摘要:本文介绍了地区软弱地基的定义及特点,并结合实例介绍了几种软弱地基的处理措施。
关键词:软弱地基 处理措施 工程实例
随着我国黄蓝两大战略的实施,东营作为黄蓝国家战略实施的核心区域,建筑业得到了蓬勃的发展,大中型建筑日益增多。而本地区作为黄河三角洲的中心地带,是黄河携带大量泥沙在渤海凹陷处沉积形成的冲积平原,软土在该区广泛分布,厚度较大,易发生不良工程地质问题。
一 、软弱地基的定义
工程中常把位于基础以下部位,且承受上部荷载的土体称为地基。
根据我国的《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)中明确规定:“软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基”。 本地区作为黄河三角洲的中心地带,是黄河携带大量泥沙在渤海凹陷处沉积形成的冲积平原,上述土层在该区广泛分布,厚度较大,易发生不良工程地质问题。
二、软土地基的利用及处理的一般原则
对于新建工程,原则上首先应考虑利用天然地基,对于淤泥和淤泥质上利用其上覆较好层作为地基持力层,当上覆土层较薄,应注意避免施工时对淤泥和淤泥质土的扰动:对于冲填、杂填建筑垃圾和性能稳定的工业废料,当均匀性和密实度较好时,均可利用作为地基、持力层;对于有机质含量较多的生活垃圾和对基础有腐蚀性的工业废料等杂填土,未经处理不宜作为地基持力层。
若地基软弱不能满足要求,则需进行处理,根据工程情况及地基土质条件或组成的不同, 一般可从以下几个方面进行考虑:
(1)提高土的抗剪强度,使地基保持稳定;
(2)降低土的压缩性,使地基的沉降和不均匀沉降至允许范围内;
(3)降低土的渗透性或渗流的水力梯度,防止或减少水的渗漏,避免渗流造成地基破坏;
(4)改善土的动力性能,防止地基产生震陷变形或因土的震动液化而丧失稳定性;
(5)消除或减少土的沉陷性或胀缩性引起的地基变形,避免建筑物破坏或影响其正常使用。
三、 软弱地基处理方法
地基处理的方法的分类可有多种多样,其基本方法,无非是置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋、和冷热等处理方法。下面结合本地区情况,介绍几种软弱地基的处理方法:
1换土垫层法
此种方法又可以分为:机械换土法、爆破挤淤法、抛石挤淤法、砂垫层法。
当软弱土地基的承载力或变形满足不了设计要求,而软弱土层的厚度又不是很大时,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,并压实至要求的密度为止,这种地基处理方法称为换土垫层法,简称为换填法。它适用于处理淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基。
换填法的加固机理是:将软弱土层利用人工、.机械或其他方法清除,分层置换强度较高的砂、碎石、素土、灰土以及其他性能稳定和无侵蚀性的材料,并夯实(或振实)至要求的密实度。对软土厚度小于3米的情况,一般可采用全部挖除换填的方法。对厚度大于3米的情况,通常只采取部分挖除换填的方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆全部挖除换填从根本上改善了地基,不留后患,效果最佳,是最为彻底的措施。
某住宅小区,均为四层(局部三层)。场地内基地以下2.5米范围内位淤泥质粘土层,承载力偏低,土层地基不能满足承载力要求,且同时上部建筑的重量分布不均匀,因而需要采取措施,进行地基处理,以提高软弱地基的强度,使其达到承载力要求,保证地基的稳定,减少基础的沉降和不均匀沉降。本工程由于工期紧、建设单位不愿增加地下室,且开槽期间基地软土层大部分均在地下水位以上,最终采取换填法进行地基处理,将淤泥质黏土层全部清除,采用砂石级配或中砂换填,换填施工时分层夯实,压实系数不小于0.94。
2深层密实法
深层密实法主要包括强夯法和挤密法。本地区主要采用强夯法。
强夯法是利用强大的冲击能,在地基土中形成冲击波和动应力,使地基土压密和振密,以加固地基土,达到提高强度、降低压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性目的。
强夯法主要适用于加固砂土和碎石土、低饱和度粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。因其加固效果显著,设备简单,施工方便、快捷,经济易行和节省材料,有利于环境保护等特点,但其施工时对周围有很大的振动和噪声,不宜在市区施工。
开发区某厂区位置坐落于人工水库上,上部素填土厚度最厚处达到5米左右,不能满足地基承载力的要求,需要采取措施,进行地基加固处理。由于填土厚度太深,显然采用换填法是不合适的,最终决定采用强夯法进行地基处理。处理范围为基础外围3米,处理深度为地表以下5米,影响深度达到7~8米,单击夯击能不小于1000KN·m,最后两击平均夯沉量不大于50mm。根据检测结果,虽然夯间地基承载力略小于夯芯处,但都达到或超过设计要求值。
3胶结法
胶结法主要包括:注浆法、高压喷射注浆法、水泥土搅拌法。其中水泥土搅拌法在本地区得到广泛应用。
水泥土搅拌法施工时分湿法和干法两种,湿法是利用深层搅拌机,将水泥浆与地基土原位拌和;干法是利用喷粉机,将水泥粉或石灰粉与地基土在原位拌和。搅拌后形成柱状水泥土体,可提高地基承载力、减少沉降、增加稳定性和防止渗漏,建成防渗帷幕。深层搅拌法为就地成桩,,特别适合于城市工程的施工,它不需要较为复杂的施工工艺,桩径,桩距和排列形状没有严格限制,在施工的过程中没有噪音污染,材料排除少,对环境的污染较小。
这是一种改善土质,提高地基强度的软土地基加固方法,可以广泛地适用于淤泥质土,杂填土,软粘土等地基加固。
某住宅工程,地上7层(6+1)。基地以下土层分布情况如下:①粉土,厚度0.5米,地基承载力特征值为85KPa; ②粉质粘土,厚度1.2米,地基承载力特征值为80KPa; ③淤泥质粘土,厚度6.5米,地基承载力特征值为70KPa; ④粉土,厚度8米,地基承载力特征值为120KPa。由于场地内软土层分布较厚,上部荷载较大,无论是上部土层的地基承载力还是下部土层的下卧层演算都不能满足设计要求,需要进行地基处理。考虑到本工程下卧层土层厚度达到6米多,为提高地基承载力,减小建筑物沉降量,该工程采用了水泥土搅拌法加固措施。本工程桩长采用9米,桩径0.5米,桩端进入第四层粉土层,面积置换率控制在20%。根据检测结果,复合地基承载力特征值达到150KPa,满足设计要求。
上述几种处理方法为本地区常用处理措施,地基处理方法的选用,要视建筑物的荷载大小、安全等级、软土的埋深与厚度等因素综合考虑,若遇两种以上可选方案,应进行经济、技术比较,选择最优方案。
四 、结束语
没有牢靠的基础,建筑物的安全使用就无从谈起。软弱地基有极大的危害性,如果不处理或处理不当,就会造成地基失稳,使建筑物沉降过大或不均匀沉降,对建筑物造成不同程度的危害。软弱地基的存在影响着基础设计的形式,具体采用何种地基处理方案和基础形式又与软土埋深、层厚有关,只有对存在软弱地基场地地质详细勘察,精心设计,反复研究,根据不同的工程性质和地质特征,比对方案,力求用最简单、最经济的软弱地基处理方法完成任务!
参考文献:
[1] 建筑地基基础设计规范 GB50007-2011
[2] 建筑地基处理技术规范 JGJ 79-2012
[3] 地基处理 叶书麟、叶观宝编.
论文作者:许义锋
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第11期
论文发表时间:2017/12/1
标签:地基论文; 土层论文; 软弱论文; 淤泥论文; 厚度论文; 方法论文; 工程论文; 《建筑科技》2017年第11期论文;