陶景新 张鹏
摘 要:工程建设中经常遇到各种各样地址条件不好的地基或软弱地基,这样的地基不能满足承载力要求,需要进行加固或处理。软弱地基是指由软土(淤泥及淤泥质土)、填充土、杂填土、松散沙土及其他有高压缩性的土层构成的地基。这些地基的共同特点是承载力小。地基处理的目的就是针对软土地基上修建建筑物可能出现的问题,采取各种手段来提高地基承载力,改善地基的压缩特型,从而达到满足工程建设的要求。
关键词:软土地基;设计要求;处理方法
一、概述:
地基处理防范的具体选用,应从地基条件、设计要求、处理指标及范围、工程费用、工程进度、材料来源和当地環境等多方面综合考虑和研究,本着经济合理又安全可靠的原则,通过技术经济的比较科学选用。对此,本人结合工程实践,浅谈对集中常见软土地基处理方法的体会。
二、常见处理方法
1、换填地基。就是将不良地基土挖除,然后回填有较好压密特性或透水特性的材料进行压实或夯实,形成良好的持力层。从而改变地基出承载力特性,提高抗变形和稳定能力。当软弱土层厚度不大时,可将几面一下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除,然后换填强度较大的土其他稳定性好、无侵蚀性的材料。工程施工中换填材料有砂砾垫层法、换填法和抛石挤淤法等。
砂砾垫层法:当软土层薄弱、填筑材料比较困难或雨季施工时,采用砂砾垫层是在填土与基底间铺设一层砂砾层,作用是在软土顶面增加一个排水面,在填土的过程中,荷载逐渐增肌,促使地基土中的空隙水从砂垫层中排走,加快固结速度,提高地基承载力,减少沉降,防治地基局部剪切变形。为确保砂垫层能通畅排水,要采用透水性良好的材料。
换填法:其方法是将基底下一定范围内的软弱土挖除,换填砂砾、碎石和素土等材料,并分层夯实成低压缩性的地基持力层。利用砂、碎石等透水性材料进行置换填土,可以降低压缩性,提高承载力提高抗剪强度,减少沉降量,加速图层排水固结。换填法主要作用是提高地基的承载力。
2、排水固结法。排水固结法的主要特点是理论成熟,施工设备简单,费用较低。排水固结的原理是软弱地基在荷载作用下,土中孔隙水慢慢排出,孔隙体积不断减少,地基发生固结变形,同时随着超静孔隙水压的逐渐消散,土的有效应力增大,地基强度逐步增加。
常见的估计方法主要有砂井和塑料排水板,估计方法依据图层厚度而定。砂井是利用各种打桩极具击入钢管,或用高压射水、爆破等方法在地基中获得按一定规律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。由于这种砂井在饱和软粘土中起排水通道的作用,又称排水砂柱。砂井顶面应铺设垫层,以构成完整的地基排水系统。塑料排水板是带孔道的板状物体,插入土中形成竖向排水通道。因其施工简单、快捷,应用较为广泛。由于排水固结法需要预压荷载,且预压时间长,对工期紧迫,缺乏压载条件的工程难以采用。
3、堆载预压法。在建造建筑物之前,用砂石料、土料等建筑材料临时堆载的方法对地基施加荷载,给予一定的预压期,使地基预先压缩完成大部分沉降并使地基承载力得到提高后,卸除荷载在建造建筑物。在施工中,特别需要注意作用于地基上荷载不得超过地基的极限荷载。根据经验,在堆载预压过程中,要进行地基沉降与位移值观测,当连续7天沉降量小于1cm后可以继续施加新的荷载,以加快地基固结速度。
4、深层搅拌法。深层搅拌法主要用于加固饱和软粘土,它们利用水泥浆体作为固化剂,应用特制的深层搅拌机将固化剂送入地基土中与土体强制搅拌,形成水泥土桩体,与原地基组成复合地基。水泥土桩的物理力学性质取决于固化剂与土之间所产生的一系列物理、化学反应。固化剂的掺入连、搅拌均匀性和土的性质,是影响水泥土桩性质以及复合地基强度和压缩性的主要因素。在工程施工中,保证水泥掺入量,控制搅拌桩机钻进、提升速度及搅拌均匀性,是保证地基处理成功的关键因素。幕墙,对于工程施工中国选用的水泥掺入量、搅拌桩机钻进、提升速度等指标一般采用做试验桩的方法确定以上参数。
5、强夯法。强夯法是一种快速加固软基的方法,将很重的锤提起从高处自由落下,以冲击荷载夯实软弱土层,使地基受到冲击力和振动,土层被强制压实,从而提高地基强度,降低土层的压缩性,以达到地基加固的目的。强夯法的施工设备简单,不需要加固材料,费用低、周期短。但强夯法有严格的土质适用范围,主要适用于处理素填土、杂填土、砂土、低饱和度粘性土、粘土和黄土地基。在有些地区、软土中夹多层粉砂,为夯击时高孔隙水压力的消散提供了条件,也能采用强夯法加固地基。
三、小结
软土地基的复杂性和不可见性,使得地基处理在工程建设中具有举足轻重的地位,如果处理不当,会造成地基失稳,使结构物沉降过大或造成不均匀沉降,对构造物具有不同程度的危害。本文介绍了软土地基处理的几种常用方法,各种处理方法具有各自的适用条件和优缺点,在工程实践中要根据实际情况来选用,从而最大可能发挥想应处理方法的优点,克服缺点,满足具体工程适用要求。