填料为爆破石渣、碎石类土、杂填土和轻亚黏土等非粘性土效果较好。
5 预压法改造技术
预压法指的是为提高软弱地基的承载力和减少构造物建成后的沉降量,预先在拟建构造物的地基上施加一定静荷载,使地基土压密后再将荷载卸除的压实方法。对软土地基预先加压,使大部分沉降在预压过程中完成,相应地提高了地基强度。预压法适用于淤泥质粘土、淤泥与人工冲填土等软弱地基。预压的方法有堆载预压和真空预压两种。
5.1 堆载预压法
在地基上堆放重物(水、土、砂、石等)进行预压。当堆载超过计划建造的建筑物荷载时,称为超载预压。为了防止堆载时压坏地基,需分级加载,在前一级荷载作用下地基基本固结后,再施加下一级荷载,直至达到设计荷载为止。预压所需时间的长短取决于地基土层的渗透特性、厚度和预压荷载的大小等因素。施工时应监测地面沉降和土中孔隙水压力的消散情况,对预压加以控制。
5.2 真空预压法
在软粘土地基表面铺设砂垫层,用土工薄膜覆盖且周围密封。用真空泵对对地基土进行抽气,在土中造成一定的真空度, 形成大气压力与真空压力的差值作用,将土中一部分水抽出,从而使地基土固结而加固。如果设置排水砂井,还可将孔隙内的水加速排出。
总之,对不良地基土处理应采用科学合理的改造技术,充分发挥原地基土承载力,就地取材,施工工艺简单,施工速度快,地基处理费用低的特点,其主要作用是增强软土地基的承载力,减少其沉降变形,使其满足地基强度和变形等要求。
6 结束语
地基土与上部建筑有着密不可分的关系,不良地基土存在影响建筑安全的隐患,当地基的抗剪强度不足以支撑上部结构的自重及外荷载时,地基就会产生局部或整体剪切破坏。地基土的优劣直接关系着地基处理方式的选择及地基施工。地基土对建筑整体质量影响很大,如果不能对不良地基土进行很好的改造及加固,会给建筑质量安全带来巨大的隐患。本文介绍了不良地基土作为地基的不利表现,建筑施工中对地基土的改造方法以及加固处理技术的运用。
参考文献：
[1] 张成英.公路施工中软土地基处理方面的研究[J].山西建筑,2010，(5).
[2] 谢海林,徐长林.不良地基土的处理与加固的方法及施工工艺[J].价值工程, 2011，(9).
[3] 李勇.浅谈航道护岸工程中软弱地基的处理[J].民营科技,2009，(5),.
[4] 陈代平.浅析高层建筑工程施工技术[J].科协论坛(下半月)，2011，(07).
[5] 杨国军.高层建筑结构转换层施工技术[J].科技致富向导,2010,(21).
关键词:工民建；地基；施工技术；探讨
中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：
地基是指建筑物荷载作用下基底下方产生的变形不可忽略的那部分地层，而基础则是指将建筑物荷载传递给地基的下部结构。作为支承建筑物荷载的地基，必须能防止强度破坏和失稳，同时，必须控制基础的沉降不超过地基的变形允许值。在满足上述要求的前提下，尽量采用相对埋深不大，只须普通的施工程序就可建造起来的基础类型，即称天然地基上的浅基础；地基不能满足上述条件，则应进行地基加固处理，在处理后的地基上建造的基础，称人工地基上的浅基础。当上述地基基础形式均不能满足要求时，则应考虑借助特殊的施工手段相对埋深大的基础形式，即深基础(常用桩基)，以求把荷载更多地传到深部的坚实土层中去。
1 不良地基土作为地基的表现
地基土对建筑整体质量影响很大,对不良的地基土一定要进行改造及相应的加固处理。地基处理是指为提高地基土的承载力或改变其变形性质或渗透性质而采取的人工方法。采用科学合理地基处理方法,有充分发挥原地基土承载力,就地取材,施工工艺简单,施工速度快,地基处理费用低的特点。
不良地基土含水量比较高,孔隙比较大、抗剪强度提别低、压缩性较高、渗透性很小、具有明显的结构性和流动性。如果承受较大的荷载,就可能出现地基的局部破坏甚至整体滑动,在开挖较深的基坑时就会出现基坑的隆起和坑壁的失稳现象。
1.1 不良地基土压缩性较高
易造成基础较大的沉降和不均匀沉降,对于荷载较大的构筑物沉降甚至达到 2m以上,如果上部构筑物各部位荷载差异较大或体形比较复杂就会产生不均匀沉降。将引起构筑物基础标高的降低,影响使用条件或者造成倾斜、开裂破坏。
1.2 不良地基土渗透性很小
固结速率很慢,沉降延续的时间很长。增长缓慢,长期处于软弱状态,影响地基加固效果。
1.3 不良地基土具有较高的灵敏度
如果在地基施工中采取振动、挤压和搅拌等作用,会引起不良地基土结構的破坏,降低土的强度。
2 不良地基土种类
我国不良地基土的种类较多,主要有杂填土、冲填土、软黏土、饱和松散砂土、季节性冻土、含有机制土、湿陷性黄土、膨胀土、红黏土、泥炭土以及山区地基土等。比如山西省广泛存在着特殊的湿陷性黄土,在上面覆盖土层自重应力作用下,浸水后土的结构破坏而发生显著变形。山西省的汾河流域和晋东南地区分布着湿陷黄土,湿陷黄土多数为冲积、坡积、洪积或风积而形成的,呈粉土和粉质黏土,伴有少量的粉质黏土含有少量的结核。当建筑物的天然地基存在诸多问题,就必须进行地基处理。
3 置换法改造技术
3.1 换填法
换填法也称换土法。所谓换土法是指将路基范围内的软土清除,用稳定性好的土、石回填并压实或夯实。在公路施工中,一般采用的是开挖换填天然砂砾,即在一定范围内,把影响路基稳定性的淤泥软土用挖掘机挖除,用天然砂砾进行换置,开挖换填深度在2m以内,采用分层填筑、分层压实、分层检测压实度的方法施工。从而改变地基的承载力特性,提高抗变形和稳定能力。在换填过程中,对于换填的天然沙砾中石头的粒径、含量和级配也应充分考虑,最好做试验检测,避免无法压实而引起沉降。
3.2 强夯置换法
孔内深层强夯法技术与其它技术不同之处:是通过孔道将强夯引入到地基深处,用异型重锤对孔内填料自下而上分层进行高动能、超压强、强挤密的孔内深层强夯作业,使孔内的填料沿竖向深层压密固结的同时对桩周土进行横向的强力挤密加固,针对不同的土质,采用不同的工艺,使桩体获得串珠状、扩大头和托盘状,有利于桩与桩间土的紧密咬合,增大相互之间的摩阻力,地基处理后整体刚度均匀,变形模量高,不受地下水影响,地基处理深度可达30m以上。
4 压实与夯实法改造技术
4.1 表层碾压法
碾压法是利用机械滚轮的压力压实土壤,使之达到所需的密实度。碾压机械有平碾及羊足碾等。平碾(光碾压路机)是一种以内燃机为动力的自行式压路机,重量6t～15t。羊足碾单位面积的压力比较大,土壤压实的效果好。羊足碾一般用于碾压粘性土,不适于砂性土,因在砂土中碾压时,土的颗粒受到羊足较大的单位压力后会向四面移动而使土的结构破坏。松土碾压宜先用轻碾压实,再用重碾压实,效果较好。
4.2 重锤夯实法
夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤,土体孔隙被压缩,土粒排列得更加紧密。人工夯实所用的工具有木夯、石夯等;机械夯实常用的有内燃夯土机和蛙式打夯机和夯锤等。夯锤是借助起重机悬挂一重锤,提升到一定高度,自由下落,重复夯击基土表面。夯锤锤重1.5t～3t,落距2.5m～4m。夯实法主要用于小面积回填土。可以夯实粘性土或非粘性土。
4.3 振动压实法
振动压实法是将振动压实机放在土层表面,在压实机振动作用下,土颗粒发生相对位移而达到紧密状态。振动碾是一种震动和碾压同时作用的高效能压实机械,比一般平碾提高功效1～2倍。用这种方法振实填料为爆破石渣、碎石类土、杂填土和轻亚黏土等非粘性土效果较好。
5 预压法改造技术
预压法指的是为提高软弱地基的承载力和减少构造物建成后的沉降量,预先在拟建构造物的地基上施加一定静荷载,使地基土压密后再将荷载卸除的压实方法。对软土地基预先加压,使大部分沉降在预压过程中完成,相应地提高了地基强度。预压法适用于淤泥质粘土、淤泥与人工冲填土等软弱地基。预压的方法有堆载预压和真空预压两种。
5.1 堆载预压法
在地基上堆放重物(水、土、砂、石等)进行预压。当堆载超过计划建造的建筑物荷载时,称为超载预压。为了防止堆载时压坏地基,需分级加载,在前一级荷载作用下地基基本固结后,再施加下一级荷载,直至达到设计荷载为止。预压所需时间的长短取决于地基土层的渗透特性、厚度和预压荷载的大小等因素。施工时应监测地面沉降和土中孔隙水压力的消散情况,对预压加以控制。
5.2 真空预压法
在软粘土地基表面铺设砂垫层,用土工薄膜覆盖且周围密封。用真空泵对对地基土进行抽气,在土中造成一定的真空度, 形成大气压力与真空压力的差值作用,将土中一部分水抽出,从而使地基土固结而加固。如果设置排水砂井,还可将孔隙内的水加速排出。
总之,对不良地基土处理应采用科学合理的改造技术,充分发挥原地基土承载力,就地取材,施工工艺简单,施工速度快,地基处理费用低的特点,其主要作用是增强软土地基的承载力,减少其沉降变形,使其满足地基强度和变形等要求。
6 结束语
地基土与上部建筑有着密不可分的关系,不良地基土存在影响建筑安全的隐患,当地基的抗剪强度不足以支撑上部结构的自重及外荷载时,地基就会产生局部或整体剪切破坏。地基土的优劣直接关系着地基处理方式的选择及地基施工。地基土对建筑整体质量影响很大,如果不能对不良地基土进行很好的改造及加固,会给建筑质量安全带来巨大的隐患。本文介绍了不良地基土作为地基的不利表现,建筑施工中对地基土的改造方法以及加固处理技术的运用。
参考文献：
[1] 张成英.公路施工中软土地基处理方面的研究[J].山西建筑,2010，(5).
[2] 谢海林,徐长林.不良地基土的处理与加固的方法及施工工艺[J].价值工程, 2011，(9).
[3] 李勇.浅谈航道护岸工程中软弱地基的处理[J].民营科技,2009，(5),.
[4] 陈代平.浅析高层建筑工程施工技术[J].科协论坛(下半月)，2011，(07).
[5] 杨国军.高层建筑结构转换层施工技术[J].科技致富向导,2010,(21).