浅谈软弱地基处理方法

2015-10-21 19:41张欣
建筑工程技术与设计 2015年5期
关键词:软弱地基建设工程建筑物

【摘要】本文分析了软土地基形成的成因,并根据软土地基的实际情况,提出了一些處理的方法。软土地基加固工程是当前许多工程建设中都会遇到的问题。经过几十年的不断发展, 软土地基处理的方法已有多种, 如何选用合适的地基处理方法成为工程部门关注的问题。

【关键词】软弱地基;建设工程;建筑物

一、引言

随着我国建筑工程项目的不断增多,建设工程越来越多地遇到不良地基。因此,软弱地基处理问题也就显得更为常见和更加重要。现就常用的软弱地基处理方法谈点看法与同行作一些探讨。

二、软土地基的概述与成因

(一)软土基的概述

软土地基是由淤泥、淤泥质土、杂填土、冲填土或者其它高压缩性土层形成的地基,这些地基基本上很少受到地质变动或者地形的影响,也从没有受到过地震、荷载等物理作用的影响,更没有受到土颗粒间化学作用的影响。

(二)软土基成因

软弱地基是由淤泥、淤泥质土、杂填土、冲填土或者其它高压缩性土层形成的地基,这些地基基本上很少受到地质变动或者地形的影响,也从没有受到过地震、荷载等物理作用的影响,更没有受到土颗粒间化学作用的影响。软弱地基是一种不良的地基,其稳定性非常的差、强度较低、压缩性较高、容易出现液化,沉降量也很大。

三、软弱地基的常见处理方法

(一)软土地基深层搅拌加固法

软土地基深层搅拌加固法,是利用水泥作为加固剂,用特别的深层搅拌机械,在地基深部就地将软粘土与水泥浆强制拌和,使软粘土硬结成具有一定强度的水泥加固土(复合地基),从而提高地基强度。

1、主要技术特点

这种方法的主要技术特点:充分利用了软土,避免了大量挖掘软土和远距离弃土;对软土地基加固效果显著,加固后即可投入使用,并可根据上部结构状况灵活采用柱状、壁状、格栅状等加固形式;地基加固过程中对周围软土无扰动,不会造成侧土挤出;施工中无振动、无噪音、无污染;施工机具简单,便于制造和推广使用;适合我国经济技术条件。

2、主要的技术性能指标

这项技术的主要技术性能指标为:一次加固面积0.71平方米,最大加固深度20米,加固每立方米软土水泥耗量120~180公斤,所需时间12分钟;当水泥掺量为7~15%时,可以在短时间内将软土强度提高到数十到上百倍,使之成为承载力高、变形小、遇水稳定的优质地基。

3、深层搅拌法主要适用范围

深层搅拌法适用于加固淤泥、淤泥质土和含水量高的粘土、粉土等地基。加固后形成的复合地基可作为兴建多层建筑物、中型工业厂房及设备基础的良好地基,同时还可以用作地下挡土构筑物。

(二)软土地基分层注浆加固法

软土地基分层加固法,主要是依靠压力的作用使浆液均匀地切入土体,形成交叉的网络,再注入化学浆液填充缝隙,使土体形成一种复合体,从而达到加固的目的。

1、主要工艺和技术介绍

分层注浆加固技术成果配套,它解决了在软土条件下如何控制流量、压力和注浆量等参数,做到以最佳的比例达到预期的目的;形成了一整套施工工艺,研制了专门的注浆设备,应用电脑技术对注浆动态过程进行监测,并研究了配的注浆材料。

2、分层注浆加固法主要适用范围

该技术主要使用于盾构法软土隧道的施工,地铁镜框式车站的施工,城市中房屋密集地区地下工程的基础开挖,以及机场的停机坪、滑行道的地基处理等。

(三)用建筑垃圾夯扩超短异形柱桩处理软土地基

1、施工工艺与技术介绍

用建筑垃圾夯扩超短异型桩施工技术,是针对软土地基和松散填土地基的特点,研究开发出来的一种地基加固处理新技术。它充分利用天然地表硬层和浅部较好土层,避软就硬,以建筑垃圾为填料,采用特殊的施工工艺和专利施工工具,在地表及地下数米范围内,夯扩成阶梯状人造持力层,从而使地基得以加固。

2、主要适用范围

该项新技术适用于工业与民用建筑,对平方改造、安居工程的多层住宅建设尤其适用。此外,还适用于市政工程、中小型水利工程的地基加固处理。它可节约建筑材料60%以上,节约基础投资15%~30%;并且由于充分利用建筑垃圾,环境显著。

四、建筑结构设计中采用的措施

在对各种软土地基处理的同时,可以通过对建筑物设计进行有效的处理,减少建筑物的不均匀沉降,这样既能节约工程建设的成本,又保证了工程建设的质量,对于复杂的建筑物,应根据建筑物的实际情况,可以把建筑物进行适当的划分,从而形成各个较好的单元,对于建筑物的差异大的情况,可以把建筑物的距离离开一定距离。如果拉开一定距离的两个单元需要进行连接时,可以采用自由沉降连接,或者运用其他措施进行处理。通过增强建筑物刚度和强度,增加建筑物对地基不均匀变形的调动能力。在开挖基槽时,如果发现有淤泥或淤泥质土时,不要扰动其原状结构。在建筑物建设过程中,可根据具体的情况,优先盖建筑物的重点部分,通过对各部分进行有效的调整,降低建筑物的沉降差异。

建筑结构设计中主要采用的措施包括以下几个方面:

(一)建筑设计简单化和划分

在不改变建筑物使用要求的前提下,建筑物的设计要尽量简单,对于复杂的建筑物,应根据建筑物的实际情况,可以把建筑物进行适当的划分,从而形成各个较好的单元,对于建筑物的差异大的情况,可以把建筑物的距离离开一定的距离。如果拉开一定距离的两个单元需要进行连接时,可以采用自由沉降连接,或者运用其它措施进行处理。

(二)增强结构整体刚度

建筑物常因功能的需要,使本身具有一定的刚度,一般工业及民用建筑刚度比较大的有两种,一种为绝对刚性,如钢筋混凝土筒仓,烟囱等;另一种为相对刚性,如多层砖石房屋,多层钢筋混凝土框架,它具有一定的刚度,可是它的强度较低,不能与它的刚度协调一致,其抗拉能力尤弱,因此碰到软土地基时应适当增加其关键部位的抗拉强度,这样有利于利用建筑物的刚度来调整建筑物部分不均匀沉降。此外在建筑物的相应部位可设置沉降缝以减少不均匀沉降。通过设置沉降缝可大大减少由于地基土软弱引起的不均匀沉降缝。

(三)注意相连建筑物的相互影响

建筑物荷载不仅使本建筑物下的土层产生压缩变形,在它以外一定范围内的土层,由于受到基础压力扩散的影响也将产生压缩变形,这种变形随着距离增加值逐渐减小,由于软土地基的压缩性很高,当两建筑物之间距离较近时,这类附加不均匀压缩变形甚大,常造成邻近建筑物的倾斜或损坏,若被影响建筑物的刚度强度较差时,危害主要表现为产生裂缝;当刚度强度较好时则表现为建筑物的倾斜。

(四)减轻建筑物的自重

减轻自重可减少建筑物的总沉降量,从而有利于对不均匀沉降的控制。也可在预先估计沉降量大的部分减轻自重,用以直接调整不均匀沉降。由于一般砖石结构民用建筑墙身重量所占比例很大,故若能用轻质材料和改变结构体系来减轻这部分的重量,对控制沉降会有明显效果。另一个减轻自重的途径是采用架空地面来代替填土,一般此部分约占地基容许承载力地10~40%,因此这部分若应用得当会有很好效果,此时基础形式可做空心基础,薄壳基础,沉井等,有时也可做成地下室,在大量减轻自重的同时,还会增加一定的使用价值。

五、结论

在软土地基的设计中,认真进行工程地质勘察和土工试验,查清土层分布情况和土的物理力学性质,正确地进行设计和施工。还要从场地土层的特点出发,对地基与基础的结构、施工及使用各方面进行综合考虑比较,合理地选择地基设计方案。

在软弱地基处理的时候,要结合拟建区域内地基土的组成及力学性能等实际情况,采用不同的地基处理方法,保证工程建设的质量,取得良好的经济效益和社会效益。

作者简介:姓名:张欣(1974.2-),男,籍贯:四川省岳池县,单位:岳池县建筑规划设计室,学历:本科,职称:工程师,研究方向:建筑工程结构设计

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