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选择地基处理方法的关键问题分析

来源:网络整理 热度:℃ 时间:11-23
摘要:中国工程项目管理网

前言 

  当前地基处理的发展新水平,反映在处理机械、材料、设计计算理论、施工工艺和现场监测技术的整体水平和多种地基处理方法的综合应用能力。地基处理技术的具体选用,应以地基条件、设计要求、处理指标及范围、工程费用、工程进度、材料来源和当地环境多方面综合考虑和研究,本着既经济合理,又安全可靠的原则,通过技术经济比较的方法,科学地选用地基处理技术。同时,随着科学技术的进步,地基处理技术也在不断发展,要注重选用新型的地基处理技术。确保能够有效地加固地基,提高地基强度,使地基的承载力满足工程建筑物的设计要求,保证建筑物的安全使用。我国国民经济的高速发展,带动了岩土工程迅猛发展。由于基建规模的日益扩大,建筑用地资源日趋紧张,为了充分、有效、科学、合理地利用这一资源,使天然软弱的地基得到补强加固,以提高地基强度,保证地基的稳定性;降低地基的压缩性,减少地基的沉降和不均匀沉陷;为消除地基土的振动液化潜势及消除湿陷性土的湿陷性、膨胀性土的膨胀性等各种土质的不良特性,以改善地基条件,达到满足地基强度、变形及其稳定性要求。这就是地基处理技术在理论和实践中研究与解决的课题。为此,由于土质软弱,不能满足建筑物强度或变形要求,或者由于动力荷载作用而可能产生液化、失稳和震害等危害,或由于吸水产生沉陷及由于吸水而引起膨胀失水且下陷的场地必须进行人工加固处理。这种对不良场地进行补强加固的过程称为地基处理。地基处理方案选择是否合理,不仅影响建筑物的安全和使用,而且对建设速度、工程造价等都有很大影响,在有些时候甚至成为工程建设的关键。

  一、地基处理方法设计程序分析

  房屋地基基础设计应根据工程地址和水文地质条件、建筑体型与功能要求、载荷大小和分布情况、相邻建筑基础情况、施工条件和材料供应以及地区抗震烈度等综合考虑,选择经济合理的基础型式。具体步骤如下:首先,根据建筑物对地基的各种要求和地基条件,确定需要进行人工处理的天然地层的范围以及地基处理要求;其次,根据天然地层的条件、地基处理的具体要求,地基处理方法的原理、过去应用的经验和机具设备、材料条件,对地基处理方案进行可行性研究,提出各种可行方案;第三,对提出的各种方案进行技术、经济、进度等方面的比较分析,考虑环保要求,确定采用一种或几种地基处理方法。初步确定地基处理方案后,可视需要进行小型现场试验或补充调查,然后进行施工设计。实践表明这是比较恰当的地基处理方法设计顺序。

  二、确定地基处理方法前的基础工作分析

  1、对天然地层进行岩土工程勘察,提供详细的岩土工程勘察资料

  2、根据建筑物对地基的要求和地基的条件确定是否采用天然地基,还是采用人工地基,即确定是否需要进行地基处理。

  3、开展必要的调查研究。了解本地区其他工程或其他地区同类工程的地基处理情况,收集资料,为合理确定地基处理方法提供依据。详细的岩土工程勘察资料是判断天然地层能否满足建筑物对地基要求的重要依据之一,同时要进行地基处理时,也是确定合理的地基处理方法的主要基本资料之一。岩土工程勘察的内容主要是指查明工程地质条件及各种参数指标。最后,按照要求,对场地的稳定性、适宜性及地基的均匀性,地基承载力和变形特性等进行综合评价。根据岩土工程勘察得到的天然地层的情况和建筑物的情况,可初步确定是采用天然地基还是人工地基。首先要分析采用天然地基的可能性。天然地基能否满足结构的要求不仅撒于建筑物的上部结构及荷载、地基条件,而且还与结构物基础形式有关,要将上部结构、基础和地基作为统一整体来考虑。例如:增大建筑物的整体刚度可以在一定程度上减小或抵抗不均匀沉降。又如:“宽基浅埋”有时可以减小对地基单位面积承载能力的要求。通过分析研究,确定天然地基不能满足结构物的要求时,就采用人工地基,在确定地基方法前还需进行调查研究。调查研究的内容包括两个方面:一方面,根据地质勘察资料和建筑物对地基要求,对可能应用的地基处理方案进行研究,包括方法的基本作用、适用条件、优缺点、处理效果、材料、机具和经济指标等。另一方面,要了解本地区其他工程或其他地区同类工程的地基处理情况,总结经验教训,这两方面的资料都是合理确定地基处理方法所必须的。在选择处理方案时,采用上部结构及基础加固与地基处理相结合的综合处理措施,往往在技术和经济上都是合适的。总之,建筑物上部结构、基础和地基是一个有机的整体,要从整体上综合考虑和分析。

  三、地基处理方法分析

  在选择地基处理方法时,应综合考虑场地工程地质和水文地质条件、建筑物对地基要求、建筑结构类型和基础型式、周围环境条件、材料供应情况、施工条件等因素,经过技术经济指标比较分析后择优采用。地基处理方法很多,各种处理方法有它的适用范围、局限性和优缺点,没有一种方法是万能的,工程地质条件千变万化,各个工程间地基条件差别很大,具体工程对地基的要求也不同,而且机具、材料等条件也会因地区不同有较大差别。利用软弱土层作为持力层可按下列规定执行:1)淤泥和淤泥质土,宜利用其上覆较好土层作为持力层,当上覆土层较薄,应采取避免施工时对淤泥和淤泥质土扰动的措施;2)冲填土、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,均可利用作为持力层;3)对于有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业废料等杂填土,未经处理不宜作为持力层。局部软弱土层以及暗塘、暗沟等,可采用基础梁、换土、桩基或其他方法处理。

  四、地基处理施工过程中和施工完成后应注意的问题分析 

  1、地基处理施工过程,只让现场人员了解如何施工是不够的,还必须使他们很好地了解所采用的地基处理方法的原理、技术标准和质量要求;经常进行施工质量和效果检验,以确保施工质量。

  2、地基处理施工过程中和施工完成后需要做好监测工作。

  3、处理工作结束后,就尽量采用可能的手段来检验处理的效果。

  4、对于重要工程的地基处理工作,或开发、利用新的地基处理方法,或者在进行地基处理方法比较时,最好在大规模施工之前进行小型现场试验,以检验地基处理方案的可靠性,可获得设计计算的参数值和施工控制指标以及施工经验。

  5、反分析。通过反分析可获得必要的参数数值,用以验证设计,监测工程安全,便于进入下一阶段的设计计算。根据实测资料的反分析,而得出的参数值要比前一阶段的计算更为接近实际,必要时可据此修改设计。此外,通过反分析可使人们获得许多宝贵的经验。在施工过程中和完成后,监测和反分析辗转进行,是解决土木工程问题合理的方法,即近年来在国际岩土工程界提出的观察方法,这种方法有时称为“边观察边分析”的方法。

  五、结语 

  地基处理的重要性已越来越多地被人们所认识和重视,推广和发展各种地基处理技术,提高地基处理水平对加快基本建设速度,节约基本建设投资,保证建筑安全具有极其重要的意义。