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不良地基土及地基处理的方式与选择

来源:网络整理 热度:℃ 时间:11-23
摘要:中国工程项目管理网

1.前言

  地基土的好坏很大程度上决定了地基工程的成败,不良的地基土更是对地基造成了深远的影响。优良的地基土可以在很大程度上巩固地基,不良的地基土则会一步步摧毁地基。那么如何解决不良地基土对地基造成的影响呢?这便是本文所要探讨的问题。

  2.主要的不良地基土及特征

  主要的不良地基土的类型主要包括了软粘土,饱和松土砂土,膨胀土,湿陷性黄土,杂壤土这五大类,详细情况如下: 

  (1)软粘土:软粘土顾名思义为较软的黏性土,在硬度上比其他土壤要差,在软粘土为主要地基而建造的基础其稳定性就显得比较差。,此外由于软粘土比较软,这就使得地基在承载能力上心有余而力不足。

  (2)饱和松散砂土:饱和松散砂土就是土质比较疏松,土粒之间的不具黏性,密实程度差,结构松散,无法保证地基性能的稳定,所以以饱和软粘土为主要地基而建造的基础其稳定性比较差。

   (3)膨胀土:膨胀土指的是在一定情况下,土壤会发生膨胀的现象。试想以软膨胀土为主要地基土建造的地基,一旦土壤发生膨胀的现象,轻则地基出现裂缝,重则整个地基都会土崩瓦解。因此以膨胀土为主要地基而建造的基础存在着安全隐患。

  (4)湿陷性黄土:湿陷性黄土指的是土壤具有遇水会发生沉陷的性质,且承载能力在遇水前遇水后相差显著,这就使得以湿陷性黄土为主要地基而建造的基础在稳定性和持久性上有所不如人意,无法保证地基性能的稳定。 

  (5)杂壤土:杂壤土指的是土壤的成分比较繁杂,各种类型的土壤混杂在其中,由于彼此之间的性质大不一样,结构松散,因此以杂壤土为主要地基而建造的地基就显得比较脆弱,工程的安全得不到保障。 

  3.不良地基的主要处理方式

  鉴于各种不良地基土的主要特点,其地基处理方式也不尽相同。下面就简要对各种地基处理方法逐一介绍。

  (1)置换法:置换法主要有换填法和夯挤置换法,前者是先挖出地面表层的不良地基土,为改变地基的承受能力,而回填一些具有良好压密特性且质量较高的土,分层夯实,从而增强它的稳定能力;后者主要是利用了重力挤压的原理,即首先准备好装有碎石或砂的管,然后用夯锤使劲向下敲打,在管子下沉的过程中,土体会向管道两边挤开,这样不仅能够慢慢消散土体超静孔隙水压力,还能相应提高土体强度。

  (2)预压法:预压法主要分为堆载预压法、真空预压法、降水法以及电渗法。堆载预压法是指用一些较重的土料或建筑材料提前堆放在地基之上,给予地基一定的压力,当地基的承载力得到提高之后就移除堆放的重物;真空预压法的原理同前者一样,只是改用了真空泵对提前铺设好的砂垫层抽气,使地基形成一种负压的状态;降水法就是通过降低地下水位来增加地面覆盖土层的重力,对地基形成一定的预压;电渗法则是利用电流的作用,通过对插入地基中的金属电极输入直流电,而位于土中的水又将阳极流向负极产生电渗,达到降低水位的目的,增强地基的固结强度。

  (3)机械压实法:主要是指通过不同的机械工具对地面施加压力,如利用压路机、推土机、振动压实机等,对不同深度法土层分别进行碾压或振实,对那些松散型的砂性杂土和稍湿的粘性土等较为实用。 

  (4)强夯法:强夯法主要适用于松软土地基,如孔隙较大的松散土、砂土、杂填土等等。在强夯之前,要确定夯击的间歇时间、夯点距离以及强夯范围,对于那些非软土地基较为适用,一般对于软土地基则应采用加固处理或强夯置换法处理。 

  (5)挤密法:挤密法跟夯挤置换法有些相似,它主要是运用特殊的机器对土体产生重复的振动和挤压,通过转移土粒的高低位置来改变土体的松密程度,进而达到增强地基的强度。其程序一般为先确定施工场地,将振冲器对准地基桩位打孔,直到孔内泥土变成泥浆,然后再将一些质量较好的地质材料填充进去,重复操作,最后形成一系列的地基桩位振动施工,经过碾压或强夯的方式加强强度,形成固结紧密的复合地基。 

  (6)拌和法:拌和法主要分为高压喷射注浆法和深层搅拌法,前者通过高强度的压力把水泥浆液喷出管路,待其凝固之后形成切割土体的桩柱,与原有地基一起形成复合地基;后者主要是将具有特殊材质的固化剂输入土层中,强制搅拌之后会产生一系列的物理化学反应,形成水泥土的桩体,起到加固地基强度的作用。

  (7)加筋法:加筋法所使用的材料主要有加筋土、土钉和土工合成材料等,其中加筋土主要被用来埋藏在土层深处,运用物理学中增大表面摩擦力的原理来增加强固性;土钉多数是被直接打入土层,并与较粗的钢筋结合使用,利用接触面的摩擦力,以及与水平地面形成的一定角度而产生的稳定性,对地基进行整体加固。

  (8)灌浆法:灌浆法被广泛应用于水利、建筑以及桥梁建设中,它是利用电化学的原理,把石灰浆、水泥浆以及各种化学浆材,通过电力器械输入地基中的孔隙部位,凝固之后就会形成地基桩而加固土层强度。

  4.选择合适的地基处理方式 

  不良地基的处理方式较多,但并不意味着任何一种地基处理方式可以适用于所有的情况,因此在确定地基处理方式时,宜选取不同的多种方法进行比选,做到“因地制宜”。从地基承载力的计算公式f=fk+ηbγ(b-3)+ηdγο(d-0.5)fk中,可以看出地基选择时主要与公式中的各种变量有关,如垫层底面处软弱土层的承载力标准值、基错度、埋深的承载力修正系数、基础埋置深度、基底下底重度以及基底上底平均重度等因素。

  (1)要考虑到土性的特殊性对处理方式的影响,即注意垫层底面处软弱土层的承载力。如果该土层因过于软弱而不能满足地基强度和变形等要求,则必须提前进行人工加固处理,如土层为欠固结土、膨胀土、湿陷性黄土等,在设计处理方案时就要综合考虑土体的特殊性质,选用适当的地基处理方式。 

  (2)要考虑到基错度和基础埋置深度的影响,如对于范围较大和基础较宽的土层,在使用机械压实法时就应当注意机械的数量和重量;如对于较厚的土层,在使用预压法时就要将插入地基中的管道或金属电极更深,以便更好达到加固的效果。

  (3)要考虑到基底下底重度以及基底上底平均重度等因素,也就是说选择地基处理方式时应考虑上部结构、基础和下部地基的共同作用,按照建筑物地基基础设计等级,同时加强上部结构的刚度和强度,以增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力。

  (4)考虑到地基处理的机械材料条件、工程费用和工期要求等因素,不同地区的交通运输工具不一样,且地基情况也不相同,为了能够减少不必要的运费支出,最大限度利用当地材料,从而在规定的时间内选择合适的处理方式,完成加固地基强度的任务。 

  5.结语

  通过以上的分析,可见学会选择合理的地基处理方式的复杂性和重要性。在工程建筑过程中,应当根据各种不良地基土的特征,因地制宜,将多种地基处理方式综合运用起来,取长补短,以便能够处理更多的地基状况。无论我们选择何种处理方式,其最后目的都是要加强地基强度,增强地基承载能力,为工程建筑保驾护航。

  参考文献 

  [1]田春红,不良地基基础的处理方式与选择探讨,山西建筑,2011年3月 

  [2]刘建勇,不良地基土及地基的处理方式与选择探讨,科学之友,2010年1月(02) 

  [3]吴德高,城市建设中常见不良地基土的处理办法,科技纵横,2009年7月 

  [4]白晓红,几种特殊土地基的工程特性及地基处理,工程力学,2007年12月