李清葉 王振國

摘要:軟弱地基處理的優(yōu)劣,關(guān)系到整個工程的質(zhì)量。合理的軟弱地基處理、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計,可以減輕和消除軟弱地基對上部建筑物的不利影響。

關(guān)鍵詞:地基處理;建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;強(qiáng)夯法

中圖分類號:TV472 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號:1674-1145(2009)29-0148-01

一、軟弱地基的工程特征及主要處理方法

1.軟弱土包括淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土及飽和松散粉細(xì)砂與粉土,這類土的工程特性為天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、滲透性差、抗剪強(qiáng)度低等不利的工程性質(zhì),如何去保證在軟弱地區(qū)修建的建筑物穩(wěn)定性和正常使用一直以來都是一個重大的技術(shù)課題。

2.目前軟基處理的主要方法有:(1)換填墊層法;(2)擠密法;(3)深層攪拌法;(4)灌漿法;(5)強(qiáng)夯法等。

換填墊層法。換填墊層法主要作用是提高地基的承載力。其方法是將基底下一定范圍內(nèi)的軟弱土挖去,換填砂、碎石和素土等散體料,并分層夯實(shí)成低壓縮性的地基持力層。

擠密法。擠密法即先往土中打入樁管成孔,然后在孔內(nèi)填入礫石、砂、石灰、灰土等搗實(shí)而成。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,在加固過程中不能排出很多水分,故擠密效果不大。

深層攪拌法。此法通過特制的攪拌軸的輪葉,從地面開始破土攪拌至加固的深度,打開閥門將水泥漿或水泥粉由攪拌頭注入地基中,用攪拌頭強(qiáng)制攪拌均勻。

灌漿法。用鉆機(jī)成孔,將注漿管放入孔中需要灌漿的深度,鉆孔四周頂部封死。啟動壓力泵,將攪拌均勻的水泥漿或水泥砂漿壓入土的孔隙和巖石的裂隙中,同時擠出土中的自由水。水泥漿凝固后,土體與巖石裂隙膠結(jié)成整體。此法基本上不改變原狀土的結(jié)構(gòu)和體積,所用灌漿壓力較小。適用于卵石、中、粗砂和有裂隙的巖石。如是黏性土,則用較高的壓力灌入濃度較大的水泥漿或水泥砂漿。

強(qiáng)夯法。強(qiáng)夯法是將重錘起重到一定高度,然后自由下落,重復(fù)夯打,以加固地基,使強(qiáng)度提高,壓縮性減小。此法一般適用于無黏性土、雜填土和半飽和土。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用的措施

1.增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體剛度。建筑物常因功能的需要,使本身具有一定的剛度,一般工業(yè)及民用建筑剛度比較大的有兩種,一種為絕對剛性,如鋼筋混凝土筒倉,煙囪等;另一種為相對剛性,如多層磚石房屋,多層鋼筋混凝土框架,它具有一定的剛度,可是它的強(qiáng)度較低,不能與它的剛度協(xié)調(diào)一致,其抗拉能力尤弱,因此碰到軟土地基時應(yīng)適當(dāng)增加其關(guān)鍵部位的抗拉強(qiáng)度,這樣有利于利用建筑物的剛度來調(diào)整建筑物部分不均勻沉降。此外在建筑物的相應(yīng)部位可設(shè)置沉降縫以減少不均勻沉降。沉降縫設(shè)置的部位應(yīng)在:(1)建筑物長高比過大的適當(dāng)部位;(2)平面形狀復(fù)雜建筑物的轉(zhuǎn)折部位;(3)地基壓縮性有明顯不同處;(4)建筑結(jié)構(gòu)類型不同處;(5)建筑物高度和荷載差異處;(6)分期建造房屋的交界處;(7)擬設(shè)置伸縮縫處。通過以上部位設(shè)置沉降縫可大大減少由于地基土軟弱引起的不均勻沉降縫。

2.注意相連建筑物的相互影響。建筑物荷載不僅使本建筑物下的土層產(chǎn)生壓縮變形,在它以外一定范圍內(nèi)的土層,由于受到基礎(chǔ)壓力擴(kuò)散的影響也將產(chǎn)生壓縮變形,這種變形隨著距離增加值逐漸減小,由于軟土地基的壓縮性很高,當(dāng)兩建筑物之間距離較近時,這類附加不均勻壓縮變形甚大,常造成鄰近建筑物的傾斜或損壞,若被影響建筑物的剛度強(qiáng)度較差時,危害主要表現(xiàn)為產(chǎn)生裂縫;當(dāng)剛度強(qiáng)度較好時則表現(xiàn)為建筑物的傾斜。

3.減輕建筑物的自重。減輕自重可減少建筑物的總沉降量,從而有利于對不均勻沉降的控制。也可在預(yù)先估計沉降量大的部分減輕自重,用以直接調(diào)整不均勻沉降。由于一般磚石結(jié)構(gòu)民用建筑墻身重量所占比例很大,故若能用輕質(zhì)材料和改變結(jié)構(gòu)體系來減輕這部分的重量,對控制沉降會有明顯效果。另一個減輕自重的途徑是采用架空地面來代替填土,一般此部分約占地基容許承載力的10%～40%,因此這部分若應(yīng)用得當(dāng)會有很好效果,此時基礎(chǔ)形式可做空心基礎(chǔ),薄殼基礎(chǔ),沉井等,有時也可做成地下室,在大量減輕自重的同時,還會增加一定的使用價值。

三、軟土地基的處理方法綜合應(yīng)用

由于地基存在的問題往往相互聯(lián)系和相互影響,除土質(zhì)條件外,不同的構(gòu)造物對地基有各種不同的要求。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,如飽和軟黏土為軟弱土層,其作地基的主要障礙是含水量大(呈飽和狀態(tài)),因此沉降量大、承載力低、強(qiáng)度和穩(wěn)定性差。要使其固結(jié)并具有足夠的承載力,一般情況下難以辦到,若單一采用堆載預(yù)壓來提高承載力,則短期內(nèi)難見成效;若采用復(fù)合的方法,綜合發(fā)揮幾種方法的各自優(yōu)勢,問題就不難解決。

四、地基與構(gòu)造物處理的綜合運(yùn)用

解決因路堤沉降量大于構(gòu)造物在銜接處的沉降量而產(chǎn)生“錯臺”的現(xiàn)象,現(xiàn)在多采用:(1)采用過渡式路面,在路堤下沉后加鋪面層,改正高度。此法施工簡便易行,但容易形成永久性病害,而且需要不斷養(yǎng)護(hù)。(2)設(shè)置枕梁,采用搭板。近幾年此法在處理橋頭“錯位”跳車中使用較多,可緩和橋頭跳車,但不能消除不均勻沉降和對樁體產(chǎn)生的負(fù)摩阻力,如地基沉降量較大時,則可能出現(xiàn)“駝峰”。若對地基和路堤的處理綜合考慮,地基處理同路堤減載或采用搭板復(fù)合應(yīng)用,綜合發(fā)揮各自的功能,使處理效果得以加強(qiáng),能夠達(dá)到最佳效果。

作者簡介:李清葉,女,河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司助理工程師,研究方向:施工現(xiàn)場技術(shù)管理;王振國,男,河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司助理工程師,研究方向:施工現(xiàn)場技術(shù)管理。