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关于采用桩基础处理软弱地基的研究

2015-07-14 167 0

在我国建设建筑工程的过程中，软弱地基对工程建设有很大的影响，期间我们需要处理地基中的软弱地基。近年来，我国的建筑工程项目不断增多，处理好软弱地基也变得越来越重要。处理软弱地基程度的好坏，与工程建设的速度和工程建设的质量都有很大的关系。所以软弱地基处理方法的有效性将对建筑工程有很大的意义和价值。如何弱化软弱地基对工程建设的影响，进而提高工程质量，获得更大的经济效益和社会效益，成为建筑行业工作者需要思考的问题。
　　桩基础是一种能很好地适应各种工程地质条件的基础类型，对于现代社会越来越复杂的建筑结构对地基处理要求高的情况，采用桩基础处理的工程就越来越多。桩基础有很多不同的类型，如何拟定合理的地基处理方案，对工程质量的保证，工程造价的降低和工程建设周期的缩短都有很大的意义。
　　一、软弱地基形成的原因
　　软弱地基主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。这种地基天然含水量大，承载力比较低低，在荷载作用下易产生滑动或固结沉降。很少受到地质变动或者地形基本很少能影响到软弱地基，地震、荷载等物理作用也不会影响到它。也从没有受到过的影响，土颗粒间化学作用更不会影响到它。软弱地基是一种不良地基，它的稳定性很差、强度较低、压缩性较高、容易出现液化，很容易出现沉降。所以在建设建筑工程的过程中，要切实考虑地基的稳定和变形问题。尤其是在软弱地基上建设的工程，由于软弱地基的特点经常不能满足工程质量的要求，因此需要采取一定的措施处理软弱地基来提高地基的稳定性，减少地基不均匀沉降对工程的影响。
　　二、桩基设计的内容和要点
　　目前桩基的形式很多，下面简单介绍几种常用的桩基。
　　（一）高压旋喷桩
　　对于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、沙土、湿陷性黄土、人工填土及碎石土等地基的加固适合采用高压旋喷桩。高压旋喷桩，是以高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合，形成连续搭接的水泥加固体。此方法的施工占地少、振动小、噪音低，但是成本比较高，并且会造成环境污染。对于特殊的土质（不能使喷出浆液凝固的土质）不宜采用此办法。
　　（二）干冲碎石桩
　　砂性土、粘性土等土层的地基处理适合使用干冲碎石桩。干冲碎石桩，是先使用取土器取土凿孔后，用不同级配的砂卵石回填孔洞，然后利用夯锤自由落体的冲击能和所产生的冲击波反复夯击砂卵石，使部分砂卵石挤入土层中。这种处理地基的方法有挤密、置换、排水和垫层等作用，该方法工期短、成本低，实用性比较强。
　　（三）灰土桩
　　对于填士、粘性土及粉土的地基处理，可采用灰土桩方法，又名灰土桩。该方法因为其桩体材料及施工方法的限制，有一定的局限性和适用范围。灰土挤密桩是利用机械振动挤孔后，填入一定比例的灰土振实形成的。成孔时，强制侧向挤压桩孔位置原有的土体，提高桩周围一定区域内的土层密实度，桩孔间的相互作用增强了相邻桩孔挤密区交界处挤密效果，让桩间土密度均匀并进一步提高，达到挤密地基效果，地基承载力得到提高。若追求价格便宜、施工方便、有效缩短工期，灰土桩处理软弱地基无疑是一种行之有效的处理方法。
　　二、桩基设计
　　桩基础的设计要考虑水平承载力、垂直承载力、沉降及水平位移等问题。在非液化地基中，地基土的侧向约束能力比较强，一般工程中，都是垂直承载力及沉降控制基础的稳定，所以，决定桩基础工程的成败的关键是合适的桩基持力层的选择。选择桩基础的深度时，应该以变形控制为中心来选定。通常要求桩尖穿过岩石风化层，进入微风化层或新鲜岩层，或者坚硬土层〔砂、砾石）等。对于摩擦桩，持力层最好选择压缩性较低的土层，需要根据相关资料来估计单个桩基的承载力，并通过试桩试验来验证。试验得来的单桩的承载力往往低于复合桩基的极限承载力。设计时要充分考虑该因素。
　　在存在液化现象的土层的地基设计中，要控制桩基工程的总费用，设计方案要进行对比，取最优方案进行施工，达到最终降低工程造价的目的。
　　三、设计的注意事项
　　软土基础的桩基础相对于其他环境的桩基础，比较突出的现象是它的设计与实施的偏差比较大。也就是说，竣工后的桩基础可能与设计文件有不同程度的差别，桩的受荷载情况也与原设计的假设条件有一定的出入，这种现象对于软土地基这是必然的，该现象弊大于利。因此，必须将该现象纳入设计范畴，进行后期工程的预防和控制。
　　工程试桩工作在设计到实施的过程中也很重要，试桩结果对桩基础的设计有一定的指导作用。工程试桩工作一般包括静力试桩、动力试桩及桩的动刚度试验等。在工程施工中以静力试桩为主。由于试桩的加荷载设备的限制，不易达到桩的的极限承载力。这样的试桩结果将大大削弱对桩基础设计的指导作用。因此在桩基础设计过程中需要参考桩基础的相关资料。更好的达到设计及施工要求。近年来，勘探及试桩技术进步和发展迅速，设计中应充分利用静力触探成果，并将试桩与验桩结合，尽可能掌握工程桩的真实全面的质带情况。
　　施工作业之前要对可能出现的不良环境的进行全面考虑，要在尽力不增加造价的前提下，进行提前施工工作，例如挖掘防震沟、局部地段改用排土微量的桩等作业。
　　四、建筑设计处理措施
　　在处理软弱地基的时候，要有效设计建筑工程以达到减少建筑物的不均匀沉降的目的。有效保证工程的质量，节约工程造价成本。在达到建筑物使用要求的前提下，尽量简单化建筑物的设计。根据建筑物的实际情况，将复杂的建筑物划分成简单的较好的单元；将差异性较大的建筑物的距离拉开一定的距离；可以采用自由沉降连接连接拉开距离的两个单元，或者采用其它措施来处理软弱地基。对于需要增加建筑物对地基不均匀变形的调整能力的，可以通过增强建筑物刚度和强度来达到。在开挖基槽时，在发现有淤泥或淤泥质土时，不能破坏基槽的原结构。在建筑施工过程中，根据施工的实际情况，先建设建筑物的主体结构部分，通过对主体结构的调整来降低建筑物的不均匀沉降。
　　五、总结
　　通过采用桩基础的措施处理软弱地基，改善不良地基对建筑物的影响，满足各种大型和高层建筑的使用要求。在处理软弱地基的时候，要结合拟建区域内地基土的实际地质情况，采用不同的地基处理方法，保证工程建设的质量，降低工程造价。
　　参考文献：
　　[1]黄绍铭，高大钊.软土地基与地下工程[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.
　　[2]余卫京.高压旋喷注浆法在厂房地铸加固工程中的应用[M].焦作工学院学报，2000.
　　[3]顾晓鲁，钱鸿给，刘惠珊等.地基与基础[M].北京.中国建筑工业出版社，2003.
　　[4]芮根东，伍德华.干冲碎石桩法在地基处理中的应用[M].工程勘察，2004.
　　[5]杨峰，谭龙.软弱地基处理方法的运用[J].工程建设与档案，2003.

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