【摘要】地基是建筑物的基礎(chǔ),其穩(wěn)定性直接關(guān)系著整個(gè)建筑工程的安全性和使用性。隨著由于建筑工程技術(shù)的不斷發(fā)展,地基加固工藝越來(lái)越成熟。下文筆者結(jié)合自身多年的工作經(jīng)驗(yàn),首先分析地基加固施工處理的重要性和原理,再對(duì)地基的處理方法進(jìn)行了深入探討,希望可以給相關(guān)工作者帶來(lái)有用的啟示。
【關(guān)鍵詞】地基;加固;處理技術(shù)
隨著技術(shù)的進(jìn)步,地基的加固處理方法會(huì)更加完善,只有掌握地基構(gòu)造的基本原理,施工方法和適應(yīng)土層范圍,才可以在具體應(yīng)用中針對(duì)情況靈活使用。在選取加固處理方案時(shí),要考慮地基基礎(chǔ)缺陷的種類(lèi)及其對(duì)建筑物使用、安全、耐久性等方面的影響,同時(shí)考慮上部結(jié)構(gòu)的整體性、安全度、使用要求等具體情況對(duì)地基基礎(chǔ)變形的適應(yīng)性,同時(shí)還要結(jié)合地基基礎(chǔ)變形、結(jié)構(gòu)變形的數(shù)值以及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行綜合考慮。
一、地基加固處理技術(shù)的意義
建筑工程地基加強(qiáng)處理的目的是通過(guò)夯實(shí)、換填土、擠密、加筋及排水等方法,達(dá)到對(duì)地基承載能力的提高,以改善地基土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使之滿(mǎn)足工程需要,其主要目的包括:改善地基原狀土的不良特性,提高地基的抗剪切強(qiáng)度,改善地基的壓縮量,改善地基的透水特性,改善地基的動(dòng)力特性。因此,在建筑施工中,地基加固占有重要位置。
二、地基加固的原理
當(dāng)工程結(jié)構(gòu)的荷載較大,地基土質(zhì)又較軟弱(強(qiáng)度不足或壓縮性大),不能作為天然地基時(shí),可針對(duì)不同情況,采取各種人工加固處理的方法,以改善地基性質(zhì)、提高承載力、增加穩(wěn)定性、減小地基變形和基礎(chǔ)埋置深度。地基加固的原理是:“將土質(zhì)由松變實(shí),將土的含水量由高變低”,即可達(dá)到地基加固的目的;工程實(shí)踐中各種加固方法,如機(jī)械碾壓法、重錘夯實(shí)法、擠密樁法、化學(xué)加固法、預(yù)壓固結(jié)法、深層攪拌法等都是基于此加固原理。
在擬定地基加固處理方案時(shí),應(yīng)充分考慮地基與上部結(jié)構(gòu)共同工作的原則,從地基處理、建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工方面都應(yīng)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行綜合治理,其具體的措施有:改變建筑形體,簡(jiǎn)化建筑平面;調(diào)整荷載差異;合理設(shè)置沉降縫;采用輕型結(jié)構(gòu)、柔性結(jié)構(gòu);加強(qiáng)的整體剛度,如采用橫墻承重方案或增加橫墻,增設(shè)圈梁,減小的長(zhǎng)高比,采用筏式基礎(chǔ)、筏片基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)等;對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行移軸處理,當(dāng)偏心荷載較大時(shí),可使基礎(chǔ)軸線(xiàn)偏離柱的軸線(xiàn);施工中正確安排施工順序和施工進(jìn)度;對(duì)軟土地基則應(yīng)放慢施工速度,以便使地基能排水固結(jié),提高承載力。否則,施工速度過(guò)快,將造成較大的孔隙水壓力,甚至使地基發(fā)生剪切破壞。
三、地基處理方法
1 主要的樁基礎(chǔ)處理法
(1)砂樁
砂樁也稱(chēng)為擠密砂樁或砂樁擠密法。其定義是指用振動(dòng)、沖擊或水沖等方式在軟弱地基中成孔后再將砂擠入土中,形成大直徑的密實(shí)砂柱體的加固地基的方法,砂樁屬于散體樁復(fù)合地基的一種。砂樁法適用于擠密松散砂土、粉土、黏性土、素填土、雜填土等地基。對(duì)飽和黏土地基對(duì)變形控制要求不嚴(yán)的工程可采用砂樁置換處理,砂樁還可用于處理可液化的地基,而在用于飽和黏土的處理時(shí),最好是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)后再確定是否采用。
(2)水泥粉煤灰樁
水泥粉煤灰樁由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成的高黏結(jié)強(qiáng)度樁,和樁間土、褥墊層一起組成復(fù)合地基,該法的適用范圍很廣,在砂土、粉土、黏土、淤泥質(zhì)土、雜填土等地基均有大量成功的實(shí)例。獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)及筏基都有應(yīng)用。對(duì)淤泥質(zhì)土應(yīng)按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)或通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。該法具有適用性廣、承載力提高幅度大、施工簡(jiǎn)便、工期短等優(yōu)點(diǎn)。
2 混凝土樁
混凝土樁分為普通鋼筋混凝土樁和預(yù)應(yīng)力混凝土樁兩類(lèi),其施工工藝有兩種類(lèi)型:擠土類(lèi)樁及非擠土類(lèi)樁,擠土類(lèi)的有沉管灌注樁(現(xiàn)澆,沉管方法有靜壓、振動(dòng)、錘擊等)、預(yù)制樁(普通鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土);非擠土的一般均為現(xiàn)澆,有人工挖孔樁、沖(鉆)孔灌注樁等?;炷翗稇?yīng)用面廣,很多地基土處理中都適用,而且施工工藝簡(jiǎn)單,可操作性較強(qiáng),樁體強(qiáng)度較高,耐久性良好,被現(xiàn)在各種工程建設(shè)中廣泛使用。
3 換土墊層法
換填墊層法適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。其主要作用是提高淺基礎(chǔ)下的地基承載力,滿(mǎn)足地基穩(wěn)定性的要求,減少沉降量,加速軟弱土層的排水固結(jié),防止凍脹和消除膨脹土的脹縮。當(dāng)建筑物基礎(chǔ)下的持力層比較軟弱、不能滿(mǎn)足上部結(jié)構(gòu)荷載對(duì)地基的要求時(shí),常采用換土墊層來(lái)處理軟弱地基。換土墊層法是將基礎(chǔ)下一定范圍內(nèi)的土層挖去,然后回填以強(qiáng)度較大的砂、碎石或灰土等,并夯實(shí)至密實(shí),它可有效地處理荷載不大的建筑物地基問(wèn)題。換填法處理地基時(shí)換填材料所形成的墊層,按其材料的不同,可分為砂墊層、砂石墊層、碎石墊層、素土墊層、灰土墊層、粉煤灰墊層和干渣墊層等。
4 預(yù)壓法
預(yù)壓法適用于處理各類(lèi)軟弱地基,包括天然沉積層或人工沖填的土層,如沼澤土、淤泥、淤泥質(zhì)土以及水力沖填土等。預(yù)壓法是在建筑物建造之前,在場(chǎng)地內(nèi)堆土或其他重物,對(duì)地基進(jìn)行預(yù)壓,使地基在預(yù)壓荷載作用下排水固結(jié),在地基強(qiáng)度提高到符合要求后,就卸除荷載,然后按照設(shè)計(jì)要求修建建筑物,或者利用建筑物本身的荷載分級(jí)施加進(jìn)行預(yù)壓。根據(jù)預(yù)壓方法,預(yù)壓法可以分為堆載預(yù)壓法和真空預(yù)壓法。堆載預(yù)壓法分塑料排水帶或砂井地基堆載預(yù)壓和天然地基堆載預(yù)壓。當(dāng)軟土層厚度小于4m時(shí),可采用天然地基堆載預(yù)壓法處理,當(dāng)軟土層厚度超過(guò)4m時(shí),應(yīng)采用塑料排水帶、砂井等豎向排水預(yù)壓法處理。對(duì)真空預(yù)壓工程,必須在地基內(nèi)設(shè)置排水豎井。堆載預(yù)壓法處理深度一般達(dá)10m左右,真空預(yù)壓法處理深度可達(dá)15m左右。
5 強(qiáng)夯法
強(qiáng)夯法亦稱(chēng)動(dòng)力固結(jié)法,適用于處理雜填土、碎石土、砂土、低飽和度粉土、粘性土以及濕陷性黃土等地基。強(qiáng)夯法是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能,再由勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,即夯擊能,在重錘落地的一瞬間,能對(duì)土體產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波,可提高土體強(qiáng)度,降低土的壓縮性,起到改善砂土的振動(dòng)液化性和消除濕陷性黃土的濕陷性等作用。實(shí)踐證明,經(jīng)夯擊后的地基承載力可提高2倍~5倍,壓縮性可降低200%~500%,影響深度在10m以上。同時(shí),夯擊還能提高土層的均勻程度,減少將來(lái)可能出現(xiàn)的不均勻沉降。強(qiáng)夯法主要用來(lái)提高土的強(qiáng)度,減少壓縮性,改善土體抵抗振動(dòng)液化能力和消除土的濕陷性。
6 振沖法
振沖法又稱(chēng)振動(dòng)水沖法,是以起重機(jī)吊起振沖器,啟動(dòng)潛水電機(jī)帶動(dòng)偏心塊,使振動(dòng)器產(chǎn)生高頻振動(dòng),同時(shí)啟動(dòng)水泵,通過(guò)噴嘴噴射高壓水流,在邊振邊沖的共同作用下,將振動(dòng)器沉到土中的預(yù)定深度,經(jīng)清孔后,從地面向孔內(nèi)逐段填入碎石,使其在振動(dòng)作用下被擠密實(shí),達(dá)到要求的密實(shí)度后即可提升振動(dòng)器,如此反復(fù)直至地面,在地基中形成一個(gè)大直徑的密實(shí)樁體與原地基構(gòu)成復(fù)合地基。該法能提高地基承載力,減少沉降,是一種快速、經(jīng)濟(jì)有效的加固方法,一般適用于處理松散砂卵石、砂土、粉土、粉質(zhì)黏土、素填土和雜填土等地基。
三、結(jié)語(yǔ)
隨著時(shí)代的發(fā)展變遷和技術(shù)的革新,地基加固方法不斷趨向于完善,因此,在實(shí)際的施工過(guò)程中,施工人員不但要充分的了解和掌握地基構(gòu)造的基本原理和施工方法和適應(yīng)土層范圍,也要根據(jù)當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況,結(jié)合氣候環(huán)境等因素進(jìn)行綜合考慮,才可以在具體應(yīng)用中針對(duì)情況靈活使用加固方法。
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