关于不良地基处理方法的探讨

2015-07-16 223 0

   一、地基的定义
 
  地基是指建筑物荷载作用下基底下方产生的变形不可忽略的那部分地层,而基础则是指将建筑物荷载传递给地基的下部结构。作为支承建筑物荷载的地基,必须能防止强度破坏和失稳,同时,必须控制基础的沉降不超过地基的变形允许值。在满足上述要求的前提下,尽量采用相对埋深不大,只须普通的施工程序就可建造起来的基础类型,即称天然地基上的浅基础;地基不能满足上述条件,则应进行地基加固处理,在处理后的地基上建造的基础,称人土地基上的浅基础。当上述地基基础形式均不能满足要求时,则应考虑借助特殊的施工手段相对埋深大的基础形式,即深基础(常用桩基),以求把荷载更多地传到深部的坚实土层中去。
 
  二、常见的不良地基及其特点
 
  (一)软弱土地基:软弱地基的种类很多,按成因一般可分为人工填土类地基;海相、河流相和湖泊相沉积而成的含淤泥质黏土类地基;各种山前冲积、洪积相所形成的夹卵石、漂石的黏土类地基。它们的主要特点是低强度、高压缩性、低渗透性、高灵敏度。
 
  (二)杂填土地基:杂填土是由建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂物组成的填土。主要出现在一些老的居民区和工矿区内,是人们在生活和生产活动中所遗留或堆放的垃圾土。不同类型的垃圾土、不同时间堆放的垃圾土很难用统一的强度指标、压缩指标、渗透性指标加以描述。杂填土的主要特点是无规律堆积、成分复杂、性质各异、厚薄不均。因而同一场地表现为压缩性和强度的明显差异,极易造成不均匀沉降,通常都需要进行地基处理。
 
  (三)湿陷性黄土地基:黄土在自重应力或者在自重应力和附加应力共同作用下遇水湿陷,土的结构迅速破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性黄土,属于特殊土。广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。湿陷性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土,也有的老黄土不具湿陷性。在湿陷性黄土地基上进行工程建设时,必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能造成的危害,选择适宜的地基处理方法,避免或消除地基的湿陷或因少量湿陷所造成的危害。
 
  (四)松散砂土地基:粉砂或细砂地基在静荷载作用下常具有较高的强度。但是当振动荷载(地震、机械振动等)作用时,松散砂土地基则有可能产生液化或大量震陷变形,甚至丧失承载力。这是因为土颗粒松散排列并在外部动力作用下使颗粒的位置产生错位,以达到新的平衡,瞬间产生较高的超静孔隙水压力,有效应力迅速降低。对这种地基进行处理的目的就是使它变得较为密实,消除在动荷载作用下产生液化的可能性。
 
  三、不良地基的处理方法
 
  (一)砂桩
 
  砂桩也称为挤密砂桩或砂桩挤密法。其定义是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后再将砂挤入土中,形成大直径的密实砂柱体的加固地基的方法,砂桩属于散体桩复合地基的一种。砂桩法适用于挤密松散砂土、粉土、黏性土、素填土、杂填土等地基。对饱和黏土地基对变形控制要求不严的工程可采用砂桩置换处理,砂桩还可用于处理可液化的地基,而在用于饱和黏土的处理时,最好是通过现场试验后再确定是否采用。
 
  (二)水泥粉煤灰桩
 
  水泥粉煤灰桩由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成的高黏结强度桩,和桩间土、褥垫层一起组成复合地基,该法的适用范围很广,在砂土、粉土、黏土、淤泥质土、杂填土等地基均有大量成功的实例。独立基础、条形基础及筏基都有应用。对淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。该法具有适用性广、承载力提高幅度大、施工简便、工期短等优点。
 
  (三)强夯法
 
  强夯法是利用起重机械将大吨位夯锤起吊到一定高度后,使夯锤自由落下,使地基土承受强大的冲击力,迫使土体中的水从孔隙中排出,土粒重新排列,压缩性降低,从而提高地基土的承载力。强夯法具有操作简单、施工速度快等优点,被广泛应用于各类工程中,主要适用于处理碎石土、低饱和粉土与黏性土、湿陷性黄土等软弱地基。
 
  (四)换填法
 
  当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部结构荷载对地基的要求时,常采用换土垫层来处理软弱地基。即将基础下一定范围内的土层挖去,然后回填以强度较大的砂、碎石或灰土等,并夯实至密实。换填垫层法是先将基础底面以下一定范围内的软弱土层挖去,然后回填强度较高、压缩性较低、并且没有侵蚀性的材料,如中粗砂、碎石或卵石、灰土、素土、石屑、矿渣等,再分层夯实后作为地基的持力层。其作用在于能提高地基的承载力,并通过垫层的应力扩散作用,减少垫层下天然土层所承受的附加压力,减少基础的沉降量。换填垫层按其回填的材料可分为灰土垫层、砂垫层、碎(砂)石垫层等。
 
  1、砂垫层和砂石垫层。砂垫层和砂石垫层是将基础下面一定厚度的软弱土层挖除,然后用强度较大的砂或碎石等回填,并经分层夯实至密实,作为地基的持力层。该垫层具有施工工艺简单、工期短、造价低等优点。适用于处理透水性强的软弱黏性土地基,但不宜用于湿陷性黄土地基和不透水的熟性土地基的加固,以免引起地基大量下沉,降低其承载力。
 
  2、灰土垫层。灰土垫层是将基础底面下一定范围内的软弱土层挖去,用按一定体积比配合的石灰和黏性土拌和均匀后在最优含水量情况下分层回填夯实或压实而成。灰土垫层适合于地下水位较低,基槽经常处于较干燥状态下的一般黏性土地基的加固。该垫层具有一定的强度、水稳定性和抗渗性,施工工艺简单,取材容易,费用较低,适用于处理1-4m厚的软弱土层、湿陷性黄土、杂填土等,还可用作结构的辅助防渗层。
 
  (五)预压法
 
  预压法适用于处理各类软弱地基,包括天然沉积层或人工冲填的土层,如沼泽土、淤泥、淤泥质土以及水力冲填土等。预压法是在建筑物建造之前,在场地内堆土或其他重物,对地基进行预压,使地基在预压荷载作用下排水固结,在地基强度提高到符合要求后,就卸除荷载,然后按照设计要求修建建筑物,或者利用建筑物本身的荷载分级施加进行预压。根据预压方法,预压法可以分为堆载预压法和真空预压法。堆载预压法分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。当软土层厚度小于4m时,可采用天然地基堆载预压法处理,当软土层厚度超过4m时,应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程,必须在地基内设置排水竖井。堆载预压法处理深度一般达10m左右,真空预压法处理深度可达15m左右。
 
  四、结语
 
  随着时代的发展变迁和技术的革新,地基加固方法不断趋向于完善,因此,在实际的施工过程中,施工人员不但要充分的了解和掌握地基构造的基本原理和施工方法和适应土层范围,也要根据当时当地的实际情况,结合气候环境等因素进行综合考虑,才可以在具体应用中针对情况灵活使用加固方法。
 
  参考文章:
 
  [1]张剑彪,地基处理的方法浅析中国新技术新产品2011(19)
 
  [2]黄孔清,李自勇,建筑软土地基的强夯法加固处理[J]科技传播2011(07)
 
  [3]唐妍,郑兵,浅谈几种浅基础的弱地基处理方法[J]科技致富向导,2009,(6)

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