【摘要】隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展,對地基基礎(chǔ)工程的要求也越來越高。在處理地基基礎(chǔ)的過程中,經(jīng)常會遇到不良地基土,而地基土的好壞又關(guān)系著地基處理方式的不同。本文主要對各種不良地基土的種類特征、處理方式以及怎樣選擇合適的地基處理方式進(jìn)行了以下的探討。
【關(guān)鍵詞】不良地基土;強(qiáng)度;地基處理
1.前言
地基土的好壞很大程度上決定了地基工程的成敗,不良的地基土更是對地基造成了深遠(yuǎn)的影響。優(yōu)良的地基土可以在很大程度上鞏固地基,不良的地基土則會一步步摧毀地基。那么如何解決不良地基土對地基造成的影響呢?這便是本文所要探討的問題。
2.主要的不良地基土及特征
主要的不良地基土的類型主要包括了軟粘土,飽和松土砂土,膨脹土,濕陷性黃土,雜壤土這五大類,詳細(xì)情況如下:
(1)軟粘土:軟粘土顧名思義為較軟的黏性土,在硬度上比其他土壤要差,在軟粘土為主要地基而建造的基礎(chǔ)其穩(wěn)定性就顯得比較差。,此外由于軟粘土比較軟,這就使得地基在承載能力上心有余而力不足。
(2)飽和松散砂土:飽和松散砂土就是土質(zhì)比較疏松,土粒之間的不具黏性,密實程度差,結(jié)構(gòu)松散,無法保證地基性能的穩(wěn)定,所以以飽和軟粘土為主要地基而建造的基礎(chǔ)其穩(wěn)定性比較差。
(3)膨脹土:膨脹土指的是在一定情況下,土壤會發(fā)生膨脹的現(xiàn)象。試想以軟膨脹土為主要地基土建造的地基,一旦土壤發(fā)生膨脹的現(xiàn)象,輕則地基出現(xiàn)裂縫,重則整個地基都會土崩瓦解。因此以膨脹土為主要地基而建造的基礎(chǔ)存在著安全隱患。
(4)濕陷性黃土:濕陷性黃土指的是土壤具有遇水會發(fā)生沉陷的性質(zhì),且承載能力在遇水前遇水后相差顯著,這就使得以濕陷性黃土為主要地基而建造的基礎(chǔ)在穩(wěn)定性和持久性上有所不如人意,無法保證地基性能的穩(wěn)定。
(5)雜壤土 :雜壤土指的是土壤的成分比較繁雜,各種類型的土壤混雜在其中,由于彼此之間的性質(zhì)大不一樣,結(jié)構(gòu)松散,因此以雜壤土為主要地基而建造的地基就顯得比較脆弱,工程的安全得不到保障。
3.不良地基的主要處理方式
鑒于各種不良地基土的主要特點(diǎn),其地基處理方式也不盡相同。下面就簡要對各種地基處理方法逐一介紹。
(1)置換法:置換法主要有換填法和夯擠置換法,前者是先挖出地面表層的不良地基土,為改變地基的承受能力,而回填一些具有良好壓密特性且質(zhì)量較高的土,分層夯實,從而增強(qiáng)它的穩(wěn)定能力;后者主要是利用了重力擠壓的原理,即首先準(zhǔn)備好裝有碎石或砂的管,然后用夯錘使勁向下敲打,在管子下沉的過程中,土體會向管道兩邊擠開,這樣不僅能夠慢慢消散土體超靜孔隙水壓力,還能相應(yīng)提高土體強(qiáng)度。
(2)預(yù)壓法:預(yù)壓法主要分為堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法、降水法以及電滲法。堆載預(yù)壓法是指用一些較重的土料或建筑材料提前堆放在地基之上,給予地基一定的壓力,當(dāng)?shù)鼗某休d力得到提高之后就移除堆放的重物;真空預(yù)壓法的原理同前者一樣,只是改用了真空泵對提前鋪設(shè)好的砂墊層抽氣,使地基形成一種負(fù)壓的狀態(tài);降水法就是通過降低地下水位來增加地面覆蓋土層的重力,對地基形成一定的預(yù)壓;電滲法則是利用電流的作用,通過對插入地基中的金屬電極輸入直流電,而位于土中的水又將陽極流向負(fù)極產(chǎn)生電滲,達(dá)到降低水位的目的,增強(qiáng)地基的固結(jié)強(qiáng)度。
(3)機(jī)械壓實法:主要是指通過不同的機(jī)械工具對地面施加壓力,如利用壓路機(jī)、推土機(jī)、振動壓實機(jī)等,對不同深度法土層分別進(jìn)行碾壓或振實,對那些松散型的砂性雜土和稍濕的粘性土等較為實用。
(4)強(qiáng)夯法:強(qiáng)夯法主要適用于松軟土地基,如孔隙較大的松散土、砂土、雜填土等等。在強(qiáng)夯之前,要確定夯擊的間歇時間、夯點(diǎn)距離以及強(qiáng)夯范圍,對于那些非軟土地基較為適用,一般對于軟土地基則應(yīng)采用加固處理或強(qiáng)夯置換法處理。
(5)擠密法:擠密法跟夯擠置換法有些相似,它主要是運(yùn)用特殊的機(jī)器對土體產(chǎn)生重復(fù)的振動和擠壓,通過轉(zhuǎn)移土粒的高低位置來改變土體的松密程度,進(jìn)而達(dá)到增強(qiáng)地基的強(qiáng)度。其程序一般為先確定施工場地,將振沖器對準(zhǔn)地基樁位打孔,直到孔內(nèi)泥土變成泥漿,然后再將一些質(zhì)量較好的地質(zhì)材料填充進(jìn)去,重復(fù)操作,最后形成一系列的地基樁位振動施工,經(jīng)過碾壓或強(qiáng)夯的方式加強(qiáng)強(qiáng)度,形成固結(jié)緊密的復(fù)合地基。
(6)拌和法:拌和法主要分為高壓噴射注漿法和深層攪拌法,前者通過高強(qiáng)度的壓力把水泥漿液噴出管路,待其凝固之后形成切割土體的樁柱,與原有地基一起形成復(fù)合地基;后者主要是將具有特殊材質(zhì)的固化劑輸入土層中,強(qiáng)制攪拌之后會產(chǎn)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng),形成水泥土的樁體,起到加固地基強(qiáng)度的作用。
(7)加筋法:加筋法所使用的材料主要有加筋土、土釘和土工合成材料等,其中加筋土主要被用來埋藏在土層深處,運(yùn)用物理學(xué)中增大表面摩擦力的原理來增加強(qiáng)固性;土釘多數(shù)是被直接打入土層,并與較粗的鋼筋結(jié)合使用,利用接觸面的摩擦力,以及與水平地面形成的一定角度而產(chǎn)生的穩(wěn)定性,對地基進(jìn)行整體加固。
(8)灌漿法:灌漿法被廣泛應(yīng)用于水利、建筑以及橋梁建設(shè)中,它是利用電化學(xué)的原理,把石灰漿、水泥漿以及各種化學(xué)漿材,通過電力器械輸入地基中的孔隙部位,凝固之后就會形成地基樁而加固土層強(qiáng)度。
4.選擇合適的地基處理方式
不良地基的處理方式較多,但并不意味著任何一種地基處理方式可以適用于所有的情況,因此在確定地基處理方式時,宜選取不同的多種方法進(jìn)行比選,做到“因地制宜”。 從地基承載力的計算公式f=fk+ηbγ(b-3)+ηdγο(d-0.5)fk中,可以看出地基選擇時主要與公式中的各種變量有關(guān),如墊層底面處軟弱土層的承載力標(biāo)準(zhǔn)值、基礎(chǔ)寬度、埋深的承載力修正系數(shù)、基礎(chǔ)埋置深度、基底下底重度以及基底上底平均重度等因素。
(1)要考慮到土性的特殊性對處理方式的影響,即注意墊層底面處軟弱土層的承載力。如果該土層因過于軟弱而不能滿足地基強(qiáng)度和變形等要求,則必須提前進(jìn)行人工加固處理,如土層為欠固結(jié)土、膨脹土、濕陷性黃土等,在設(shè)計處理方案時就要綜合考慮土體的特殊性質(zhì),選用適當(dāng)?shù)牡鼗幚矸绞健?/p>
(2)要考慮到基礎(chǔ)寬度和基礎(chǔ)埋置深度的影響,如對于范圍較大和基礎(chǔ)較寬的土層,在使用機(jī)械壓實法時就應(yīng)當(dāng)注意機(jī)械的數(shù)量和重量;如對于較厚的土層,在使用預(yù)壓法時就要將插入地基中的管道或金屬電極更深,以便更好達(dá)到加固的效果。
(3)要考慮到基底下底重度以及基底上底平均重度等因素,也就是說選擇地基處理方式時應(yīng)考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和下部地基的共同作用,按照建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計等級,同時加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度,以增加建筑物對地基不均勻變形的適應(yīng)能力。
(4)考慮到地基處理的機(jī)械材料條件、工程費(fèi)用和工期要求等因素,不同地區(qū)的交通運(yùn)輸工具不一樣,且地基情況也不相同,為了能夠減少不必要的運(yùn)費(fèi)支出,最大限度利用當(dāng)?shù)夭牧?,從而在?guī)定的時間內(nèi)選擇合適的處理方式,完成加固地基強(qiáng)度的任務(wù)。
5.結(jié)語
通過以上的分析,可見學(xué)會選擇合理的地基處理方式的復(fù)雜性和重要性。在工程建筑過程中,應(yīng)當(dāng)根據(jù)各種不良地基土的特征,因地制宜,將多種地基處理方式綜合運(yùn)用起來,取長補(bǔ)短,以便能夠處理更多的地基狀況。無論我們選擇何種處理方式,其最后目的都是要加強(qiáng)地基強(qiáng)度,增強(qiáng)地基承載能力,為工程建筑保駕護(hù)航。
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