【摘要】對(duì)于建筑實(shí)體而言,萬(wàn)丈高樓平地起,地基與基礎(chǔ)的處理效果不僅關(guān)系到整個(gè)工程的質(zhì)量、造價(jià)與工期,更重要的是與房屋結(jié)構(gòu)安全及人民生命財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)。本文對(duì)于工程中常見(jiàn)不良地基的處理方法進(jìn)行了分析和總結(jié)。
關(guān)鍵詞:不良地基 處理措施 淺議
對(duì)于建筑實(shí)體而言,萬(wàn)丈高樓平地起,地基與基礎(chǔ)的處理效果不僅關(guān)系到整個(gè)工程的質(zhì)量、造價(jià)與工期,更重要的是與房屋結(jié)構(gòu)安全及人民生命財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)。因此,有效地處理施工中常見(jiàn)的不良地基現(xiàn)象,應(yīng)當(dāng)?shù)玫剿薪ㄖ臉I(yè)人員的高度重視。
一、常見(jiàn)不良地基土和特殊地基情況的分類
中國(guó)地域廣闊,地質(zhì)條件變化大,差異顯著。在施工中經(jīng)常能碰到的不良地基土包括雜填土、軟土、沖填土、飽和松散砂土、濕陷性黃土、膨脹土、紅黏土、凍土及山區(qū)地基土等。此外,經(jīng)常能碰到的特殊地基情況包括松土坑、井、地下通道和障礙物、古墓穴等。
二、不良地基處理原則和方法
不良地基處理方法種類繁多,各種處理方法都有它的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍,但每個(gè)工程地質(zhì)情況差別巨大,對(duì)地基的要求也不盡相同,因此就需要掌握基本的處理原則。
(一)不良地基處理原則與步驟
(l)根據(jù)結(jié)構(gòu)類型,荷載大小及使用要求,結(jié)合地形地貌、地層結(jié)構(gòu)、土質(zhì)條件、地下水特征和對(duì)鄰近建筑的影響等因素進(jìn)行綜合分析,初步選出幾種可供考慮的地基處理方案。
(2)對(duì)初步選出的各種地基處理方案,分別從加固原理、適用范圍、預(yù)期處理效果、耗用材料、施工機(jī)械、工期要求和對(duì)環(huán)境的影響等方面進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和對(duì)比,選擇最佳的地基處理方法。
(3)對(duì)已選定的地基處理方法,宜按照建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)和場(chǎng)地復(fù)雜程度,在有代表性的場(chǎng)地上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)或試驗(yàn)性施工,并進(jìn)行必要的測(cè)試,以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)和處理效果。
(二)不良地基處理措施
1.幾類典型不良地基土的處理辦法
(1)雜填土
針對(duì)雜填土地基的處理方法可分為:墊層處理、夯(沖)擴(kuò)處理、CFG處理、水泥灌漿處理等方式。
【案例】西安市華商傳媒產(chǎn)業(yè)基地展覽館項(xiàng)目,占地面積約38*19m,3層,采用鋼筋混凝土基礎(chǔ),磚混結(jié)構(gòu)。
存在問(wèn)題:地基為近期回填和堆積起來(lái)的以建筑垃圾為主的雜填土,回填時(shí)間約5年左右,建筑垃圾的厚度為2.8-9.2m,強(qiáng)度低且不均勻,fk值為60kpa,設(shè)計(jì)要求為100kpa。
處理方案:根據(jù)地基情況,我們?cè)谠O(shè)計(jì)基礎(chǔ)底標(biāo)高繼續(xù)下挖0.9m,將原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)向外擴(kuò)寬0.6m,然后用3:7灰土分層夯實(shí)至設(shè)計(jì)標(biāo)高,在灰土以下的地基采用水泥灌漿法加固處理。
水泥灌漿法的加固原理:采用機(jī)械成孔,利用灌漿泵或泥漿泵將按比例配制的水泥漿,通過(guò)一定壓力灌注到預(yù)加固地層,充填土體空間和空隙,通過(guò)脫水凝固作用,將松散的土體凝固成為一個(gè)整體,從而達(dá)到增加地基強(qiáng)度、減少地基不均勻沉降和透水性。
鉆孔布置:在基礎(chǔ)范圍內(nèi)共布置鉆孔80個(gè),總進(jìn)尺428.3m,孔距1.5-4.5m,孔深3-9m。
水泥漿液濃度:根據(jù)規(guī)范要求,采用灌漿的水灰比分為3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1五個(gè)比級(jí),開(kāi)灌漿液水灰比為3:1,特殊情況可用2:1或1:1,依次逐級(jí)加濃。
灌漿壓力:0.5kg/cm2
封孔:用1:2水泥砂漿逐次回填搗實(shí)的方法封至孔口平為止。
結(jié)論:采用水泥灌漿技術(shù)處理雜填土地基能達(dá)到設(shè)計(jì)要求,費(fèi)用相對(duì)較低,后期觀測(cè)未出現(xiàn)不均勻沉降。
(2)濕陷性黃土
墊層法。將基礎(chǔ)下的濕陷性土層全部或部分挖出,然后用黃土(2:8、3:7灰土)經(jīng)過(guò)篩后,在最優(yōu)質(zhì)水量狀態(tài)下分層回填夯或壓實(shí),墊層厚度約為1.0-2.0倍基礎(chǔ)寬度,控制土的干密度不小于1.6T/m3,它能消除一定深度內(nèi)(一般為1-3m)土的濕陷變形,增強(qiáng)地基的防水效果,費(fèi)用低,適于地下水位以上局部或整片處理。
強(qiáng)夯法。用10t以上的重錘從10m以上的高度自由下降,強(qiáng)力夯擊土體,一般錘重10-12t,落距10-18m,可消除3-6m深土層的濕陷性,提高地基的承載能力,適于飽和度Sr<60%的濕陷性黃土深層局部或整片處理。
擠密法。用機(jī)械(人工或爆擴(kuò))成孔的方法,在孔內(nèi)填充素土或灰土分層夯實(shí),要求密實(shí)度不低于是0.95,通過(guò)樁的擠密作用改善樁周土的物理力學(xué)性能,基本上可消除樁深度范圍內(nèi)黃土的濕陷性,處理深度一般可達(dá)5-10m,造價(jià)低,適于地下水位以上局部或整片處理。
(3)膨脹土
可采用換土、砂石墊層、土性改良等方法。換土系將膨脹土部分或全部挖出,采用非膨脹土或灰土置換,換土厚度應(yīng)通過(guò)變形計(jì)算確定。平坦場(chǎng)地上Ⅰ、Ⅱ級(jí)膨脹土的地基處理,宜采用砂、碎石墊層,墊層厚度不應(yīng)小于300mm;墊層寬度應(yīng)大于基地寬度。
(4)凍土
對(duì)標(biāo)準(zhǔn)凍深大于2m及標(biāo)準(zhǔn)凍深大于1.5m、基底以上為凍脹土和強(qiáng)凍脹土上的非采暖建筑物,可在基礎(chǔ)側(cè)面回填粗砂、中砂、爐渣等非凍脹性材料或其他保溫材料。當(dāng)基礎(chǔ)梁下有凍脹性土?xí)r,應(yīng)在梁下填以爐渣等松散材料,并留5~15㎝孔隙,以防止因凍脹將基礎(chǔ)梁拱裂。
2.地基特殊問(wèn)題的處理
(1)松土坑
松土坑在基槽中范圍較大,且超過(guò)基槽邊沿時(shí)的處理方法:因條件限制,槽壁挖不到天然土層時(shí),則應(yīng)將該范圍內(nèi)的基槽適當(dāng)加寬,加寬部分的寬度可按下述條件確定:當(dāng)用砂土或砂石回填時(shí),基槽壁邊均應(yīng)按L1:h1=1:1坡度放寬;用1:9或2:8灰土回填時(shí),基槽每邊應(yīng)按b:h=0.5:1坡度放寬;用3:7灰土回填時(shí),如坑的長(zhǎng)度≤2m,基槽可不放寬,但灰土與槽壁接觸處應(yīng)夯實(shí)。
(2)土井、磚井、廢礦井
土井、磚井在室外,距基礎(chǔ)邊緣5m以內(nèi)的處理方法:先用素土分層夯實(shí),回填到室外地坪以下1.5m處,將井壁四周磚圈拆除或松軟部分挖去,然后用素土分層回填并夯實(shí)。
土井、磚井在室內(nèi)基礎(chǔ)附近的處理方法:將水位降低到最低可能限度,用中、粗砂及塊石、卵石或碎磚等回填到地下水位以上50m。磚井應(yīng)將四周磚圈拆至坑(槽)底以下1m或更深些,然后再用素土分層回填并夯實(shí)。
(3)地下通道和障礙物
基礎(chǔ)附近下部有地下通道和障礙物的處理方法:當(dāng)基礎(chǔ)下有地下通道橫跨時(shí),除地下通道的上部非夯實(shí)土層應(yīng)分層夯實(shí)外,還應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)采取相應(yīng)的跨越措施,如鋼筋混凝土地梁、托底加固等。當(dāng)?shù)叵峦ǖ琅c基礎(chǔ)方向平行時(shí),h/L≤1時(shí),一般可不作處理;當(dāng)h/L>1時(shí),則應(yīng)將基礎(chǔ)落深至滿足h/L≤1的要求。
(4)古墓穴
墓穴中充填物如已恢復(fù)原狀結(jié)構(gòu)的可不處理。墓穴中充填物如松土,應(yīng)將松土雜物挖出,分層回填素土或3:7灰土夯實(shí)到土的密度達(dá)到規(guī)定要求。
掌握不同情況下不良地基的處理方法,不僅能夠消除或減輕不良地基對(duì)上部結(jié)構(gòu)的不利影響,確保工程質(zhì)量,而且通過(guò)科學(xué)、合理地甄別不同的處理措施,還能起到節(jié)約項(xiàng)目成本、縮短施工工期的效果。
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