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地基常見的處理方法
2020-07-15 09:19:28
概要:
摘 要:建筑物的荷載通過基礎傳給支撐建筑物的地層——地基,由于上部結構材料強度很高,而地基土強度很低,壓縮性較大,這樣會使地基很容易產生應力和變形。因此為保證建筑物的安全和使用性能,需對地基進行有效的處理與加固,提高地基的承載力,使其既滿足使用要求,同時還要考慮節約成本。
關鍵詞:地基;軟弱;加固
1、概述
地基處理就是按照上部結構對地基的要求,對地基(軟弱地基)進行必要的加固或改良,提高地基土的承載力,保證地基穩定,減少房屋的沉降或不均勻沉降,消除濕陷性黃土的濕陷性,提高抗液化能力。
軟弱地基是由淤泥、淤泥質土、雜填土、沖填土或者其它高壓縮性土層形成的地基,這些地基基本上很少受到地質變動或者地形的影響,也從沒有受到過地震、荷載等物理作用的影響,更沒有受到土顆粒間化學作用的影響。軟弱地基是一種不良的地基,其穩定性非常的差、強度較低、壓縮性較高、容易出現液化,沉降量也很大。
2、軟弱地基的處理方法
軟弱地基處理的方法主要包括:換填地基法、預壓法、擠密法、深層攪拌法、高壓噴射注漿法、灌漿法、強夯法等。
2.1 換填地基法
換填地基法又稱換土墊層法。當建筑物基礎下的持力層比較軟弱,不能滿足上部荷載對地基的要求時,常采用換填地基法來處理軟弱地基。該方法是用物理力學性質較好的巖土材料置換天然地基中的部分或全部軟土層,并分層夯實成低壓縮性的地基持力層,提高持力層的承載力,改善土的壓縮性,減小地基變形。當軟弱土較薄時,可全部挖去;當軟弱土較厚時,可部分挖去。換填材料可用中粗砂,級配良好的砂石、灰土、素土、石屑或礦渣等。換填地基按其回填的材料可分為灰土地基、砂和砂石地基、粉煤灰地基等。
2.1.1灰土地基
灰土地基是將基礎底面下要求范圍內的軟弱土層挖去,用一定比例的石灰與土,在最佳含水量情況下,充分拌和,分層回填夯實或壓實而成。適用于加固深1~4m厚的軟弱土、濕陷性黃土、雜填土等,還可用作結構的輔助防滲層。
2.1.2砂和砂石地基
砂和砂石地基系采用砂或砂礫石(碎石)混合物,經分層夯(壓)實,作為地基的持力層,提高基礎下部地基強度,并通過墊層的壓力擴散作用,降低地基的壓應力,減少變形量;同時,墊層可起排水作用,地基土中孔隙水可通過墊層快速地排出,能加速下部土層的沉降和固結。適于處理3m以內的軟弱、透水性強的黏性土地基,包括淤泥、淤泥質土;不宜用于加固濕陷性黃土地基及滲透系數小的黏性土地基。
2.1.3粉煤灰地基
粉煤灰是火力發電廠的工業廢料,有良好的物理力學性能,用它作為處理軟弱土層的換填材料,已在許多地區得到應用。可用于各種軟弱土層換填地基的處理,以及作大面積地坪的墊層等。
2.2 預壓法
預壓法有兩種方法,一種是堆載預壓法,另外一種是砂井預壓法。堆載預壓法利用外載作用,提高軟土的排水固結,增強它的抗剪強度和能力。由于預壓目的不同,需要采用不同的預壓方式。如果利用預先荷載加壓,能夠減少建筑物的沉降量;如果利用建筑物本身的荷載分級加荷進行預壓,能夠增加地基強度和提高地基的承載能力。砂井預壓法是在軟土層中按一定距離設置砂井來改變軟土層的排水邊界條件,排水條件的提高有利于加速軟土的固結,有利于減少預壓的時間。預壓法適用于處理淤泥、淤泥質土、沖填土等飽和黏性土地基。
2.3 擠密法
擠密法有砂石樁法、土樁擠密法和灰土樁擠密法。砂石樁法適用于擠密松散砂土、素填土、雜填土等地基,提高地基的承載力和降低壓縮性,也可用于處理可液化地基。對飽和黏土地基上變形控制不嚴的工程也可采用砂石樁置換處理,使砂石樁與軟黏土構成復合地基,加速軟土的排水固結,提高地基承載力。土樁擠密法和灰土樁擠密法以提高地基的承載力或水穩性為主要目的,適用于地下水位以上的濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基,若地基土的含水率ω>23%及飽和度Sr>0.65時,難以擠密,不宜選用此法。
2.4 深層攪拌法
深層攪拌法通過水泥、石灰等建筑材料的固化劑,運用深層攪拌機械對各種材料進行攪拌,使得固化物和軟土攪拌均勻,從而產生一系列的物理或者化學反應,這樣就能夠使得軟土強度大大高于天然強度,其壓縮性、滲水性比天然軟土大大降低。該方法適合于各種成因的軟土層,尤其是對于厚度較大的飽和軟黏土。
2.5 高壓噴射注漿法
高壓噴射注漿法是使用較大的壓力,把水泥漿液從管路中噴射而出,該方法能夠通過切割破壞土體,并能和土拌和均勻,并產生部分的置換作用,通過自然凝固后成為拌和樁體,并與地基形成良好的復合地基。
2.6 灌漿法
灌漿法通過運用鉆機成孔,根據需要灌漿的合適的深度,把注漿管慢慢放入孔中,并使得鉆孔的周圍和頂部用東西封死,然后開始啟動壓力泵,往孔隙和巖石的間隙中注入攪拌均勻的水泥漿。
2.7 強夯法
強夯法通過較大的壓力和沖力對地基產生很大的作用,從而使得地基得到加固,使得土的壓縮性進一步縮小,增大了地基的強度,使得地基的抗液化能力得到加強,大大降低和消除黃土的濕陷性。同時,該方法有利于土層均勻,預防以后出現差異沉降。
3、工程應用
3.1 方法選擇
在工程建設中,在對軟弱地基作局部處理時,要首先查明局部地基異常的原因和范圍,然后根據軟弱地基的實際情況,采用軟弱地基處理方法,使得建筑物的各個部位的沉降量趨于一致,從而減少地基的不均勻沉降。同時要結合施工現場實際情況加以處理,不可千篇一律,也不可照本宣科,做到既要滿足設計要求,還要考慮到工程的施工費用。
3.2 工程實踐
筆者在實際施工中遇到一工程,某地下污水處理系統工程基礎施工時,當基坑開挖至-6.5m深度時,因地下排水管線的突然開裂,造成基坑內大量積水,積水深度達1m,而地基土質為亞黏土,遇水后形成了淤泥質土。進過釬探,地基土變成軟弱層,厚度為1.1m,考慮到施工現場作業面積小,與原有建筑物僅相隔1.5m,機械設備無法施工,采用換填方法和壓實方法均不可行。后借鑒南方沿海地區較常見的木樁加固,單根Φ100木樁承載力可達1t,采用Φ100的木樁@400~500,用重錘打入土中1.6 m,木樁上再鋪設撼砂找平層200厚,裙樁承載力滿足設計要求,且施工簡單,費用較低,取得良好的效果。
4、總結
通過對軟弱地基的處理,改良各種不良和軟弱地基,使其滿足各種建筑物和構筑物的需要。在軟弱地基處理的時候,要結合擬建區域內地基土的組成及力學性質等實際情況,采用不同的地基處理方法,保證工程建設的質量,取得良好的經濟效益和社會效益。
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