建筑物地基处理方法

2015-04-07 13:22:51方晓青
四川水泥 2015年10期
关键词:粉土夯法粘性

方晓青

(永城职业学院,永城 476600)

地基指的是承受上部结构荷载影响的那一部分土体或岩体。作为建筑地基的土层分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土,地基有天然地基和人工地基两类。在土木工程建设领域中,与上部结构比较,地基领域中不确定性因素多,问题复杂,难度大,地基处理不好,后果将非常严重。据调查统计,在世界各国发生的土木工程建设中的工程事故,源自地基问题的占多数。因此,处理好地基问题,不仅关系所建工程是否可靠,而且关系所建工程投资的大小。

近年来,我国土木工程建设持续、高速发展,结合我国地少人多的实际情况,高层建筑应运而生,如雨后春笋般不断地涌现。高层建筑的出现对地基提出了更高的要求,地基的加固改良将显得尤为重要,地基的质量好坏对避免产生不均匀沉降、保证建筑物的坚固耐久等方面具有非常重要的作用。

1 地基处理的目的

地基处理就是按照上部结构对地基的要求,对地基进行必要的加固或改良,提高地基土的承载力,保证地基稳定,减少房屋的沉降或不均匀沉降,消除湿陷性黄土的湿陷性,提高抗液化能力等。

2 地基处理的方法

常用的地基处理方法有孔内强夯法、换填垫层法、强夯法、强夯置换法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。

1)孔内强夯法

孔内强夯法是通过孔道将强夯引入到地基深处,用异型重锤对孔内填料自下而上分层进行高动能、超压强、强挤密的孔内深层强夯作业,使孔内的填料沿竖向深层压密固结的同时对桩周土进行横向的强力挤密加固,针对不同的土质,采用不同的工艺,使桩体获得串珠状、扩大头和托盘状,有利于桩与桩间土的紧密咬合,增大相互之间的摩阻力,地基处理后整体刚度均匀,承载力可提高2~9倍;变形模量高,沉降变形小,不受地下水影响,地基处理深度可达30米以上。

2)换填垫层法

换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。其主要作用是提高地基承载力,减少沉降量,加速软弱土层的排水固结,防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。

3)强夯法

强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。

4)强夯置换法

强夯置换法适用于高饱和度的粉土,软-流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程,在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度,减少压缩性,改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。

5)砂石桩法

砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基,提高地基的承载力和降低压缩性,也可用于处理可液化地基。对饱和粘土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理,使砂石桩与软粘土构成复合地基,加速软土的排水固结,提高地基承载力。

6)振冲法

振冲法分加填料和不加填料两种。加填料的通常称为振冲碎石桩法。振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于 20kPa的粘性土和饱和黄土地基,应在施工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于 10%的中、粗砂地基。振冲碎石桩主要用来提高地基承载力,减少地基沉降量,还可用来提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度。

7)水泥土搅拌法

水泥土搅拌法分为浆液深层搅拌法(简称湿法)和粉体喷搅法(简称干法)。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。不宜用于处理泥炭土、塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基。若需采用时必须通过试验确定其适用性。当地基的天然含水量小于30%(黄土含水量小于25%)、大于70%或地下水的pH值小于4时不宜采用于法。连续搭接的水泥搅拌桩可作为基坑的止水帷幕,受其搅拌能力的限制,该法在地基承载力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的应用有一定难度。

8)高压喷射注浆法

高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时,应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。高压旋喷桩的处理深度较大,除地基加固外,也可作为深基坑或大坝的止水帷幕,目前最大处理深度已超过30m。

9)预压法

预压法适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。堆载预压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。预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。

10)夯实水泥土桩法

夯实水泥土桩法适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。该法施工周期短、造价低、施工文明、造价容易控制,在北京、河北等地的旧城区危改小区工程中得到不少成功的应用。

3 总结

基坑是整个建筑物的基础,提高地基处理水平不仅能保证工程质量,还对加快工程建设速度、节省工程建设投资等方面有着重要的作用。文章中对常用的地基加固改良方法的适用范围做了详细的介绍,希望能在一些工程中对地基处理方法的选择上起到一定的帮助。

[1] 孙连军,冯勇.《地基处理方法综述》[J].山西建筑.2007(02).

[2] 崔炎飞. 《建筑工程地基处理方法与技术研究》[J].四川水泥.2015(06).

[3] 邓兰.《浅谈湿陷性黄土地基处理方法》[J]. 华北国土资源.2014(02).

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