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常用地基处理方法不完全整理

395 2020-10-23 11:13:36

地基处理作为建筑施工中的重要环节,是保证建筑工程顺利进行的基础。如何根据不同的地质情况选择合理的地基处理方法以满足建筑的要求是建筑施工的关键。近年来,我国地基处理技术发展很快,表现为地基处理设计水平不断提高、施工工艺不断改进和施工设备的持续更新。

常用地基处理方法不完全整理

一、地基处理的目的与方法

工程中,我们会为了一种或多种目的对地基进行处理,针对于不同的目的会采取不同的处理方法。


地基处理的目的对于不同工程可能不尽相同,但主要分为以下几种:

1、提高地基土的抗剪切强度,地基剪切破坏主要表现在地基承载力不够或不均匀的荷载,使其土层结构不够稳定,或者土方开挖施工时边坡失稳、坑底隆起。

根据极限平衡理论,当土体中任意一点在某一平面上的剪应力达到土的抗剪强度时 ,就会发生剪切破坏。

剪切破坏有三种型式:整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲剪破坏。

整体剪切破坏:土中塑性区范围不断扩展,形成连续的滑动面,两侧起初并隆起,基础急剧下沉或向一侧倾斜。多发生于土质坚实,基础埋深较浅的地基。

局部剪切破壞:地基某一范围内发生剪切破坏区的破坏模式。基础两侧土体有部分隆起,滑动面没有发展到地面,基础没有明显的倾斜或倒塌。多发生于土质松软,基础埋深较大的地基。

冲剪破坏:地基土发生垂直剪切破坏,使基础产生较大沉降的破坏模式。地基不出现连续滑动面,基础侧面地面不出现隆起。多发生于土质松软,基础埋深较大的地基。

2、降低地基土的压缩性,地基土的压缩性表现在建筑物的沉降和差异沉降大;由于有填土或建筑物荷载,使地基产生固结沉降;作用于建筑物基础的负摩擦力引起建筑物的沉降;大范围地基的沉降和不均匀沉降;基坑开挖引起邻近地面沉降;由于降水地基产生固结沉降。

整体或局部提高地基土的压缩模量,借以减少地基的沉降或不均匀沉降。根据土的三相分析,土体主要有土颗粒、气体和水组成,可以从压缩土颗粒、气体和水来实现,也可以通过有效排除水和气体来实现。如碾压、挤密、排水固结。还可以通过注入化学浆液来填充土颗粒之间的空隙,整体提高密实度。

3、改善地基土的透水特性,地基土的透水性表现在堤坝等基础产生的地基渗漏;基坑开挖工程中,因土层内夹薄层粉砂或粉土而产生流砂和管涌;隧道暗挖施工时,地下水的存在会带出地层中的细小颗粒,继而大面积塌陷。以上都是在地下水的运动中所出现的问题。

4、改善地基土的动力特性,地基土的动力特性表现在地震时饱和松散粉细砂(包括部分粉土)将产生液化;由于交通荷载或打桩等原因,使邻近地基产生振动下沉。为此,需要采取措施防止地基液化,并改善其振动特性以提高地基的抗震性能。

砂土液化是由多种内因(如土的颗粒组成、密度、埋深、地下水位)和外因(地震动强度、频谱特征、持续时间)的综合作用的结果。对于此种地层,设计时首先应选择合理的埋深和采用深基础来减小和避开液化的影响。地基处理如强夯换填非液化土、挤密桩法等。

5、改善特殊土的不良地基特性主要是消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等。

湿陷性是黄土受水浸湿,土体结构迅速破坏,并显著附加下沉。处理方法主要有:强夯法、灰土垫层法、挤密法、深层搅拌桩法和预浸水法。


二、目前常用的地基处理方法

1、换填垫层法

换填垫层法是挖去地表浅层软弱土层或不均匀土层,回填坚硬、较粗粒径的材料,并夯压密实,形成垫层的地基处理方法。此方法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。其中垫层材料可选用砂石、粉质粘土、灰土、粉煤灰、矿渣、其他工业废渣、土工合成材料等。应根据建筑体型、结构特点、荷载性质、岩土工程条件、施工机械设备及填料性质和来源等进行综合分析,进行换填垫层的设计和选择施工方法。


2、强夯法、强夯置换法

强夯法是指为提高软弱地基的承载力,用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法。在夯击过程中,如往夯坑内不断地回填的砂石、钢渣等硬性粒料并将其夯实.使其形成密实的墩体的地基处理方法,又称强夯置换法。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、素填土和杂填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软塑一流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程。强夯置换法在设计前必须通过现场试验确定其运用性和处理效果,在建筑施工强夯和强夯置换施工前,应在施工现场有代表性的场地上选取一个或几个试验区,进行试夯或试验性施工,试验区数量应根据建筑场地复杂程度,建筑规模及建筑类型确定。


3、预压法

预压法是对地基进行堆载或真空预压,使地基土固结预先基本完成,从而提高地基土承载力,减少地基沉降的地基处理方法。预压法包括堆载预压法和真空预压法。其适用于处理淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和粘性土地基。预压法处理地基应预先通过勘察查明土层在水平和竖直方向的分布,层理变化,查明透水层的位置,地下水类型及水源补给情况等,并应通过土工试验确定土层的先期固结压力、孔隙比与固结压力的关系、渗透系数、固结系数、三轴试验抗剪强度指标以及原位十字板抗剪强度等。对堆载预压工程,预压荷载应分级逐渐施加,确保每级荷载下地基的稳定性。而对真空预压工程,可一次连续抽真空至最大压力进行施工,但必须设置排水竖井。


4、砂石桩法

砂石桩法是采用振动、冲击或水冲等方式在地基中成孔后,再将碎石、砂或砂石挤压人已成的扎中。形成砂石所构成的密实桩体,并和原桩周围土组成复合地基的地基处理方法。砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、索填土、杂填土等地基。饱和粘土地基上对变形控制要求不严的工程也可采用砂石桩置换处理。砂石桩法也可用于处理可液化地基。采用砂石桩处理地基应补充设计、施工所需的有关技术资料。对粘性土地基,应有地基土的不排水抗剪强度指标;对砂土和粉土地基应有地基土的天然孔隙比、相对密实度或标准贯入击数、砂石料特性、施工机具及性能等资料。


5、振冲法

振冲法是在振冲器水平振动和高压水的共同作用下,将松散砂土层振密,或在软弱土层中成孔,然后回填碎石等粗粒料形成桩柱,并和原地基土共同组成复合地基的地基处理方法。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。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。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。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。对大型的,重要的或场地地层复杂的工程,在正式施工前应通过现场试验确定其处理效果。


地基处理的方法很多,在实际工程中确定处理方法时,可根据工程的具体情况选用几种方法进行技术、经济、对环境的影响以及施工进度等方面的比较。合理的地基处理方法应该在技术上是可靠的、经济上是合理的、能够满足施工的要求而且不会对环境产生不良影响。