淺談軟基地基的成因及處理措施
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摘要:在我國建筑工程的建設中,經(jīng)常需要對軟弱地基進(jìn)行處理,保證地基的基礎承栽力。本文分析了軟弱地基形成的原因,并針對軟弱地基的實(shí)際情況,提出了一些處理的方法,從而有利于減輕軟弱地基對工程建設的影響,提高工程的質(zhì)量,獲得良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。
關(guān)鍵詞:軟地基 處理方法 質(zhì)量控制
前言:在現代建筑設計中,地基處理問(wèn)題已廣泛受到重視。地基處理不是局限于基礎持力層,而是整個(gè)基礎下影響范圍內的壓縮層。因此地基處理時(shí)應尋找合理的加固深度、簡(jiǎn)便的施工方法以達到經(jīng)濟快速合理。而軟土地基地處理是其中的薄弱環(huán)節。因為軟土地基中土的孔隙比大,含水量高,滲透性差,強度低,這類(lèi)地基在外力的作用下會(huì )引起沉陷,產(chǎn)生不均勻沉降等問(wèn)題,因此必須改善其地基變形與穩定條件,使土的孔隙減小,提高土的密度,使土粒更好地膠結在一起。
1 軟地基的形成及采取措施
1.1軟弱地基形成的原因
軟弱地基是由淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土、沖填土或者其它高壓縮性土層形成的地基,這些地基基本上很少受到地質(zhì)變動(dòng)或者地形的影響,也從沒(méi)有受到過(guò)地震、荷載等物理作用的影響,更沒(méi)有受到土顆粒間化學(xué)作用的影響。軟弱地基是一種不良的地基,其穩定性非常的差、強度較低、壓縮性較高、容易出現液化,沉降量也很大。因此在工程的建設過(guò)程中,要充分考慮地基的變形和穩定等問(wèn)題。在軟弱地基上建設的工程,由于其地基強度不夠和變形,往往不能滿(mǎn)足工程的質(zhì)量,所以要采用一定的措施,對軟弱地基進(jìn)行處理,從而提高地基的穩定性,減少地基的沉降和不均勻下降。
1.2軟弱地基的處理方法
軟弱地基的處理的方法主要包括為:換填墊層法、預壓法、擠密法、深層攪拌法、高壓噴射注漿法、灌漿法、強夯法、加筋法等。①換填墊層法。該方法是用物理力學(xué)性質(zhì)較好的巖土材料置換天然地基中的部分或全部軟土層,并分層夯實(shí)成低壓縮性的地基持力層,地基持力層有利于防止地基的凍脹,有利于提高地基的承載能力,也有利于加速軟土的排水固結,同時(shí)也有利于減少地基的沉降量。②預壓法。預壓法有兩種分類(lèi)方法,一種是堆載預壓法,另外一種是砂井預壓法。此種方法有利于利用外載作用,提高軟土的排水固結,增強它的抗剪強度和能力。由于預壓目的不同,需要采用不同的預壓方式。如果利用預先荷載加壓,能夠減少建筑物的沉降量;如果利用建筑物本身的荷載分級加荷進(jìn)行預壓,能夠增加地基強度和提高地基的承載能力。砂井預壓法是在軟土層中按一定距離設置砂井來(lái)改變軟土層的排水邊界條件,該方法可以加速軟土的固結,縮短預壓時(shí)間。該方法是在通過(guò)在軟土層中按一定的距離設置砂井,通過(guò)設置的砂井來(lái)改變軟土層的排水條件,排水條件的提高有利于加速軟土的固結,有利于減少預壓的時(shí)間。③擠密法。該方法是通過(guò)望土中打入樁管成孔,并把填入孔中的礫石等材料搗實(shí)。此種方法主要針對的是含砂粒、瓦屑的雜填土等較多的松散土地基,對于粘性大的飽和軟土地基不太合適。④深層攪拌法。該方法通過(guò)水泥、石灰等建筑材料的固化劑,運用深層攪拌機械對各種材料進(jìn)行攪拌,使得固化物和軟土攪拌均勻,從而產(chǎn)生一系列的物理或者化學(xué)反應,這樣就能夠使得軟土強度大大高于天然強度,其壓縮性、滲水性比天然軟土大大降低。該方法適合于各種成因的軟土層,尤其是對于厚度較大的飽和軟黏土。⑤高壓噴射注漿法。該方法是使用較大的壓力,把水泥漿液從管路中噴射而出,該方法能夠通過(guò)切割破壞土體,并能和土拌和均勻,并產(chǎn)生部分的置換作用,通過(guò)自然凝固后成為拌和樁體,并與地基形成良好的復合地基。⑥灌漿法。該方法通過(guò)運用鉆機成孔,根據需要灌漿的合適的深度,把注漿管慢慢放入孔中,并使得鉆孔的周?chē)晚敳坑脰|西封死,然后開(kāi)始啟動(dòng)壓力泵,往孔隙和巖石的間隙中注入攪拌均勻的水泥漿。⑦強夯法。該方法能夠通過(guò)較大的壓力和沖力對地基產(chǎn)生很大的作用,從而使得地基得到加固,使得的土的壓縮性進(jìn)一步縮小,增大了地基的強度,使得地基的抗液化的能力得到加強,大大降低和消除黃土的是濕陷性。同時(shí),該方法有利于使得土層均勻,預防以后出現的差異沉降。⑧加筋法。該方法是運用強度較大的條帶、纖維等土工聚合物埋入土層中,它有利于增加地基的承載力,降低或者消除地基的沉降量,提高建筑物的穩定能力。對于強度較大的土工合成材料,使得地基能夠承受更大的抗拉力,減少地基的斷裂的可能,使得地基的整體性和剛度得到進(jìn)一步增強,增強地基的承載能力,改善地基土體的應力場(chǎng)和應變場(chǎng)。該方法適合于各種軟土地基和各種高填土等
2其他軟基處理方法
軟土地基的加固除以上方法外還有:振沖地基加固、碎石樁擠密加固地基、砂樁加固地基、水泥煤灰碎石樁、塑料板排水加固、石灰粉煤灰(火山灰、鋼渣或黏土)樁等軟基處理方法。
2.1振沖法加固地基雖然現在已開(kāi)始在軟黏土和雜填土地基加固中使用,但該方法仍是松散砂土地基的最佳加固方法。當用于軟黏土時(shí)必須適當控制水壓、電流及填料密實(shí)度等才能有效保證加固效果。碎石樁擠密加固地基是用振動(dòng)沉管樁機將鋼套管沉入土中再灌入碎石而成。
2.2砂樁加固地基也是一種適用于軟弱土、淤泥質(zhì)土及新填土的地基加固方法,砂樁是利用振動(dòng)灌注施工機械,向地基土中沉入鋼管灌注砂料而成,能起到砂井排水及擠密加固地基的作用。
2.3水泥粉煤灰碎石樁是采用碎石、石屑、粉煤灰、少量水泥進(jìn)行拌和后,利用沉樁機械,振動(dòng)灌入地基中,制成一種具有黏結強度的非柔性、非剛性的亞類(lèi)樁,它與樁間土形成復合地基,共同承受荷載,從而達到加固地基的目的。水泥粉煤灰碎石樁在群樁施工中應注意樁的間距,樁距過(guò)小容易產(chǎn)生緊縮,樁距過(guò)大影響加固效果。
2.4塑料板排水加固軟基是將帶狀塑料排水板,用插板機插入軟土中,然后在土面加載預壓(或采用真空預壓),使土中水沿塑料板的通道溢出,并從砂墊層中排走,使地基得到加固,這種方法施工工期較長(cháng)。
2.5石灰粉煤灰(火山灰、鋼渣或黏土)樁的施工方法與深層石灰攪拌樁相似,只是在石灰中再添加粉煤灰、火山灰、鋼渣或黏土,采用摻合料后可有效防止石灰樁軟心。在施工中遇到軟弱地基時(shí),應進(jìn)行必要的補充勘探工作,提高沉降計算的精度和設計的合理性。在施工中應嚴格按照技術(shù)規程及施工規范操作,同時(shí)做好施工組織和施工質(zhì)量控制,在確保結構安全的前提下,滿(mǎn)足施工便捷且經(jīng)濟合理。
3幾種常見(jiàn)建筑地基施工方法的質(zhì)量控制
3.1強夯法的質(zhì)量控制
首先,測量定位。這是關(guān)系到強夯處理的整體效果的關(guān)鍵環(huán)節,在具體操作上,應由施工單位根據試夯確定的夯點(diǎn)布置圖,逐一測放夯點(diǎn)位置。其次,強夯前要用推土機預壓二遍,場(chǎng)地平整后,測量場(chǎng)地高程,夯點(diǎn)布置是否符合測量放線(xiàn)確定點(diǎn)。如果地下水位較高,應在表面鋪0.5—2.0m中(粗)砂或砂石墊層,或采取降低地下水位的方法(具體按照現場(chǎng)確定方案),以防設備下陷和消散強夯產(chǎn)生的孔隙水壓。再次,分段進(jìn)行施工,從邊緣夯向中央,從一邊向另一邊進(jìn)行。每夯完一遍,用推土機整平場(chǎng)地,放線(xiàn)定位即可接著(zhù)進(jìn)行下一遍夯擊。強夯法的加固順序是:先深后淺,即先加固深層士,再加固中層土,最后加固表層土。最后一遍夯完后,再以低能量滿(mǎn)夯一遍,有條件以采用小夯錘擊為佳。最后,夯擊時(shí)應按試驗確定的強夯參數進(jìn)行,落錘應保持平衡,夯位應準確,夯擊坑內積水應及時(shí)排除。夯擊地段遇上含水量過(guò)大時(shí),可鋪砂石后再進(jìn)行夯擊。在每一遍夯擊之后,要用新土或周?chē)耐翆⒑粨艨犹钇?,再進(jìn)行下一遍夯擊。
3.2注漿法質(zhì)量控制點(diǎn)分析
首先,現場(chǎng)鉆孔情況應安排專(zhuān)人如實(shí)地記錄在鉆孔記錄表上:其次,硅化加固的土層以上應保留1m厚的不加固土層,以防漿液上冒,必要時(shí)須夯填素土或打灰土層;再次,灌注漿液的壓力一般在0.2—0.4mpa(始)和0.8—1.0mpa(終)范圍內;再次,土的加固程序,一般自上而下進(jìn)行,如土的滲透系數隨深度而增大時(shí),則應自下而上進(jìn)行。如相鄰涂層的土質(zhì)不同時(shí),滲透系數較大的土層應先進(jìn)行加固;再次,應經(jīng)常抽查漿液的配比及主要性能指標、注漿順序、注漿孔位、孔徑、孔深以及注漿過(guò)程的壓力值是否滿(mǎn)足要求,并將自己的檢查結果與現在記錄人員的記錄相核對(可通過(guò)量測注漿管的長(cháng)度的方法來(lái)檢查注漿孔的孔深):再次,及時(shí)在編好號的孔位平面圖上對已注漿孔進(jìn)行標記并注明鉆孔日期。避免漏孔情況出現;最后,如出現地面或附近建筑物變形的情況,應立即停止注漿,分析原因,調整注漿參數。
4總結
地基是建筑物重要組成的一部分,通過(guò)對軟弱地基的處理,改良各種不良地基,使得滿(mǎn)足各種大型和高程建筑的需要。在處理軟地基時(shí)要結合擬建區域內地基土的組成及力學(xué)性質(zhì)等實(shí)際情況,才會(huì )達到理想的效果。
關(guān)鍵詞:軟地基 處理方法 質(zhì)量控制
前言:在現代建筑設計中,地基處理問(wèn)題已廣泛受到重視。地基處理不是局限于基礎持力層,而是整個(gè)基礎下影響范圍內的壓縮層。因此地基處理時(shí)應尋找合理的加固深度、簡(jiǎn)便的施工方法以達到經(jīng)濟快速合理。而軟土地基地處理是其中的薄弱環(huán)節。因為軟土地基中土的孔隙比大,含水量高,滲透性差,強度低,這類(lèi)地基在外力的作用下會(huì )引起沉陷,產(chǎn)生不均勻沉降等問(wèn)題,因此必須改善其地基變形與穩定條件,使土的孔隙減小,提高土的密度,使土粒更好地膠結在一起。
1 軟地基的形成及采取措施
1.1軟弱地基形成的原因
軟弱地基是由淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土、沖填土或者其它高壓縮性土層形成的地基,這些地基基本上很少受到地質(zhì)變動(dòng)或者地形的影響,也從沒(méi)有受到過(guò)地震、荷載等物理作用的影響,更沒(méi)有受到土顆粒間化學(xué)作用的影響。軟弱地基是一種不良的地基,其穩定性非常的差、強度較低、壓縮性較高、容易出現液化,沉降量也很大。因此在工程的建設過(guò)程中,要充分考慮地基的變形和穩定等問(wèn)題。在軟弱地基上建設的工程,由于其地基強度不夠和變形,往往不能滿(mǎn)足工程的質(zhì)量,所以要采用一定的措施,對軟弱地基進(jìn)行處理,從而提高地基的穩定性,減少地基的沉降和不均勻下降。
1.2軟弱地基的處理方法
軟弱地基的處理的方法主要包括為:換填墊層法、預壓法、擠密法、深層攪拌法、高壓噴射注漿法、灌漿法、強夯法、加筋法等。①換填墊層法。該方法是用物理力學(xué)性質(zhì)較好的巖土材料置換天然地基中的部分或全部軟土層,并分層夯實(shí)成低壓縮性的地基持力層,地基持力層有利于防止地基的凍脹,有利于提高地基的承載能力,也有利于加速軟土的排水固結,同時(shí)也有利于減少地基的沉降量。②預壓法。預壓法有兩種分類(lèi)方法,一種是堆載預壓法,另外一種是砂井預壓法。此種方法有利于利用外載作用,提高軟土的排水固結,增強它的抗剪強度和能力。由于預壓目的不同,需要采用不同的預壓方式。如果利用預先荷載加壓,能夠減少建筑物的沉降量;如果利用建筑物本身的荷載分級加荷進(jìn)行預壓,能夠增加地基強度和提高地基的承載能力。砂井預壓法是在軟土層中按一定距離設置砂井來(lái)改變軟土層的排水邊界條件,該方法可以加速軟土的固結,縮短預壓時(shí)間。該方法是在通過(guò)在軟土層中按一定的距離設置砂井,通過(guò)設置的砂井來(lái)改變軟土層的排水條件,排水條件的提高有利于加速軟土的固結,有利于減少預壓的時(shí)間。③擠密法。該方法是通過(guò)望土中打入樁管成孔,并把填入孔中的礫石等材料搗實(shí)。此種方法主要針對的是含砂粒、瓦屑的雜填土等較多的松散土地基,對于粘性大的飽和軟土地基不太合適。④深層攪拌法。該方法通過(guò)水泥、石灰等建筑材料的固化劑,運用深層攪拌機械對各種材料進(jìn)行攪拌,使得固化物和軟土攪拌均勻,從而產(chǎn)生一系列的物理或者化學(xué)反應,這樣就能夠使得軟土強度大大高于天然強度,其壓縮性、滲水性比天然軟土大大降低。該方法適合于各種成因的軟土層,尤其是對于厚度較大的飽和軟黏土。⑤高壓噴射注漿法。該方法是使用較大的壓力,把水泥漿液從管路中噴射而出,該方法能夠通過(guò)切割破壞土體,并能和土拌和均勻,并產(chǎn)生部分的置換作用,通過(guò)自然凝固后成為拌和樁體,并與地基形成良好的復合地基。⑥灌漿法。該方法通過(guò)運用鉆機成孔,根據需要灌漿的合適的深度,把注漿管慢慢放入孔中,并使得鉆孔的周?chē)晚敳坑脰|西封死,然后開(kāi)始啟動(dòng)壓力泵,往孔隙和巖石的間隙中注入攪拌均勻的水泥漿。⑦強夯法。該方法能夠通過(guò)較大的壓力和沖力對地基產(chǎn)生很大的作用,從而使得地基得到加固,使得的土的壓縮性進(jìn)一步縮小,增大了地基的強度,使得地基的抗液化的能力得到加強,大大降低和消除黃土的是濕陷性。同時(shí),該方法有利于使得土層均勻,預防以后出現的差異沉降。⑧加筋法。該方法是運用強度較大的條帶、纖維等土工聚合物埋入土層中,它有利于增加地基的承載力,降低或者消除地基的沉降量,提高建筑物的穩定能力。對于強度較大的土工合成材料,使得地基能夠承受更大的抗拉力,減少地基的斷裂的可能,使得地基的整體性和剛度得到進(jìn)一步增強,增強地基的承載能力,改善地基土體的應力場(chǎng)和應變場(chǎng)。該方法適合于各種軟土地基和各種高填土等
2其他軟基處理方法
軟土地基的加固除以上方法外還有:振沖地基加固、碎石樁擠密加固地基、砂樁加固地基、水泥煤灰碎石樁、塑料板排水加固、石灰粉煤灰(火山灰、鋼渣或黏土)樁等軟基處理方法。
2.1振沖法加固地基雖然現在已開(kāi)始在軟黏土和雜填土地基加固中使用,但該方法仍是松散砂土地基的最佳加固方法。當用于軟黏土時(shí)必須適當控制水壓、電流及填料密實(shí)度等才能有效保證加固效果。碎石樁擠密加固地基是用振動(dòng)沉管樁機將鋼套管沉入土中再灌入碎石而成。
2.2砂樁加固地基也是一種適用于軟弱土、淤泥質(zhì)土及新填土的地基加固方法,砂樁是利用振動(dòng)灌注施工機械,向地基土中沉入鋼管灌注砂料而成,能起到砂井排水及擠密加固地基的作用。
2.3水泥粉煤灰碎石樁是采用碎石、石屑、粉煤灰、少量水泥進(jìn)行拌和后,利用沉樁機械,振動(dòng)灌入地基中,制成一種具有黏結強度的非柔性、非剛性的亞類(lèi)樁,它與樁間土形成復合地基,共同承受荷載,從而達到加固地基的目的。水泥粉煤灰碎石樁在群樁施工中應注意樁的間距,樁距過(guò)小容易產(chǎn)生緊縮,樁距過(guò)大影響加固效果。
2.4塑料板排水加固軟基是將帶狀塑料排水板,用插板機插入軟土中,然后在土面加載預壓(或采用真空預壓),使土中水沿塑料板的通道溢出,并從砂墊層中排走,使地基得到加固,這種方法施工工期較長(cháng)。
2.5石灰粉煤灰(火山灰、鋼渣或黏土)樁的施工方法與深層石灰攪拌樁相似,只是在石灰中再添加粉煤灰、火山灰、鋼渣或黏土,采用摻合料后可有效防止石灰樁軟心。在施工中遇到軟弱地基時(shí),應進(jìn)行必要的補充勘探工作,提高沉降計算的精度和設計的合理性。在施工中應嚴格按照技術(shù)規程及施工規范操作,同時(shí)做好施工組織和施工質(zhì)量控制,在確保結構安全的前提下,滿(mǎn)足施工便捷且經(jīng)濟合理。
3幾種常見(jiàn)建筑地基施工方法的質(zhì)量控制
3.1強夯法的質(zhì)量控制
首先,測量定位。這是關(guān)系到強夯處理的整體效果的關(guān)鍵環(huán)節,在具體操作上,應由施工單位根據試夯確定的夯點(diǎn)布置圖,逐一測放夯點(diǎn)位置。其次,強夯前要用推土機預壓二遍,場(chǎng)地平整后,測量場(chǎng)地高程,夯點(diǎn)布置是否符合測量放線(xiàn)確定點(diǎn)。如果地下水位較高,應在表面鋪0.5—2.0m中(粗)砂或砂石墊層,或采取降低地下水位的方法(具體按照現場(chǎng)確定方案),以防設備下陷和消散強夯產(chǎn)生的孔隙水壓。再次,分段進(jìn)行施工,從邊緣夯向中央,從一邊向另一邊進(jìn)行。每夯完一遍,用推土機整平場(chǎng)地,放線(xiàn)定位即可接著(zhù)進(jìn)行下一遍夯擊。強夯法的加固順序是:先深后淺,即先加固深層士,再加固中層土,最后加固表層土。最后一遍夯完后,再以低能量滿(mǎn)夯一遍,有條件以采用小夯錘擊為佳。最后,夯擊時(shí)應按試驗確定的強夯參數進(jìn)行,落錘應保持平衡,夯位應準確,夯擊坑內積水應及時(shí)排除。夯擊地段遇上含水量過(guò)大時(shí),可鋪砂石后再進(jìn)行夯擊。在每一遍夯擊之后,要用新土或周?chē)耐翆⒑粨艨犹钇?,再進(jìn)行下一遍夯擊。
3.2注漿法質(zhì)量控制點(diǎn)分析
首先,現場(chǎng)鉆孔情況應安排專(zhuān)人如實(shí)地記錄在鉆孔記錄表上:其次,硅化加固的土層以上應保留1m厚的不加固土層,以防漿液上冒,必要時(shí)須夯填素土或打灰土層;再次,灌注漿液的壓力一般在0.2—0.4mpa(始)和0.8—1.0mpa(終)范圍內;再次,土的加固程序,一般自上而下進(jìn)行,如土的滲透系數隨深度而增大時(shí),則應自下而上進(jìn)行。如相鄰涂層的土質(zhì)不同時(shí),滲透系數較大的土層應先進(jìn)行加固;再次,應經(jīng)常抽查漿液的配比及主要性能指標、注漿順序、注漿孔位、孔徑、孔深以及注漿過(guò)程的壓力值是否滿(mǎn)足要求,并將自己的檢查結果與現在記錄人員的記錄相核對(可通過(guò)量測注漿管的長(cháng)度的方法來(lái)檢查注漿孔的孔深):再次,及時(shí)在編好號的孔位平面圖上對已注漿孔進(jìn)行標記并注明鉆孔日期。避免漏孔情況出現;最后,如出現地面或附近建筑物變形的情況,應立即停止注漿,分析原因,調整注漿參數。
4總結
地基是建筑物重要組成的一部分,通過(guò)對軟弱地基的處理,改良各種不良地基,使得滿(mǎn)足各種大型和高程建筑的需要。在處理軟地基時(shí)要結合擬建區域內地基土的組成及力學(xué)性質(zhì)等實(shí)際情況,才會(huì )達到理想的效果。
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