地基处理技术和方法探究

2015-09-11 97 0

   【摘要】地基处理是建筑工程行业中非常重要的环节,尤其是随着我国经济社会的快速发展,建筑工程行业也有了跨越式的发展。在不同地域的建筑工程施工过程中,地基处理也因施工环境的差别采用不同的技术,尤其是在不同种类的软土地区,对地基处理也有着不同的要求。本文通过对地基处理的原理分析,探究当前建筑工程领域的地基处理新技术和方法。
 
  引言
 
  地基处理在建筑工程领域有着重要的意义,为了满足建筑物的结构需求,地基应该具有结构牢固,支撑力强等特点。在自然条件比较差的地方,软土结构增加了地基处理的难度,需要采取比较先进的地基处理技术才能满足建筑施工的要求。地基处理技术能够对天然的地质条件的不足进行弥补,地基强度也得到增强。有效的地基处理技术和方法能偶避免建筑物的整体沉降。建造地基的要求是从强度、形变量以及地基稳定性等几个方面考虑的,这也是地基处理技术和方法研究中需要重点探索的问题[1]。好的地基处理技术和方法能够有效的遏制建筑物地面的振动液化趋势,还能够适应不同环境下的恶劣的地质条件,比如地面的湿陷性和膨胀性等不良特征。
 
  从我国的工程实际出发,近年来地基处理技术有个蓬勃的发展。成都、武汉等地的研究单位设计出的空心挖孔桩对地基处理有了较大的促进,相较于传统的实心挖孔桩,在保证建筑结构的强度和性能要求前提下还能够节省近一半的混凝土用量,相应的废料处理量就能减少一半[2]。对整个工程应用的有着不可估量的作用,具有非常广阔的应用前景。一些其他学者发明的“钻孔压浆成桩法”,在地基处理技术发展中有着诸多的价值,具有良好的实用价值,并且在工作过程中不受地下水位因素的影响[3],也有着比较好的前景。
 
  1.地基处理的原理分析
 
  地基对于建筑物的安全性、稳定性以及使用寿命都有着重要的作用,地基的主要功能是承载建筑物的负荷。但是在施工过程中,建筑高层的施工材料的强度要大于地基土的强度,这就会造成地基压缩性比较大,从而导致地基产生形变,对建筑的安全造成不可挽回的影响。所以地基处理的主要目的是对建筑物的安全和稳定性进行保证。
 
  从内容上区分,地基处理主要分为基础工程和岩土加固两个层次,针对不同的工程实际,所采取的的地基处理措施也不尽相同,对于安全隐患不严重的工程,不需要改变工程的性质,只需进行基础工程的措施,而对于有些工程则需要改变工程性质,从基础工程和岩石加固两个方面采取措施。从地基的性质上区分可分为天然地基和人工地基,天然地基是指不改变地基工程的性质就能满足建筑工程需求的地基,人工地基则指需要对地基进行加固从而改变工程性质的地基[4]。地基处理在建筑工程中的作用越来越重要,已经成为工程建设过程中的主要制约因素,也是土木工程领域研究的重点和热点之一。大量的工程技术人员对于地基处理设计、施工和验收的理论、方法和技术进行了研究。
 
  2.地基处理技术和方法
 
  地基处理在理论研究和工程实践中都有了比较快速的发展,当前最新发展并且应用广泛的主要包括强夯法、换填垫层法、喷射注浆法、石灰桩法等。将这多种方法进行分类,主要分为以下三大类。
 
  2.1换填垫层法
 
  换填垫层法的主要内容是在地基处理中针对地基中的软土部分进行替换,将软土层全部或者部分挖去,以高强度的材料分层进行填充,比如砂石、灰土以及工业废渣等材料。高强度的材料进行夯实处理后,可以作为地基的持力层。这种方法实用的范围是软土分布较浅或是分布不均匀的情况,其主要目的是有效提升地基的承载能力,可以实现软图层固化,最终改善土质,避免因气温变化对地基造成膨胀或是收缩等不利的情况。
 
  在换填垫层中还可以采用砂垫层,垫层中的砂材料宜采用颗粒比较粗的材料,并且配比适当。砂石的不均匀度不宜过高,其制造方法一般是用卡车或是其他工程机械装备均匀摊铺开,是材料的配比均匀。在换填垫层时需避免集中负载,主要是为了保证地基的排水性能,增加材料的透水性,不会影响地基处理过程中的功能性需求,保证建筑工程施工的顺利进行。
 
  2.2强夯法
 
  强夯法适用的地基的状况是在碎石土、粉土在低饱和度状况下以及黄土和素填图等条件。其主要操作方法是施工人员用起重机将大吨位的夯锤升起之后,利用其自身重力对地基进行反复夯打,夯锤升起的高度一般在6到30米之间,最终达到地基表面强度增强,对地面建筑结构的负载能力增强的目的,改善了地基土质状况,使其压缩性降低。对于不同的土质采取的强夯措施也有所差别,比如对于饱和粘性土质结构适合采用垂直排水和堆载预压等措施相结合。随着目前地基处理技术的进步,强夯法也采取了诸如利用振动波来对地基进行处理的新兴技术。
 
  其中一种比较先进的强夯法技术是孔内深层强夯法,该技术已申请专利。主要的操作步骤是先在地基内凿孔,然后在孔中放入夯锤,在添加材料的同时利用夯锤的产生的振动波对地基实现强夯加固。夯锤采用异形结构,具体夯实过程为使夯锤在孔内是实现从上到下,分不同的层次进行,深层强夯的过程的特点为高动能,高压强。孔内的填充材料实现横向的夯实,在不同的土质中使用的具体深层夯实工艺也不同,桩体的形状根据土质的差别分别为串珠状、托盘状等形状,这种形状上的差别可以有利于桩之间的填充材料的紧密咬合,可以增大地基处理的效果,并且地基最终整体实现比较均匀的分布,对高层建筑的负载能力也有所提高,减少了地基受地下水位以及不同季节因素的影响。同时深层强夯法还能够吸收大量的建筑垃圾,并且能够克服城区及室内人口稠密区等环境因素的制约而增强了其适用范围。
 
  2.3碎石桩法
 
  碎石桩法主要适用的情况是在建筑物的地基的负重能力以及形变能力要求比较高的时候采用的方法,其主要原理是利用碎石桩增加地基的承载能力和材料强度,使土质均匀,地基处理效果好。针对软土结构的情况,碎石桩法主要体现在对材料的置换上,利用配比均匀的碎石桩置换对软土层进行重塑,在经过预压处理之后,地基处理的效果非常良好。碎石桩法也可以适用于可液化的地基处理中。
 
  3.结语
 
  地基处理因其对土木工程的重要作用和技术含量高等特点,受到了多方面的重视。并且地基问题因其和其他诸多问题的联系相互影响的原因,所以不同的土质对于地基处理的要求也不同,需要很强的技术创新才能适应不同工程中出现的问题,从而保证施工质量和进度。在质量上保证地基满足形变量和稳定性的要求。通过对地基处理技术和方法探索,对建筑工程企业的市场竞争力等方面都有着重要的意义。[科]

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