摘要:随着经济的不断发展,城市建设源源不断的进行,土木工程施工发展也是越来越迅速,这就决定了建设工程施工竞争越来越大,而土木工程施工中地基建设重中之重,地基处理的好坏直接关系着整个工程的质量和安全。在土木工程施工中,对地基处理的方法较多,选择处理方法要根据工程的实际情况,选择适用的方法,从而保证地基的安全。本文主要对当前建筑工程中地基处理的基本方法进行分析介绍。
关键词:土木工程;地基;处理方法
一、地基处理方法的选择原则
地基处理方法的选择,应坚持因地制宜的原则,针对不同地基的实际情况,采取相应的处理措施。当地基为膨胀土地基、湿性地基可用置换垫层法;松散软土可采用压密法;对于软土较厚,且埋藏较深宜采用预压法、强夯法及复合地基法;持力层不均匀地基可用夯实法调整地基均匀性;对于深厚淤泥质土,可采用排水预压、真空预压及水泥深层搅拌法。在选择处理方法时须考虑对环境的影响,合理的地基处理方法原则上一定要是技术上可靠的、经济上合理的,又能满足施工进度的要求。通过比较分析可以采用一种地基处理方法,也可采用两种或两种以上的地基处理方法组成的综合处理方案。在确定地基处理方法时,还要注意环境保护、节约能源,避免因为处理地基对地表水和地下水产生污染,振动噪音对周围环境产生不良影响等。例如,强夯法施工应选择白天人们上班时间,避免夜间作业;注浆法及石灰桩法在管体中让化学浆与土充分混合凝固,拔除管体可避免对周围土的污染。
二、常用的地基处理技术
1.软土地基处理的控制措施
软土地基的承载力或因变形满足不了建筑物上部结构及承载力设计要求,就要将基础地面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除,然后分层换填强度较大的砂或其它性能稳定、无侵蚀性的材料,通常采用中砂、粗砂或砾石作为垫层材料,含泥量不超过3%~5%颗粒的不匀系数不大于5,施工时,可采用振动、水撼或碾压等方法使之密实,达到要求的密度为止。置换后的土层称垫层。垫层设计主要是选定垫层材料、确定垫层的宽度与厚度。垫层厚度应大于1/4基底宽度。垫层宽度应能防止垫层材料侧向挤出,通常按应力扩散角设计,并超出基础底面边缘一定距离。同时应验算下卧层的容许承载力。垫层按不同作用可采用砂、碎石、砾石、石屑、炉渣、素土或灰土。砂石类垫层用于处理厚度较薄的软土、冻土、杂填土或软硬不均的地基。这种垫层可减小地基的变形和提高承载力,并具有排水固结,加速建筑物的沉降和防止地基土冻胀等作用。垫层的工程质量一般采用干容重测定或贯入法进行检验。在建筑物范围内设置整片土(或灰土)垫层时还兼有良好的隔水作用。施工时,土料要在最佳含水量下压实或夯实,并以干容重和压实系数控制质量。
2.地基加固处理技术
2.1强夯法
是一种快速加固软基的方法,它是将一般为100~400kN的锤从一般为6~40m的高处自由落下,通过冲击荷载夯实软弱土层,进而达到提高地基土强度、降低土层的压缩性以及地基加固的目的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆强夯对于以泥炭为主的软土层有明显的作用,还可以与较疏的砂并配合使用,尽量采用较大直径的砂井井径,这样可以提高压密排水效应。由于软粘土采用强夯法,孔隙压力消散需要的时间比较长,先后夯击的间歇时间一般需要3~ 5个星期,所以在工期施工组织工作上,需要对时间做好安排。在软土地基加固中,因为复合加固强夯法加固效果比较好,所以一般采用复合加固强夯法加固效果的比较多。
2.2 灌浆法
灌浆法就是利用气压、液压或电的化学原理,将某些能固化的浆液注入各种介质的裂缝或孔隙,从而达到改善地基的物理力学性质的目的。通过在土中钻孔灌入极浓的桨液,然后在注浆点将土体压密而形成浆泡。当浆泡的直径较小时,灌浆压力一般都是沿钻孔径向扩展。随着浆泡尺寸的增大,就会出现较大的上抬力使得地面拾动,适当地使用灌浆压力而形成的上抬力,可以使下沉的建筑物回升到原来的范围。压密灌浆可以在较软弱的土体中取得较好的效果,也可以在有适宜的排水条件的粘土地基中使用。当由于排水不畅而在土体中出现高孔隙水压力时,一定要采用较低的注浆速率。高压喷射注浆是灌浆法中最常用于加固软土地基的一种方法,高压喷射注浆主要适用于如残积层、淤泥和人工填土等松散、软弱土层,在N<15 的砂类土、N<10 的粘性土、粉土和黄土中使用可以达到较好的效果。高压喷射注浆是指通过钻机将带有喷嘴的注浆管钻进到土层的预定位置后,用高压设备使浆液或水变成20MPa 左右的高压流从喷嘴中喷射出来,从而冲击破坏土体。当喷射流的动压大于土体结构强度的时候,土粒就会从土体脱落,一些较小的土粒会随着浆液而冒出水面,其他一些土粒在喷射流的冲击力、离心力以及重力等作用下,和浆液搅拌混合,按照一定的浆土比例和质量大小进行重新排列组合。等到浆液凝固后,在土中形成一个固结体,如果喷射流移动方向是旋喷形式时,喷嘴一边喷射一边旋转和提升,最终形成固结体呈圆柱状,可加固工程地基,提高地基的抗剪强度,使其在承受上部结构荷载的作用下,避免出现过大的变形。
3.地基排水处理技术
排水固结法的主要目的就是通过在软土地基表面施加不小于设计使用最大载重的预压荷载,使图中的水从图的缝隙中流出来,从而使图的强度提高。经过整个施工期的预压,软土地基中孔隙体积减少,会使地基完成大部分的沉降,土的有效应力增强,地基强度逐步增加。但是随着预压的结束,卸去了原先的预压荷载,地基就会出现一定程度的回弹。但是,当工程交付使用时,软土地基所能承受使用的荷载再次沉降。排水固结法的主要功效就是控制地基的沉降,通常与沙砾垫层法一起使用。当然这种方法的运用会由于预压时间过长导致工程的工期加长。
4.地基压实处理技术
当前,在房屋建造项目的工作作业进程里,比较常用的压实地基施工方式可以分成强压、重锤两类技术。针对地下水位高于80厘米,饱满度在60往下的粘湿性黄土、较湿的砂土和粘质土等劣质地基的施工,能够采取强夯工作作业技术,其关键是运用巨型的起重器械,依据工程的相关需求和地基土质的特性把夯锤升高到一定的高空中,经过不断地自由降落,连续打击土地表层,用此紧密劣质地基的外层面,达到稳固的成效。强夯地基工作作业技术,乃是当前我们国家地基作业技能里最是常用、节约的一个路径,它关键是应用巨型起重器械,把重量巨大的夯锤升高到空中,经过自由降落程序,直接撞击地基土层,经过高强度的撞击力度,紧密土地内里的缝隙,让地基的部分土地发生液化,并且施工面的周围领域亦会出现缝隙,可把它当作排水道,除却土体内里的空气、缝隙水,进而再一次安排土体,以此达成处理地基的硬度、负载能力。
总结
我国属于跨径纬度范围比较广的国家,气候条件也存在差异性,例如:滑坡,地震,泥石流等严重的地质灾害发生频率也不一样。使得建筑工程施工中的地基具有复杂性、多发性、潜在性、严重性等特点。因此有必要对建筑地基的处理技术进行研究分析。
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论文作者:刘英存
论文发表刊物:《防护工程》2017年第14期
论文发表时间:2017/11/7
标签:地基论文; 预压论文; 方法论文; 土层论文; 土地论文; 浆液论文; 荷载论文; 《防护工程》2017年第14期论文;