试议建筑工程中常用处理地基方法

更新时间:2024-04-04 作者:用户投稿原创标记本站原创
【摘要】随着我国经济的蓬勃发展和人民生活水平的不断提高,许多城市和农村都得到了进一步的建设和发展,特别是在大城市中一座座高楼大厦拔地而起,所以用来建造楼房的土地越来越少,尤其在许多比较发达的城市适合建造的土地都早已用完了。再加上城市人口不断增加,人们购房的需求依然很高,所以我们不仅要在地质条件良好的场地从事建设,而且有时也不得不在地质条件较差的地方进行修建,以此来满足人们住房的需求,同时带动了城市和地区的进一步发展。每一座建筑物的荷载最终都是由地基来承担,所以只有加固和处理好地基,才能保证建筑物的使用期限和发挥其性能。正如古人所说:“千里之行,始于足下”。由此可见,地基对于建筑物的重要性,如何才能使地基的承载能力更大,尤其在一些地下条件复杂的情况下进一步增加了施工的难度,同时也提高了对专业人员素质的要求。本文通过阐述一些处理地基的策略来提高地基的承载力,从而确保建筑物在使用过程中的安全性和耐久性
【关键词】地基处理的目的;策略

一、地基处理的目的:

地基处理的目的就是通过一些策略来提高软弱地基的强度,保证地基的稳定性;降低软弱地基的压缩,减少地基的不均匀沉降;防止地震时地基土的振动液化,消除区域性土的湿陷性、胀缩性和冻胀性。

二、地基处理的策略:

1.换土垫层法
换土垫层法就是将基础底面处理范围内的软弱土层挖去,然后分层换填强度较大的砂、碎石、素土、煤渣、矿渣以及其他性能稳定、无侵害性等的材料,并夯实至一定要求的密实度为止。
换土垫层法可以有效地处理一些荷载较小的建筑物的地基理由。因此,常作为浅基础的地基处理的策略之一。但值得注意的是:
(1)由于垫层所使用的材料不同,故其力学性能不相同。因此,在填入新的材料时应尽量将承载能力和力学性能相差较小的填在同一基础内,以此来确保地基受力时的均匀性;
(2)用换土垫层法处理地基时,处理的地基深度不宜过浅也不应过深,因为垫层太浅时,垫层的作用效果不显著;当垫层太厚时,基坑的开挖需要支护和放坡,这样需要挖的土方量较大,从而增加了工程的费用。故其只适用于处理建筑物荷载较小的地基,一般处理深度为1m~3m;
(3)在开挖时。应该注意是否有地下水以及其深度,防止开挖过程中发生管涌现象,必要时需要采取措施来降低地下水位。
2.深层密实法:
深层密实法是指采用强夯、打桩、振实等施工策略,对松软地基土进行振密和挤密,在实际的地基处理中,强夯法、挤密法、振动法较为常见。随着目前建筑物的荷载不断增大,这几种策略是当今地基处理最常用的策略。
强夯法是一种将几十吨的重锤,从几十米的高处自由落下,对土进行强力夯实的策略,其原理是突然释放能量,所产生的压缩波能立即产生很大的超孔隙水压力,降低了土的抗剪强度,接着剪切波使土体破坏,土粒发生移动,最终移动到一个新的、更为稳定的位置。
强夯法时应该注意的事项:
(1)土在夯实时,应该根据经验或根据现场的试验来确定土的最佳含水量,否 则土可能夯不实或土成橡胶土;
(2)在夯实前,应确定出夯实基点额间距、排列及夯实的遍数;
(3)在夯实的过程中,应该考虑夯实的间隔时间,对于砂土,可以连续夯实,对于粘性土,由于其排水效果很差,一般间隔约15—30天;
(4)当需要加固的地基深度较大时(>10m时),则每一次需要的能量较大,并且当土较软时,每次起锤时较困难,此时不适合用该策略。
挤密法是以振动、冲击或带套管等策略成孔,然后向孔中填入砂、石或其他材料,再加以振实而成为直径较大的桩体的策略。此法和桩基础灌注桩的形成过程相似,但灌注桩灌注的材料通常是混凝土,另一种桩是预制桩,通过机械设备使其穿过软弱层,最终打入到受力较大的持力层。
挤密法和打桩法的加固原理都是靠桩管或桩打入地基时对地基土的横向挤压作用,在挤压作用下,土粒彼此移动,小颗粒填入到大颗粒的孔隙中,颗粒之间彼此紧靠,从而使孔隙密实,此时土的骨架作用也随之增强,这样桩和桩周围土构成了复合地基,来共同承担建筑物的荷载,从而提高了地基的承载能力。
挤密法和打桩法存在的缺点:
(1)打桩时,由于振动作用,可能会使桩周围的土隆起;
(2)对于桩基础,目前没有一套完整的策略来确定桩距,所以,只能根据施工现场进行必要的试验,从而确定和调整常用的施工参数等;
(3)强夯法和打桩法在施工过程中,会产生较大的振动和噪音,对周围一定范围内的居民生活产生一定的影响,因此,这种策略在城市人口密集的闹市区会受到一定的限制。
3.排水固结法
在软弱的地基中,事先在地基中设置沙井等竖向排水,然后利用建筑物本身的重量分级逐渐加载;或在建筑物建造前在场地先行加载预压,使土体孔隙中的水排出,地基发生沉降,同时使土体的强度逐渐提高的策略,该法常用于解决软黏土地基的沉降和稳定理由。如在我国沿海地区,在极其软弱的地基上修建构筑物时,就是采用这种分期修建的策略,这也是我国劳动人民在软弱地基上建造时积累的宝贵经验。
堆载预压法是排水固结中最常用的策略之一,它是指在地基中人工设置排水通道,使水在加载后迅速地排出。堆载预压法的目的是增加土的排水量和提高土的承载力。为了达到此目的,常常在建筑场地提前对土采用堆载加压,使地基发生沉降,从而使地基的强度大大提高。在实际工程中,有时为了缩短工期,也可以大于设计荷载,此时称为超载预压,但必须注意的是,任何时候预压都不得使地基土发生破坏。
排水固结法时应该注意的事项:
(1)这种策略适用于处理厚度较大的软土和冲填土地基,但对于厚度较大的泥炭土层不宜采用;
(2)采用砂井法时,需要加载、卸载和三、四个月以上的预压期,如果砂井较深时,可能会出现井壁塌落,从而影响排水效果,故现在多使用塑料板。所以在施工之前要提前做好预压工作,从而保证地基的承载力;
(3)预压时,一般会需要大量的荷载,此时应充分利用当地的自然条件和资源来解决这一理由,否则使整个工程的造价增大,限制了该策略的使用。

三、地基处理之前应该做的工作有:

1.在地基处理之前,应该详细勘察当地的地形、地基土的成层状况。如:软弱土层的厚度和分布范围,地下水的深度等。在条件允许的情况下,可以在现场做一些原位试验,从而能够准确地掌握当地土的性质。
2.在地基处理时应充分考虑到所建建筑物和构筑物的结构类型、使用要求,可变荷载的大小,再结合该地区的土质情况和相邻建筑物等因素,选择一种合适的处理地基的策略,即尽量采取一些因地制宜的策略来处理地基。值得注意的是,每一种策略都有其局限性,所以,有时我们可以选取多种策略来加固地基。
3. 在地基处理施工中应充分考虑到对场地周围环境的影响,如采用强夯法时,振动所产生的噪音对邻近居民的生活产生较大的影响和干扰,如果被居民投诉,很可能会出现延长工期,从而影响整个工程的造价和工期。
4. 在地基处理施工前、施工中和施工后,都要随时对被加固和处理过的地基和周围的建筑物进行现场的检测,以便及时地了解地基加固的效果,同时确保周围建筑物的安全。
参考文献
[1]叶书麟、叶观宝 编,《地基处理》,中国建筑工业出版社,2004年7月第二版;
[2]冶金工业部建筑研究总院 主编,《地基处理技术》第四册,冶金工业出版社,1989年2月第一版;

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