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所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2010-09-04 10:27 熱度:
摘要:在進行建筑物的基礎設計時,有時會碰到軟弱地基問題。如何采用合理的方法進行地基處理,滿足設計和使用要求,這是地基基礎工程中的關鍵性問題。本文根據自己的工作經驗,結合軟弱地基的特點,介紹了幾種實用的建筑軟弱地基處理方法,以便于同行交流和學習。
關鍵詞:建筑;軟弱地基;處理方法
1前言
隨著我國經濟的快速發展,建筑用地資源變得日趨緊張,在進行建筑物的基礎設計時,有時會碰到軟弱地基問題。在軟弱地基上的建筑物往往會出現地基強度和變形不能滿足設計要求的問題,因而需要采取措施,進行地基處理。國內外建筑工程事故調查表明,多數工程事故源于地基問題,地基處理的優劣,關系到整個工程的質量、造價與工期,直接影響著建筑物和構筑物的安全。如何采用合理方法進行地基處理,以控制地基的變形及提高承載力,滿足設計和使用要求,這是地基基礎工程中的關鍵性問題。在軟土地區的工程建設需要特別重視和研究土的工程特性,采取針對性的技術措施以使工程建設得到技術先進、經濟合理和使用安全的效益。如何保證在軟弱地區所修建建筑物的穩定性和正常使用,一直以來都是一個重大的技術課題
2軟弱地基的特點
所謂地基,一般而言是指支撐建筑物全部荷載的土層或巖層,軟弱地基是指在地表下相當深度范圍內存在的軟弱土,包括淤泥質土、泥炭、呈軟塑與流塑狀態的粉土和粉質黏土、松散的粉細砂等天然土層。這類土的具有天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、滲透性差、抗剪強度低等不利的工程特性,且易發生變形導致流土、管漏、液化,以至于結構整體沉降或局部沉陷,并導致結構的損壞,大大降低其使用性能。
3軟弱地基一般處理原則
對于新建工程,原則上首先應考慮利用天然地基,對于淤泥和淤泥質上利用其上覆較好上層作為地基持力層,當上覆土層較薄,應注意避免施工時對淤泥和淤泥質土的擾動:對于沖填、雜填建筑垃圾和性能穩定的工業廢料,當均勻性和密實度較好時,均可利用作為地基、持力層;對于有機質含量較多的生活垃圾和對基礎有腐蝕性的工業廢料等雜填土,未經處理不宜作為地基持力層。若地基軟弱不能滿足要求,根據工程情況及地基土質條件或組成的不同則需進行處理,地基處理的目的是:提高土的抗剪強度,使地基保持穩定;降低土的壓縮性,使地基的沉降和不均勻沉降至允許范圍內;改善土的動力性能、防止地基產生震陷變形或因土的震動液化而喪失穩定性;除去或減少土的沉陷性或脹縮性引起的地基變形,避免建筑物玻壞或影響其正常使用。
4 軟弱地基的處理方法
軟弱地基處理方法很多,具體選擇地基處理方案時,應根據具體工程和地基的實際情況,對各種方法進行比較,做到經濟上合理,技術上可靠,下面簡要介紹幾種方法。
(1)換填墊層法
換填墊層法的基本原理是挖除淺層軟弱土或不良土,換填其他無侵蝕性的低壓縮性的散體材料,并分層夯實至設計要求的密實程度,作為地基的持力層。當建筑物基礎下的持力層比較軟弱、不能滿足上部結構荷載對地基的要求時,常采用換填土墊層來處理軟弱地基。按回填的材料可分為砂(或砂石)墊層、碎石墊層、粉煤灰墊層、干渣墊層、土墊層等。
換填墊層法是一種較簡單的淺層處理方法,適用于淺層地基處理,在軟弱土層較薄(一般小于4m),上部荷載又不太大的條件下處理軟基,宜優先考慮此法。本法的優點是:可就地取材,施工方便,不需特殊的機械設備,既能縮短工期,又能降低造價,因此,此法得到了較為普遍的應用。
(2)擠密法
擠密法即先往土中打入樁管成孔,然后在孔內填入礫石、砂、石灰、灰土等搗實而成。其作用是擠密樁周的松軟土層,使樁和擠密后的土層共同形成復合土層作為持力層,從而提高地基承載力和減小地基的沉降變形。此法適用于含砂粒、瓦屑的雜填土及含砂量較多的松散土地基,對粘性大的飽和軟土地基,由于滲透性小,故擠密效果不好。
(3)強夯法
強夯法也稱動力固結法,它是以巨大的夯擊能將塊石或碎石夯穿軟土層,使之沉底形成樁或墩柱體,其作用的結構是使一定范圍內的地基強度提高,孔隙擠密,消除濕陷性,這里所說的一定范圍即是強夯法的加固深度。強夯法主要用于砂性土、非飽和黏性土與雜填土地基。對非飽和的黏性土地基,一般采用連續夯擊或分遍間歇夯擊的方法,并根據工程需要通過現場試驗以確定夯實次數和有效夯實深度,一般在大型強夯施土前,都應選擇面積不大于400m2的場地進行典型試驗,以便取得數據,指導設計與施工。
(4)預壓法
1)堆載預壓法
堆載預壓法就是直接地在地基土體上堆放重物(如:塊石、土體)以對土體進行預壓和排水固結,提高地基的承載力,并使建(構)筑物在使用階段的地基沉降量減少,堆載預壓的荷載應大于設計荷載,預壓時間可由建筑物的要求和軟土所達到的固結程度決定。堆載預壓法處理地基的設計內容如下:1)選擇砂井或塑料排水帶等豎向排水體,確定其直徑間距、排列方式和深度。2)確定加載的數量、范圍、速率和預壓時間。3)計算地基的固結度、強度增長、抗滑穩定性和地基變形。
2)真空預壓法
在軟粘土地基表面鋪設砂墊層,用土工薄膜覆蓋且周圍密封。用真空泵對砂墊層抽氣,使薄膜下的地基形成負壓。隨著地基中氣和水的抽出,地基土得到固結。為了加速固結,也可采用打砂井或插塑料排水板的方法。
(5)深層攪拌法
深層攪拌法適于處理淤泥、淤泥質土、粉土和含水量較高且地基承載力標準值不大于120kPa的黏性土等地基。它是使用特制的攪拌機械,以水泥、石灰等材料為固化劑,在土層中強行與軟土攪拌,使軟土硬結成水泥(或石灰)土樁(柱)體或連成地下樁排,使之成為具有整體性和一定強度的復合地基,從而達到提高地基承載力,減少壓縮量的目的。。具體施工工藝:1)定位;2)漿液配制;3)送漿;4)鉆進噴漿攪拌;5)提升攪拌噴漿;6)重復鉆進噴漿攪拌;7)重復提升攪拌;8)當攪拌軸鉆進、提升速度為0。65-1。0m/min時,應重復攪拌一次;9)成樁完畢,清理攪拌葉片上包裹的土塊及噴漿口,樁機移至另一樁位施工。
(6)漿液灌注加固法
土體用漿液灌注加固是處理地基的一種原位加固方法,就是要讓水泥或其他漿液在周圍土體中通過滲透、充填、壓密擴展形成漿脈。它一般是用壓力將加固土的漿液通過注漿管,灌注入土的孔隙或縫隙中,藉漿液的膠結或凝固,增強松散土粒間或土體間的聯結,從而提高地基的強度,減少沉降。根據灌漿的目的可分為防滲灌漿、堵漏灌漿、加固灌漿和結構糾傾灌漿等。按灌漿方法可分為壓密灌漿、滲入灌漿、劈裂灌漿和電化學灌漿。作為注漿法加固地基,具有設備和工藝簡便靈活,施工占用空間小、工期短,加固深度視地基土壤結構而定,便于操作控制等優點。
5結束語
地基處理是建筑施工中的重要環節,而地基處理方法的選定直接關系到工程建設的質量優劣和經濟合理性。因此,在確定地基處理方法時,必須根據地質條件、上部結構類型、使用要求、對周圍環境的影響、材料供應情況、施工條件以及技術經濟指標等因素作綜合考慮,單一的處理方法,由于受工期、資金等多方面限制,往往難以解決問題,所以應根據工程實際情況采用復合的方法,綜合發揮幾種方法的各自優勢,使軟土地基工程質量得以保證。
參考文獻:
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文章標題:對建筑工程中軟弱地基處理方法的研究
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