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岩土研究院

地基处理设计前的调查研究和方案选择

334 2022-04-20 10:08:31

一、在选择地基处理方案前应具备下列资料

(一)了解场地地质条件

如果勘察资料不全,则必须根据可能采用的地基处理方法所需的勘察资料作必要补充勘察;并须搜集地下管线和地下障碍物分布情况的资料。

(二)了解环境情况

地基处理施工时可能对周围环境造成影响。噪音会影响附近居民休息、学习和工作;振动和挤土会导致邻近建筑物和地下管线的开裂、附加沉降和不均匀沉降。

(三)确定地基处理范围

对地基处理设计,除应满足地基土强度、变形、抗液化和抗渗等要求外,尚应确定地基处理范围。通常对柔性桩都要按给定建筑物基础轮廓线范围向外放大若干尺寸,以满足土体中的应力扩散和抗液化要求。

(四)了解相似场地上同类工程的地基处理经验

某一地区常用的地基处理方法往往是该地区的设计和施工经验的总结,它综合体现了材料来源、施工机具、工期、造价和加固效果,故应重视类似场地上同类工程的地基处理经验至为重要。

二、在确定地基处理方案时,可按下列步骤进行

1.根据场地地质条件、工程结构类型、使用要求、对周围环境影响、材料情况和施工条件、工期和造价等因素,初步选定几种可供考虑的地基处理方案。

按照过去做的勘察工作,对填土仅查明分布和只作一般描述而不提供土的组成状况和物理力学性质指标是不够的。如填土厚度较大,开挖换土已明显不经济或不允许时,不可避免地需要进行其它处理,因此必须考虑到不同的处理方法所需要了解的土质情况,例如水泥土搅拌桩的机械难以对付填土中大块硬性杂质,若数量少和埋深浅的尚可用人工排除,

对数量多和埋藏深的就难以施工;又如对振冲碎石桩施工时,遇到粒径大于80mm的硬块也易损坏振冲器,数量多时,会给施工带来困难,因此勘察时必须对填土中硬性杂质的含量、块度和埋藏深度有比较准确的了解;又如对浜填土和浜底淤泥,其含水量和有机质含量将显著影响水泥土搅拌桩的强度,因此必须查明填土中最薄弱层的含水量和有机质含量等物理性指标;再如,填土疏松和相当深度范围内空隙较多,则对真空预压就很难密封;对水泥土搅拌桩、旋喷桩、注浆和树根桩等用压力注浆的地基处理施工方法,地层中空隙的存在会影响浆液(或水泥干粉)的用量,严重时也会因浆液的漏失而无法保证质量。

2.对初步选定的几种地基处理方案,分别从预期处理效果、材料来源和消耗、施工机具和进度、对周围环境影响和造价等各种因素,进行技术经济分析和对比,从中选择最佳的地基处理方案,也可采用两种或多种地基处理的综合处理方案。另外,在选择地基处理方案时,尚应同时考虑加强上部结构的整体性和刚度。

每一个勘察、设计和施工人员首先必须明确,任何一种地基处理方法不可能解决所有地基基础中的一切问题,因此合理选择地基处理方案至为重要。

值得注意的是,有时一个方案可能是两种地基处理方法的综合。如对吹填土地基的场地可选用真空预压联合碎石桩的加固方案,如经真空预压加固后的地基容许承载力约可达到130kPa,在联合碎石桩后,地基容许承载力可提高到200kPa,从而可满足设计对地基承载力较高的要求;有时为了减少强夯对软土地基内的孔隙水压力,在处理的地基土内先打设塑料排水带,加快排水固结的历程,使地基处理的效果更好;有时为防止预压堆载场地的变形而影响邻近建筑物的稳定,在堆载场地的边缘部分,以碎石桩代替塑料排水带,发挥碎石桩所具有的抗剪强度较好的作用。

工程实践表明,在软土地基上采用加强上部结构的整体性和刚度的方法,能减少地基的不均匀变形。因此规范P-2中规定对需要地基处理的工程,应尽量选用加强上部结构刚度和强度的方法,从而会收到技术经济方面显著的效果。

3.对已选定的地基处理方法,根据建筑物的安全等级和场地复杂程度,应在有代表性的场地上,按实际施工可能采用的一种或几种单体尺寸进行相应的现场实体试验。其目的是为了调试机械设备,确定施工工艺、用料及配比等各项施工参数;检验预期加固设计参数和处理效果;为今后顺利施工创造条件,加速工程建设进度。现场实体试验最好安排在初步设计阶段进行,以便及时地为施工设计图提供必要的参数,优化设计,节约投资。试验性施工一般应在地基处理典型地质条件的场地以外进行,在不影响工程质量问题时,也可在地基处理范围内进行。

对地基处理的效果检验,经常在地基处理施工结束后,根据土质条件的不同,考虑到时效的作用,须经一定时间的休止恢复后再进行检验。因为地基加固后,复合地基的强度和模量的提高往往需要一定的时间,且随时间的延长,强度和模量在不断地增长。因此,地基处理施工应尽量提早安排,并通过调整施工速度,确保地基的稳定性和安全度。

一般在地基处理前、施工中和施工后,都要对被加固的软弱地基进行现场测试的勘探,其检验勘探方法有钻孔取样、十字板试验、静力触探试验、轻便触探试验、标准贯人试验、载荷试验和取芯试验等措施。有时需要采用多种手段进行检验,以便综合评价地基处理的效果。

在地基处理设计时,对加固后地基必须满足有关工程对地基土的强度和变形要求。设计人员通常只注意满足地基土的强度要求,而忽视同样应满足变形要求。要充分认识到,所有工程虽经加固后还有一定数量的沉降和不均匀沉降,因而核算沉降仍然是十分重要的工作;当处理深度未贯穿压缩层下限,而在压缩层范围内存在软弱下卧层时,则仍需验算软弱下卧层的地基承载力。

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