地基处理方法浅析

2015-07-20 118 0

  1地基处理的目的

  近年来,随着工程建设步伐的加快,国内许多新建工程中越来越多地涉及到地基处理问题,据调查统计,世界各国各种土木、水利、道路及桥梁等各类事故中,地基问题常是主要原因。结构物的地基问题,主要有以下几个方面:强度与稳定性问题、变形问题、渗漏与溶蚀问题、液化与振沉问题。当作为建筑物或构筑物的天然地基存在以上问题之一时就必须采取相应的方法进行地基处理,以保证上部结构物的正常和安全使用。地基问题处理的是否得当,关系到整个工程的质量、进度和投资,因此,地基处理的要求也就越来越迫切和广泛。

  地基处理的目的就是采取切实有效的地基处理方法,改善地基土的工程性质,使其满足工程建设的要求。地基处理一般是处理软弱土和不良土,主要包括:软黏土、杂填土、冲填土、饱和粉细沙、软塑及流塑状态的粉土膨胀土等。

  2地基处理的方法

  工程中常用的地基处理方法有:

  2.1机械压实法

  土是岩石风化的产物,其形成过程决定了土是一种碎散的颗粒堆积物,土颗粒在堆积的过程中势必会形成大量的孔隙,并且在实际工程中经常会遇到需要将土按一定要求进行堆填的情况,如路堤、土坝、桥台、挡土墙等,机械压实法根据施工机械、施工方法的不同可分为重锤夯实法、机械碾压法和振动压实法。

  重锤夯实法是利用起重机械将重锤提升到6-40m高度,然后自由下落,以重锤自由下落的冲击能来夯实浅层地基的处理方法。经重锤反复夯打,可使地基表面形成一层较密实的硬壳,从而提高地基强度,这种方法还可降低黄土的湿陷性并减小杂填土的不均匀性,适用于处理距地下水位0.8m以上的稍湿杂填土、黏性土、砂性土和分层填土等地基,但不宜用于有效深度内存在有软粘土层的地基。夯实的效果和土的含水率密切相关,只有土达到了最优含水率,才能够获得最好的夯实效果。

  机械碾压法通常采用压路机、推土机、羊足碾等机械或其他碾压机械在地基表面来回开动,利用机械自重将松散的地基土进行加固,碾压法对表层地基加固的深度一般可达2~3m。常用于处理地下水位以上大面积填土的压实以及一般非饱和黏性土和杂填土地基的浅层处理。

  振动压实法是一种在地基表层施加振动把浅层松散土振实的方法,来提高地基承载力,减小沉降量。用这种方法处理砂石地基以及碎石、炉渣等渗透性较好的无黏性土为主的松散填土地基效果良好。振动后的地基有较强的抗震能力。

  2.2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。实践证明,经强夯处理的地基,其承载力可提高2~5倍,压缩性可降低200%~500%。影响深度在10m以上。强夯法适用于粗粒土、细粒土、饱和土、非饱和土。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。

  2.3换填法

  换填法是将基底以下一定深度范围内的软弱土层挖除,换填无侵蚀性的低压缩性散体材料如中砂、粗砂、砾石、碎石、卵石、炉渣等,分层夯实作为持力层的一种地基处理方法。当软弱土地基承载力、稳定性和变形不能满足建筑物的要求时,而软弱层的厚度又不大时,采用换填法能取得较好的结果。换填法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层地基处理。常用于轻型建筑、地坪、堆料场和道路等的地基处理。

  2.4排水固结法

  排水固结法是在建(构)筑物建造前,利用地基排水固结的特性,预先对地基进行加荷预压,使土体提前完成固结沉降,增加地基强度的一种软土地基加固措施。适用于处理淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和黏性土地基,如飞机跑道、铁路和公路路堤、仓库、罐体及轻型建筑。

  2.5振冲法

  振冲法分加填料和不加填料两种。加填料的通常称为振冲碎石桩法。振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土和饱和黄土地基,应在施工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10%的疏松砂性土地基。振冲碎石桩主要用来提高地基承载力,减少地基沉降量,还可用来提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度。

  2.6砂石桩法

  砂石桩法是利用震冲法或沉管法在饱和软粘土地基成孔填入石料,形成砂石桩来提高承载力减少沉降差。适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基,提高地基的承载力和降低压缩性。对饱和粘土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理,使砂石桩与软粘土构成复合地基,加速软土的排水固结,提高地基承载力。

  3地基处理的步骤

  进行地基处理时,必须结合具体情况,慎重选择,必要时应作方案比较,以找出最佳途径。地基处理方法的确定按下列步骤进行。

  ⑴根据结构类型、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、环境情况和对邻近建筑物影响等因素,初步选定几种可供考虑的地基处理方法。

  ⑵对初步选定的各种地基处理方法,分别从加固原理、适用范围、预期效果、材料来源及消耗、机具条件、施工进度和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法,必要时可选择两种或多种地基处理措施组成的综合处理方法。

  ⑶对已选的地基处理方法,必须根据建筑物安全等级和场地复杂程度,在有代表性的场地上进行相应的现场试验和试验性施工,并进行必要的测试,以检验设计参数和处理效果。如达不到设计要求时,应找出原因并采取改进措施和修改设计。

  ⑷经地基处理后的地基承载力设计值应按地基承载力标准值乘以综合修正系数确定。地基处理技术人员应掌握所承担的地基处理目的,加固原理,技术要求和质量标准等。施工中应有专人负责控制和监测,并做好施工记录,在出现异常情况时,必须及时同有关部门妥善解决。

  结语:工程质量的好坏很大程度取决于地基处理好坏,地基处理是一项技术性很强的工作,在考虑地基处理的设计与施工时,必须注意坚持因地制宜的原则,不可盲目施工。不但要制定合理的方案,还需要落实到技术措施和施工质量的保证上,才能获得地基处理预期的效果。保证工程建设的质量,取得良好的经济效益和社会效益。

  参考文献

  【1】黄绍明,高大钊,软土地基与地下工程[M],北京;中国建筑工业出版社,2005。

  【2】叶书麟,叶观宝,地基处理与托换技术[M],北京;中国建筑工业出版社,2005。

  【3】顾晓鲁,钱鸿缙,刘慧珊等.地基与基础[M],北京;中国建筑工业出版社,2003。

  【4】马小峰,浅谈软土地基处理方法[J].山西建筑,2008。
 

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