复合地基处理技术的研究进展论文_信建军

复合地基处理技术的研究进展论文_信建军

信建军

吉林弘建工程建设监理有限公司 吉林永吉 132100

摘要:在建筑施工中,运用复合地基处理技术,不但可以提高承载力、减少沉降的发生率,还可以节约建设的成本。本文对复合地基进行简要概述,分析出复合地基的基本作用,总结出复合桩地基实践应用技术,希望地基处理更具合理性。

关键词:复合地基;处理技术;发展

引言

现如今,在建筑行业发展过程中,地基技术的应用是非常重要的。随着高层建筑数量增多,对地基技术提出了更高的要求。若是地基技术未达到相关要求,后续的建设工程无法树立进行,建筑的整体质量也会出现极大的问题,甚至会造成巨大的安全隐患。在这样的情况下,就要对地基处理的所有环节进行明确,确定其中要遵循的原则。复合地基技术对建筑行业的意义非同寻常,让地基处理更加合理,同时也能更好避免安全隐患产生。

1复合地基的简要概述

在工程的建设过程中,施工人员有时为了加强普通地基的内部强度,就采取某种手段将普通地基与硬土相置换,或者在天然地基内部加入一些施工材料如钢筋、混凝土等,实现地基强度的增强,这种经过改造的天然地基就可以被称作是复合地基。复合地基与天然地基相比,具有较强的质量与稳定性,对于沉降现象有较强的承载能力。此外,复合地基与天然地基相比,还具有较强的渗透性能。传统的复合地基主要有砂桩、碎石、石灰桩等,正是由于复合地基的出现与应用,才衍生出了相应的复合地基技术。

2复合地基技术发展进程

我国首次进行有关复合地基技术的学术讨论是上个世纪90年代。当时由建筑领域的院士主持,但这次讨论只是理论层面,对当时复合地基的应用进行概括。这次会议正式让有关复合地基的研究普及起来。最初符合地基主要是以碎石桩为主,随着搅拌法不断更新,关于水泥土桩方面的研究成为重点,相关学者有关复合地基的思路被打开,从柔性到刚性,复合地基技术水准不断提升。

3复合地基的基本作用

3.1提高地基抗剪能力和抗滑稳定性

复合地基具有加筋作用,可提高加固后地基土的抗剪能力,增加地基抵抗水平荷载和抗滑稳定性。碎石桩等散体桩、搅拌桩等柔性桩和CFG桩等刚性桩常用于高速公路路基或路堤的加固,以提高路基的稳定性;高压旋喷桩和水泥搅拌桩目前还广泛地应用于边坡治理和基坑工程中。

3.2提高地基承载力,减少沉降

散体桩的承载力和变形模量与桩周土体的约束能力密切相关。当地基土不排水强度小于20kPa时,通常认为不宜采用散体桩复合地基;当土的不排水强度大于20kPa时,散体桩复合地基的桩土应力比一般为2~3,加固后复合地基承载力可达天然地基的1.2~2.0倍;复合地基的变形模量为原地基的1.5~3.0倍。柔性桩和刚性桩的承载力与变形模量受桩周土体的影响较小。土桩、灰土桩复合地基的桩土应力比一般为1.5~3.0,复合地基的承载力约为天然地基的1.5~2.0;采用石灰桩加固的地基承载力最大可达天然地基承载力的2.0~3.0倍,复合地基的变形模量为原来的2.5~4.0倍;水泥土搅拌桩的桩土应力比一般为15~20,复合地基承载力可达天然地基的1.5~3.0倍。CFG桩和素混凝土桩复合地基的桩土应力比可达30以上,CFG桩复合地基承载力与天然地基承载力之比为2.0~4.0,复合地基的变形模量为天然地基的1.5~5.0倍。

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4复合桩地基实践应用技术

4.1刚性复合桩地基技术

刚性复合桩地基技术主要分为四种。第一种是横截面异形,主要是用页数的异形横截面代替传统的圆形,让地基的稳定性得到提升,同时也是节约地基成本。第二种是纵截面异形,利用螺钉等材料形成。这种技术主要是提升混凝土的支撑力。第三种是组合式,利益水泥管进行组合,这种结构的稳定性强,灵活性也很多,成本也比较低。第四种是巩固碎石桩,向碎石桩中注入水泥,场地限制比较小,而且地基的承载力会很大。

4.2散体材料桩复合地基

散体材料桩的承载力取决于桩周土的侧向约束力和桩体材料的内摩擦角。根据试验,分析散体材料桩复合地基的承载机理,并借助圆孔扩张理论推导了复合地基的应力应变计算公式,提出了散体材料桩复合地基面积比承载力计算方法。

4.3柔性复合桩地基技术

柔性复合桩地基技术,在实际施工中常用的桩体有加筋碎石、双向水泥土搅拌等种类。这些技术主要是对传统的桩型进行特殊处理,例如加筋碎石桩就是对传统碎石桩进行特殊处理。柔性复合桩技术最大的优点就是价格效果好,缺点就是对桩身的破坏性比较强。相对来说,柔性复合桩地基技术能够将施工的效率尽可能提升,也能够提升地基的质量。

5复合地基技术在土木工程中的主要应用

加固类型的复合地基技术主要包括了置换技术、振密技术、排水固结技术、冷处理技术、热处理技术、固化物灌注技术等。相关人员可以利用相关的技术对地基内部的物理属性进行合理改良,这样既不会影响地基的自身承载系数,也能避免改变地基原有的荷载力。与此同时,施工人员还可以对土木工程建设中的地基进行整体替换或部分替换,利用坚实度更高的物质来代替原有地基,以此增强地基的自身强度。复合地基的相关技术主要有以下几种:喷射注浆、石桩置换、挤密砂石桩、振冲置换等。需要注意的是,这些技术方法有不同的特点,利弊也都不尽相同,施工人员可以根据土木工程建设的实际情况加以选择,争取在应用效果较好的同时实现成本最优控制。在选用相关的技术方法之前,施工人员应对天然地基的承载能力进行严格的分析与考量,若是天然地基可以很好地承载土木工程中的较大压力,那么施工人员就无需选择复合地基技术,仅需对天然地基进行人工加强。若是天然地基无法满足土木工程建设的相关要求,施工人员就可以选用相应的复合地基技术。

基础类型的地基主要可以分为桩基础、浅基础与复合地基,施工人员可以根据这几种不同类型的基础地基,选用较为合适的技术。其中,桩基础主要指的就是外部压力及荷载力等会先传递给土木工程中所使用的桩,再经由桩传递给地基;浅基础则是外部的荷载力等无需经过其它介质,可以直接传到地基位置;复合地基,主要是将桩基础与浅基础的传力方式加以结合,将一部分外部作用力直接传递给地基,而另一部分作用力则会通过土木工程中的桩继续向地基以下部分传递。需要注意的是,复合地基技术目前还处于不断的发展与更新中,相关人员应当时刻把握其具体的变化情况,实现该技术的合理应用。

5发展趋势和建议

(1)对复合地基内荷载传递机理、基础刚度、桩土相对刚度、置换率、加固深度、荷载水平等的影响规律以及沉降计算方法进行深入研究,进一步发展和完善复合地基的计算理论和设计方法,以有效提高复合地基的承载力、沉降计算水平和精度。

(2)随着复合地基在大量工程中的应用,相应施工机械设备的研发和提升就显得迫在眉睫,同时研发能够利用废料的新型技术和施工设备,以达到提高质量、降低成本和改善环境的目的。

(3)为了有效控制施工质量,应加强复合地基检测方法的研究和检测设备的研发,提高检测精度,对各种复合地基建立相应的一套质量检测方法和标准。

结语

通过以上综述我们知道,复合地基处理技术的应用,在扩建工程中起到了基础性的保障作用,为后续的各项工作打下坚实的基础。因此我们更需要对这项技术进行深入的研究,以不断提升建筑工程的施工质量。

参考文献:

[1]周龙龙.土木工程中的地基处理与复合地基技术的应用[J].城市建设理论研究:电子版,2015(8):312.

[2]周龙龙.土木工程中的地基处理与复合地基技术的应用[J].城市建设理论研究:电子版,2015(8):312.

[3]肖康.CFG桩复合地基的技术特点[J].知识经济,2012(18):112-113.

论文作者:信建军

论文发表刊物:《建筑科技》2017年第23期

论文发表时间:2018/2/26

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