第一篇:土木工程毕业论文:地基处理方法及技术分析研究
地基处理方法及技术分析研究
(内容摘要)地基处理的目的是指提高软弱地质地基的承载力,保证软弱地质地基的稳定性;降低不良地基的压缩性和安全性,减少地基础的下降尤其是不均匀沉降;防止地基受到振动冲击作用时产生沉降现象;消除湿陷性土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等。随着我国国民经济的发展,高层和超高层建筑、水利水电、路桥、地质灾害治理等工程建设项目蒸蒸日上。目前在国内较为常用的地基处理方法有:垫层法、强夯法、和灰土挤密桩、石灰桩、砂桩、碎石桩、深层搅拌法和高压旋喷注浆法等。
关键字:地基;软弱地基;加固技术
引 言
随着城市建设规模的不断扩大,建设用地越来越紧张,无论是在地上还是地下都要求建筑物的空间能最充分利用,使其结构设计出现了众多的体型上部载荷大小相差悬殊的高层建筑。相应的建筑物对沉降的要求也越来越高,对地基与基础的设计要求也越来越高。现以软弱地基的几种处理方法来加以分析研究。
软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基,就是持力层为沙土,是粉质粘土等低压缩性土层,高压缩性土层。在软弱地基保持纯天然没有经过人工的处理的时候,软弱地基对于外界的冲击和振动具有一定的沉降。
软弱地基是一种不良地基,由于地质强度比较小、压缩性比较高和透水性很小等特性,因此在软土地基上修建建筑物必须重视地基的变形和稳定。在软弱土地基上的建筑物往往会出现地基强度和变形不能满足设计要求。软地基定义
软土是自然历史、地理的产物,是随着气候、沉积环境的变化而形成的。一般是指在静水和缓慢流水环境中沉积,以黏粒为主并伴有微生物作用的近代沉积物。软土是一种呈软塑到流塑状态,其外观以灰色为主的细土粒,如淤泥和淤泥质土、泥炭土和沼泽土,以及其它高压缩性饱和黏性土、粉土等。其中淤泥和淤泥质土是软土的主要类型。
软弱地基在我们看来它是指基本上未经受过地形及地质变动,未受过荷载及地震动力等物理作用或土颗粒间的化学作用的软粘土、有机质土、饱和松砂土和淤泥质土等地层构成的地基。大部分是饱和的,其天然含水量大于液限,孔隙比大于1.0。当天然孔隙比大于1.5时,称为淤泥,当天然孔隙比大于1.0而小于 1.5时,称为淤泥质土。软粘土的特点是天然含水量高,一般为35%~80%,天然孔隙比大,一般为1.0~2.0,抗剪强度低,不排水抗剪强度约在5kPa~25 kPa,压缩系数高,一般为a1-2=0.5Mpa-1~1.5 Mpa-1,最大可达到4.5Mpa-1,渗透系数小,一般约1×10-6㎝/s~1×10-8㎝/s。
1.1 场地
场地是指工程建设所直接占有并直接使用的有限面积的土地。场地范围内及其领近的地质环境都会直接影响着场地的稳定性。场地的概念是宏观的,它不仅代表着所划定的土地范围,还应扩大到涉及某种地质现象或工程地质问题所概括的地区。所以场地的概念不能机械理解为建筑占地面积,在地质条件复杂的地区,还应包括该面积在内的某个微地貌、地形和地质单元。场地的评价对工程的总体规划具有深远的实际意义,关系到工程的安全和工程造价。
1.2 地基
1.2.1 强度及稳定性的问题
当地基的抗剪强度不足以支撑上部结构的自重及外荷载时,地基就会产生局部或整体剪切破坏。它会影响建筑物的正常使用,甚至引起开裂或破坏。承载力较低的地基容易产生地基承载力不足问题而导致工程事故。土的抗剪强度不足除了会引起建筑物地基失效的问题外,还会引起其他一系列的岩土工程问题,如边坡失稳、基坑失稳、挡土墙失稳、隧道塌方等。1.2.2 变形问题
当地基在上部结构的自重及外界荷载的作用下产生过大的变形,会影响建筑物的正常使用;当超过建筑物所能容许的不均匀的沉降时,结构可开裂。高压性土的地基容易产生变形问题。一些特殊土地基在大气环境改变时,由于自身物理力学特性的变化而往往会在上部结构荷载不变的情况下产生一些附加变形,如湿陷性黄土遇水湿陷、膨胀土的遇水膨胀和失水干缩、冻土的冻胀和融完、软土的扰动变形等。这些变形对建筑物的安全都是不利的。软弱地基处理方法的分类、原理及适用范围
2.1 地基处理方法
地基处理是一项历史悠久的工程技术。随着现代建筑事业对地基处理的要求日益增高,许多新的地基处理技术也得到开发和应用,如近年来发展的强夯法、振冲法、真空预压法、高压喷射注浆法以及加筋法等已广泛用于工程实践。地基处理技术的研究和推广已成为地基处理技术的研究和推广已成为土木工程中一项 重要的课题。
软弱地基的种类很多,按成因一般可分为人工填土类地基;海相、河流相和湖相沉积而成的含淤质粘土类地基;各种山前冲积、洪积相所形成的夹卵石、漂石的粘土类地基。复杂的成因造成了它们在物理力学性能上的复杂性,它们的共同特点是承载力低、压缩性高。目前对厚度较大的软弱地基一般采用各类钢筋混凝土桩进行处理,对含水量和孔隙比较大的软弱地基一般采用砂桩、石灰桩,化学灌浆或堆载预压等方法处理。各种处理方法都有较强的针对性,处理方法选择是否合理,直接影响到建筑物的设计是否安全和节约。
我国在引进了国外比较先进的软土地基处理方法的同时,逐步发展了符合我国国内具体工程地质条件的软土地基处理方法。从国外引进和发展了高压喷射注浆法、振冲法、强夯法、深层搅拌法、土工合成材料、强夯置换法、EPS超轻质填料法等许多地基处理技术。许多已经在我国得到应用的地基处理技术,如排水固结法、土桩和灰土桩法、砂桩法等也得到不断发展提高;在工程实践中还发展了许多新的地基处理技术,如真空预压法、锚杆静压桩法、孔内夯扩碎石桩法、低强度桩复合地基法、刚性桩复合地基法等。在地基处理方面我们已现在的施工工艺中以最常见以及最常用的几种来进行分类例如: 2.1.1 换填垫层法
用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。其主要作用是提高地基承载力,减少沉降量,加速软弱土层的排水固结,防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。2.1.2 强夯法
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、杂填土和素填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土,软-流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程,在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度,减少压缩性,改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。2.1.3 砂石桩法
用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基,提高地基的承载力和降低压缩性,也可用于处理可液化地基。对饱和粘土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理,使砂石桩与软粘土构成复合地基,加速软土的排水固结,提高地基承载力。2.1.4 水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法 用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应根据地区经验或现场试验确定其适用性。基础和桩顶之间需设置一定厚度的褥垫层,保证桩、土共同承担荷载形成复合地基。该法适用于条基、独立基础、箱基、筏基,可用来提高地基承载力和减少变形。对可液化地基,可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合地基,达到消除地基土的液化和提高承载力的目的。2.1.5 预压法
用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。当软土层厚度小于4m时,可采用天然地基堆载预压法处理,当软土层厚度超过4m时,应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程,必须在地基内设置排水竖井。预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。2.1.6 置换及拌入法
置换及拌入法有换填垫层法、振冲置换法、高压喷射浆法、深层搅拌法、褥垫法等多种方法;采用砂、碎石等材料置换软弱土地基中部分软弱土体或在部分软弱土地基中掺入水泥、石灰或砂浆等形成加固体,与未被加固部分的土体一起形成复合地基,从而达到提高地基承载力减少沉降量的目的。2.1.7 加筋法
加筋法有加筋土法、锚固法、树根桩法、低强度砼桩复合地基法、钢筋砼桩复合地基法等多种方法。通过在土层埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等达到提高地基承载力,减小沉降,维持建筑物稳定。
在大部分的工程施工中在确定地基处理方案时,宜选取不同的多种方法进行比选。对复合地基而言,方案选择是针对不同土性、设计要求的承载力提高幅质、选取适宜的成桩工艺和增强体材料,保证文明施工、环保施工。
2.2 各种地基处理方法适用范围
2.2.1换填垫层法
换填垫层法常用于基坑面积宽大开挖方量较大的回填土方工程适用于处理浅层非饱和和软弱地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基、季节性冻土地基、素填土和杂填土地基。2.2.2强夯法
夯实法适用于碎石土、砂土、素填土、杂填土、低饱和度的粉土和粘性土、和湿陷性黄土夯实置换适用于软弱土。2.2.3砂石桩法
砂石桩法一般适用于杂填土和松软砂土,对于软土地基经试验证明加固有效时方可使用土桩、灰土桩、二灰桩挤密法一般适用于地下水位深度为5-10m的湿陷性黄土和人工填土石灰桩适用于软弱粘性土和杂填土。2.2.4水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法
水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法适用于处理粘性上、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应按当地经验或通过现场试验确定其适用性。就基础形式而言,既刁用于条形基础、独立基础,又可用于箱形基础、筏形基础。2.2.5预压法
预压法适用于处理厚度较大的饱和软土和冲积土地基。2.2.6置换及拌入法
置换及拌入法用于垫层法和开挖浅层地基处理;振冲置换法适用于软弱粘性土地基;高压喷射注浆法;适用于粘性土、冲填土、粉细砂、砂砾石等地基;深层搅拌法和石灰桩适用于软弱粘性土;褥垫法适用于地基软土层深浅不一等 2.2.7加筋法
加筋法土工聚合物适用于软弱地基,或用作反滤、排水和隔水材料;锚固技术适用于天然底层或人工填土;加筋土适用于人工填筑的砂性土;树根桩法适用于软弱粘性土、杂填土等。加固技术
3.1 地基基础的加固
应遵循“安全适用,经济合理,技术先进”的原则,同时还应考虑加固时施工的难易程度。常用的方法有扩大基础底面积法,其适用范围为刚性基础或扩展基础。锚杆静压桩法,其适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土和人工填土等地基土上。树根桩法,一般适用于淤泥质土、非粘土、粉土、砂土及人工填土等地基土上,作为基础加固或基坑边坡稳定加固之用。注浆加固法,一般适用于砂土、粉土、粘土、粘性土和人工填土等地基加固。3.1.1 锚杆静压桩法
锚杆静压桩法用于高压缩性粘土层或砂性较轻的软粘土层,当桩须贯穿有一定厚度的砂性土夹层时,必须根据桩机的压桩力与终压力及土层的形状、厚度、密度、上下土层的力学指标、桩型、桩的构造、强度、桩截面规格大小与布桩形式、地下水位高低以及终压前的稳压时间与稳压次数等综合考虑其适用性。3.1.2 树根桩法
树根桩法用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、碎石土及人工填土等地基土上既有建筑的修复和增层、古建筑的整修、地下铁道的穿越等加固工程。3.1.3 注浆加固法
注浆加固是用液压、气压或电化学原理通过注浆管把浆液均匀地注入土层中,填充、渗透和挤密驱走土颗粒间的水分和气体,并填充、硬化后将土颗粒成一个整体形成一个强度大、压缩性低、抗渗性高和稳定性良好的新的土体,从而使地基得到加固,可防止或减少渗透和不均匀的沉降。
3.2 地基处理方法加固效果
软弱地基在进行施工组织的时候经过处理加固后使地基在组织施工的时候更可以有效和节省各类成本进行施工,也确保了各类施工工艺的安全性,方便性,大大减少在施工中由于软弱地基没有得到加固在组织施工出现的各类事故和一些不必要的麻烦。
地基处理是一项技术性很强的工作,合理的方案还需要落实到技术措施和施工质量的保证上,才能获得地基处理预期的效果,这不但要求认真制订技术措施的技术标准,保证施工质量,还要进行施工现场质量检验、试验和现场监测与控制,监视地基加固动态变化,控制地基的稳定性和变形的发展,检验加固的效果,确保地基方案顺利的实施。
随着具有中国特色的现代化的发展,规模宏大的工业与民用建筑、水利工程、环境工程、港口工程、高速铁路、高速公路、机场跑道、大型油罐基础工程等的兴建,不可避免的在不良的地基场地上建造,而且对地基质量的要求也将越来越高,现有的地基处理技术已经不能满足社会发展的需求。地基处理技术将在在原有的基础上有所改善,原来笨重的工人夯实转变为现行的机械操作,甚至发展为用化学药品来处理地基。旧事物在短时间内被新事物的发展所取代是社会发展的需要,同样,地基处理技术也是如此。由此可见地基处理技术的发展前景是远大和美好的,地基处理的新技术、新工艺也将不断涌现。
第二篇:地基处理方法汇总
地基处理的各种方法的原理与适用条件汇总
1.换填法
换填法就是将基础底面以下不太深的一定范围内的软弱土层挖去,然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、粉煤灰、矿渣等材料以及土工合成材料分层充填,并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动,使之达到要求的密实度,成为良好的人工地基。当地基软弱土层较薄,而且上部荷载不大时,也可直接以人工或机械方法(填料或不填料)进行表层压、夯、振动等密实处理,同样可取得换填加固地基的效果。
经过换填法处理的人工地基或垫层,可以把上部荷载扩散传至下面的下卧层,以满足上部建筑所需的地基承载力和减少沉降量的要求。当垫层下面有较软土层时,也可以加速软弱土层的排水固结和强度的提高。
适用条件:换填法适用于浅层地基处理,包括淤泥、淤泥质士、松散素填土、杂填土、已完成自重固结的软填土等地基处理以及暗塘、暗洪、暗沟等浅层处理和低洼区域的填筑。换填法还适用于一些地域性特殊土的处理:用于膨胀土地基可消除地基上的胀缩作用,用于湿陷性黄土地基可消除黄土的湿陷性,用于山区地基可用于处理岩面倾斜、破碎、高低差,软硬不匀以及岩溶与土洞等.用于季节性冻土地基可消除冻胀力和防止冻胀损坏等。
2.排水固结法
按照使用目的,排水固结法可以解决以下两个问题。
(1)沉降问题。使地基的沉降在加载预压期间大部或基本完成,使建筑物在使用期间不致产生不利的沉降和沉降差。
(2)稳定问题。加速地基土的抗剪强度的增长,从而提高地基的承载力和稳定性。
排水固结法原理:饱和软粘土地基在荷载的作用下,孔隙中的水被慢慢排出,孔隙体积慢慢地减小,地基发生固结变形,同时,随着超静水压力逐渐消散,有效应力逐渐提高,地基土的强度逐渐增长。在荷载作用下,土层的固结过程就是超静孔隙水压力(简称孔隙水压力)消散和有效应力增加的过程。如地基内某点的总应力增量为:△σ,有效应力增量为△σ′,孔隙水压力增量为△u,则二者满足以下关系:
△σ′= △σ-△u
适用条件:海相、湖相以及河相沉积的软弱粘性土层,这种土层含水量大、压缩性高、强度低、透水性差且不少情况埋藏深厚在建筑物荷载作用下会产生相当大的沉降和沉降差,而且沉降的延续时间很长,有可能影响建筑物的正常使用。由于其强度低,地基承载力和稳定性
往往不能满足工程要求。因此,这种地基通常需要采取处理措施,排水回结法就是处理软弱土地基的有效方法之一。
3.土桩、灰土桩挤密法
土桩、灰土桩挤密法是利用沉管、爆扩、冲击或钻孔穷扩等方法,在地基土中挤压成桩孔,迫使桩孔内土体侧(横)向挤出,从而使桩周土得到加密;随后向桩孔内分层填人素土或灰土等廉价填料穷实成桩,桩体填料也可采用水泥土、二灰(石灰、粉煤灰)或灰渣(石灰、矿渣)等具有一定胶凝强度的材料。土桩、灰土桩等挤密地基由桩体和桩间挤密土组成人工复合地基,共同承担上部荷载。土桩、灰土桩挤密法的主要特点是对桩间土的原位深层挤密,因此也可称为挤密桩法或深层挤密法,适用条件:原位处理、深层挤密、就地取材和以土治土,用于处理深厚的湿陷性黄土地基和非饱和欠压密的填土地基,可获得显著的技术、经9济与社会效益,因此在我国西北和华北等地区已广泛应用。
4.沉管挤密砂石桩法
沉管挤密砂石桩法是指利用振动或冲击沉管方式,在软弱地基中成孔后,填入砂、砾石、碎石等材料并将其挤压人孔中,形成较大直径的、由砂石构成的密实桩体的地基处理方法。主要包括砂桩(置换)法、挤密砂桩法和沉管碎石桩法等。
适用条件:砂石桩开始时是用来处理松散砂土地基的,随着高效能施工机具的出现,应用范围已扩大到粉土、粘性土、素填士及杂填土地基。工程实践表明,砂石桩用于处理松散砂土和塑性指数不高的非饱和粘性土地基,其挤密或振密效果较好,不仅可以提高地基的承载力、减少地基的固结沉降,而且可以防止砂土由于振动或地震所产生的液化。
5.振冲法
利用振动和水冲加固土体的方法叫做振冲法。(1)振冲挤密法
原理:振冲密实法加固砂层的原理,简单说来是一方面依靠振冲器的强力振动使饱和砂层发生液化,砂颗粒重新排列,孔隙减少,另一方面依靠振冲器的水平振动力,在加回填料情况下还通过填料使砂层挤压加密,所以这一方法称为振冲密实法。
适用条件:砂性土。
(2)振冲置换法
利用振冲器边振边冲在软弱粘性土地基中成孔,再在孔内分批填入碎石等坚硬材料制成一根根桩体,桩体和原来的粘性土构成所谓复合地基。
原理:由于桩体的压缩模量远比软弱土大,故而通过基础传给复合地基的外加压力随着桩、土的等量变形会逐渐集中到桩上去,从而使软土负担的压力相应减少。结果,与原地基相比,复合地基的承载力有所增高,压缩性也有所减少。这就是应力集中作用。
适用条件:粘性土。
6.强夯法和强夯置换法
强夯法在国际上称动力压实法或动力固结法,这种方法是反复将夯锤提到高处使其自由落下,给地基以冲击和振动能量,将地基士夯实,从而提高地基的承载力,降低其压缩性,改善地基性能。
加固非饱和土的原理:采用强穷法加固非饱和土是基于动力压密的概念,即用冲击型动力荷载,使土体中的孔隙体积减小,土体变得更为密实,从而提高其强度。
加固饱和土的原理: 水平拉应力使土体产生一系列的坚向裂缝,使孔隙水从裂缝中排出,土体的渗透系数增大,加速饱和土体的固结,当土中的超孔隙水压力很快消散,水平拉应力小于周围压力时,这些裂缝又复闭合土体的渗透性又减小。
饱和土的可压缩性。
在强夯能量的作用下,气体体积先压缩,部分封闭气泡被排出,孔隙水压增大,随后气体有所膨胀,孔隙水排出,超孔隙水压力减少。在此过程中,土中的固相体积是不变的,这样每夯一遍液相体积就减小,气相体积也减少,也就是说在重锤的夯击作用下会瞬时发生有效的压缩变形。
饱和土的局部液化。
在夯锤反复作用下,饱和土中将引起很大的超孔隙水压力致使土中有效应力减小,当土中某点的超孔隙水压力等于上覆的土压力(对于饱和粉细砂)或等于上覆土压力加上土的粘聚力(对于粉土、粉质粘士)时,土中的有效应力完全消失,土的抗剪强度降为零,士颗粒将处于悬浮状态达到局部液化。当液化度达到100%.土体的结耕破坏,渗透系数大大增加,处于很大水力梯度作用下的孔隙水迅速排出,加速了饱和土体的固结。
适用条件:强夯法适用于处理碎石士、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。经过处理后的地基既提高了地基士的强度、又降低其压缩性,同时还能改善其抗振动液化的能力,所以这种处理方法还常用于处理可液化砂土地基等。
7.灌浆法
灌浆法的实质是用气压、液压或电化学原理,把某些能固化的浆液注入天然的和人为的裂缝或孔隙,以改善各种介质的物理力学性质。
(1)目的
1)防渗:降低渗透性,减少渗流量,提高抗渗能力,降低孔隙压力。2)堵漏:封填孔洞,堵截流水。
3)加固:提高岩土的力学强度和变形模量,恢复混凝土结构及垮工建筑物的整体性。
4)纠正建筑物倾斜:使已发生不均匀沉降的建筑物恢复原位或减少其倾斜度。(2)对象
1)砂、砂砾石及粉细砂。2)软粘土、杂填士及淤泥。3)裂隙和破碎岩石。
4)岩石中的大型洞穴如岩溶洞穴等。(3)应用范围
1)坝基:砂基、砂砾石地基、喀斯特溶洞及断层软弱夹层等。2)楼基:一般地基及振动基础等,包括对已有建筑物的修补。3)道路基础:公路、铁道和飞机场跑道等。
4)地下建筑:输水隧洞、矿井巷道、地下铁道和地下厂房等。5)其他:预填骨料灌浆、后拉锚杆灌浆及灌注桩后灌浆等。
8.高压喷射注浆法
传统的注浆方法是在浆液的压力作用下通过对土体的劈裂、渗透、压实达到注浆加固的目的。
适用条件
受土层、土的粒度、土的密度、硬化剂粘性、硬化剂硬化时间的影响较小,可广泛适用于淤泥、软弱粘性士、砂土甚至砂卵石等多种土质。可以作为施工中的临时措施,也可作为永久建筑物的地基加固,尤其是在对已有建筑物地基补强和基坑开挖中需要对坑底或侧壁加固,侧壁挡水,对邻近地铁及旧建筑物需加以保护时这种方法能发挥其特殊作用。
加固原理
喷射注浆法加固地基通常分成两个阶段。第一阶段为成孔阶段,即采用普通的钻机预成孔或者驱动密封良好的喷射管和带有一个或两个横向喷嘴的特制喷射头进行成孔。第二阶段为喷射加固阶段,即用高压水泥浆(或其他硬化剂),以通常为15MPa 以上的压力,通过喷射管由喷射头上的直径约为2mm的横向喷嘴向土中喷射。与此同时,钻杆-边旋转,一边向上提升。由于高压细喷射流有强大切削能力,因此喷射的水泥浆一边切削四周土体,一边与之搅拌混合,形成圆柱状的水泥与土混合的加固体。
9.水泥土搅拌法
水泥土搅拌法是加固饱和软粘土地基的一种成熟方法,它利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械,在地基中就地将软土和固化剂(浆液状或粉体状)强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理-化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。
适用范围 : 水泥土搅拌法最适宜于加固各种成因的饱和软粘土。正常固结的淤泥与淤泥质士、粉土、素填土、粘性土、饱和黄土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。
建(构)筑物的地基加固:如6-12层多层住宅,办公楼,单层或多层工业厂房,水池贮罐基础等;高速公路、铁道和机场场道以及高填方堤基等;大面积堆场地基,包括室内和露天;形成水泥土(石灰土)支挡结构物;形成防渗止水帷幕。
10.石灰桩法
石灰桩是指采用机械或人工方法在地基中成孔,然后灌入生石灰块或按一定比例加入粉煤灰、炉渣、火山灰等掺合料及少量外加剂进行振密或夯实而形成的桩体,石灰桩与经改良的桩周土共同组成石灰桩复合地基以支承上部建筑物。
适用范围:石灰桩法适用于加固杂填土、素填土、淤泥、淤泥质土和粘性土地基,对素填土、淤泥、淤泥质土的加固效果尤为显著。有经验时也可用于粉土地基。加固深度从几米到十几米。不适用于地下水下的砂类土。
石灰桩法可用于提高软土地基的承载力,减少沉降量,提高稳定性,适用于以下工程: 1)深厚软土地区七层以内、一般软土地区八层以内住宅建筑物或相当的其他多层工业与民用建筑物。
2)如配合箱基、筏基,在一些情况下,也可用于12层左右的高层建筑物。3)适用于软土地区大面积堆载场地及地坪加固,有经验时也可用于大跨度工业与民用建筑独立性基下的软弱地基。
4)石灰桩法也可用于设备基础和高层建筑深基开挖的支护结构中。5)适用于公路、铁路路基软土加固,桥台背后填土加固(防止“跳车”)。6)适用于危房地基加固。
11.低强度桩复合地基技术
竖向增强体是低强度桩的桩体复合地基称为低强度桩复合地基。低强度桩通常指用水泥、石子及其他掺合料(如砂、粉煤灰、石灰等)加水拌和,用各种成桩机械在地基中制成的强度等级为C5—C25 的桩。
加固原理: 因为低强度桩桩身具有较高的强度和刚度,可以全桩长发挥桩的侧摩阻力,将荷载传递给较深的土层,所以采用低强度桩复合地基加固地基可以较大幅度地提高地基承载力,减小沉降。当天然地基承载力较低而上部荷载又较大时,采用散体材料桩复合地基和柔性桩复合地基一般难以满足设计要求,而采用低强度桩复合地基就比较容易满
足设计要求。如果在设置低强度桩施工时对桩间土有挤密效用,则采用低强度桩复合地基加固,地基承载力提高幅度更大。
适用范围: 采用低强度桩复合地基加固可有效提高地基承载力,减小地基沉降。低强度桩复合地基适用性较好,只要能进行低强度桩施工的软弱地基均可以采用低强度桩复合地基加固。低强度桩复合地基常用加固粘性土、粉土、人工填土、淤泥质粘土和黄土等地基。近年来,低强度桩复合地基己广泛应用于一般民用住宅、高层建筑、堆场以及道路工程等地基加固处理中,具有良好的发展前景。
第三篇:常用地基处理方法
换土垫层法
1机械碾压法: 挖除浅层软弱图或不良土,分层碾压或夯实土,按回填的材料可分为砂(石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层等.它可提高持力层的承载力,减小沉降量,消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性,防止土的冻胀作用及改善土的抗液化性
常用于基坑面积宽大开挖土方量较大的回填土方工程适用于处理浅层非饱和和软弱地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基、季节性冻土地基、素填土和杂填土地基
简易可行,但仅限于浅层处理,一般不大于3m,对湿陷性黄土地基不大于5m;如遇地下水,对于重要工程,需有附加降低地下水位的措施;干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层等; 它可提高持力层的承载力,减小沉降量,消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性,防止土的冻胀作用及改善土的抗液化性 重锤夯实法 : 适用于地下水位以上稍湿的粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土以及分层填土地基
3.平板振动法
适用于处理非饱和无粘性土或粘粒含量少和透水性好的杂填土地基
4.强夯挤淤法: 采用边强夯、边填碎石、边挤淤的方法,在地基中形成碎石墩体
它可提高地基承载力和减小沉降
适用于厚度较小的淤泥和淤泥质土地基。应通过现场实验才能确定其适用性
5.爆破法
由于振动而使土体产生液化和变形,从而达到较大密实度,用以提高地基承载力和减小沉降
适用于饱和净砂,非饱和但经常灌水饱和的砂、粉土和湿陷性黄土
深 层 密 实 法
1.强夯法
利用强大的夯击能,迫使深层土液化和动力固结,使土体密实,用以提高地基承载力,减小沉降,消除土的湿陷性、胀缩性和液化性强夯置换是指将厚度小于8m的软弱土层,边夯边填碎石,形成深度为3~6m,直径为2m左右的碎石柱体,与周围土体形成复合基础
适用于碎石土、砂土、素填土、杂填土、低饱和度的粉土和粘性土、和湿陷性黄土
强夯置换适用于软弱土
施工速度快,施工质量容易保证、经处理后土性质较为均匀,造价经济,适用于处理大面积场地施工时对周围有很大振动和噪音,不宜在闹市区施工需要有一套强夯设备(重锤、起重机)2.挤密法
(碎石、砂石桩挤密法)(土、灰土、二灰桩挤密法)(石灰桩挤密法)利用挤密或振动使深层土密实,并在振动或挤密过程中,回填砂、砾石、碎石、土、灰土、二灰或石灰等,形成砂桩、碎石桩、土桩、灰土桩、二灰桩或石灰桩,与桩间土一起组成复合基础,从而提高地基承载力,减小沉降,消除或部分消除土的湿陷性或液化性
砂(砂石)桩挤密法、振动水冲法、干振碎石桩法,一般适用于杂填土和松散砂土,对于软土地基经试验证明加固有效时方可使用土桩、灰土桩、二灰桩挤密法一般适用于地下水位以上深度为5~10m的湿陷性黄土和人工填土石灰桩适用于软弱粘性土和杂填土
经振冲处理后地基土较为均匀,施工速度快,施工质量容易保证、经处理后土性质较为均匀,造价经济,适
排水固结法
堆载预压法真空预压法降水预压法电渗排水法
通过布置垂直排水井,改善地基的排水条件,及采取加压、抽气、抽水和电渗等措施,以加速地基土的固结和强度增长,提高地基土的稳定性,并使沉降提前完成适用于处理厚度较大的饱和软土和冲积土地基,但对于厚的泥炭层要慎重对待
需要有预压的时间和荷载条件,及土石方搬运机械
对于真空预压,预压压力达80Kpa不够时,可同时加上土石方堆载,真空泵需长时间抽气,耗电较大
降水预压法无需堆载,效果取决于降低水位的深度,需长时间抽
水,耗电较大
加筋法
加筋土、土锚、土钉、锚定板
在人工填土的路堤或挡墙内铺设土工合成材料、钢带、钢条、尼龙绳或玻璃纤维作为拉筋,或在软弱土层上设置树根桩或碎石桩等,使这种人工复合土体,可承受抗拉、抗压、抗剪和抗弯作用,用以提高地基承载力,减小沉降和增加地基稳定性
加筋土适用于人工填土的路堤和挡墙结构。土锚、土钉、锚定板适用于土坡稳定
土工合成材料
适用于砂土、粘性土和软土
树根桩
适用于各类土,可用于稳定土坡支挡结构,或用于对经试验证明施工有效时方可采用
砂桩、砂石桩、碎石桩
适用于粘性土、疏松砂性土、人工填土。对于软土,经试验证明施工有效时方可采用
热学法
1.热加固法
热加固法是通过渗入压缩的热空气和燃烧物,并依靠热传导,而将细颗粒土加热到适当温度(在100℃以上),则土的强度就会增加,压缩性随之降低
适用于非饱和粘性土、粉土和湿陷性黄土
2.冻结法
采用液态氮或二氧化碳膨胀的方法,或采用普通的机械制冷设备与一个封闭式液压系统相连接,而使冷却液在内流动,从而使软而湿的土进行冻结,以提高土的强度和降低土的压缩性
适用于各类土,特别在软土地质条件,开挖深度大于7-8m,以及低于地下水位的情况下是一种普遍而有效的施工措施
胶结法
1.注浆法(或灌浆法)通过注入水泥浆液或化学浆液的措施,使土粒胶结,用以提高地基承载力,减小沉降,增加稳定性,防止渗漏
适用于处理岩基、砂土、粉土、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土层,也可加固暗浜和使用托换工程中
2.高压喷射注浆法: 将带有特殊喷嘴的注浆管,通过钻孔置入到处理土层的预定深度,然后将浆液(常用水泥浆)以高压冲切土体。在喷射浆液的同时,以一定的速度旋转提升,即形成水泥土圆柱体;若喷嘴提升而不旋转,则形成墙状固结体.加固后可用以提高地基承载力,减小沉降,防止砂土液化、管涌和基坑隆起,建成防渗帷幕
适用于处理淤泥、淤泥质粘土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土等地基。当土中含有较多的大粒径块石、坚硬粘性土、大量植物根系或有过多的有机质时,应根据现场试验结果确定其适用程度 对既有建筑物可进行托换工程
施工时水泥浆冒出地面流失量较大,对流失的水泥浆应设法予以利用
3.水泥土搅拌法: 水泥土搅拌法施工时分湿法(亦称深层搅拌法)和干法(亦称粉体喷射搅拌法)两种
湿法是利用深层搅拌机,将水泥浆和地基土在原位拌和;干法是利用喷粉机,将水泥粉或石灰粉与地基土在原位拌和。搅拌后形成柱状水泥土体,可提高地基承载力,减少沉降,增加稳定性和防止渗漏、建成防水帷幕
适用于处理淤泥、淤泥质粘土、粉土和含水量较高,且地基承载力标准值不大于120Kpa的粘性土地基
当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时,宜通过实验确定其适用性
经济效益显著,目前已成为我国软土地基上建造6-7层建筑物最为经济的处理方法之一 不能用于含石块的杂填土
当天然地基不能满足上程建设要求时,就必须采取一定的措施。常用的措施有:重新考虑基础设计方案,选择合适的基础类型;调整上部结构设计方案;对地基进行处理加固。一般而言,地基问题可归结为以下几个方面:
1.承载力及稳定性。地基承载力较低,不能承担上部结构的自重及外荷载,导致地基失稳,出现局部或整体剪切破坏,或冲剪破坏。
2.沉降变形。高压缩性地基可能导致建筑物发生过大的沉降量,使其失去使用效能;地基不均匀或荷载不均匀导致地基沉降不均匀,使建筑物倾斜、开裂、局部破坏,失去使用效能甚至整体破坏。
3.动荷载下的地基液化、失稳和震陷。饱和无黏性土地基具有振动液化的特性。在地震、机器振动、爆炸冲击、波浪作用等动荷载作用下,地基可能因液化、震陷导致地基初始破坏;软黏土在振动作用下,产生震陷。
4.渗透破坏。土具有渗透性,当地基中出现渗流时,将可能导致流土(流砂)和管涌(潜蚀)现象,严重时能使地墓失稳、崩溃。
存在上述问题的地基,称为不良地基或软弱地基。合适的地基处理方法能够使这些问题得到解决或较好地解决。换句话说,地基处理的目的就是选择合理的地基处理方法,对不能满足直接使用的天然地基进行有针对性地处理,以解决不良地基所存在的承载力、变形及稳定、液化及渗透问题,从而满足工程建设的要求。
一、置换法
(1)换填法
就是将表层不良地基土挖除,然后回填有较好压密特性的土进压实或夯实,形成良好的持力层。从而改变地基的承载力特性,提高抗变形和稳定能力。
施工要点:将要转换的土层挖尽、注意坑边稳定;保证填料的质量;填料应分层夯实。
(2)振冲置换法
利用专门的振冲机具,在高压水射流下边振边冲,在地基中成孔,再在孔中分批填入碎石或卵石等粗粒料形成桩体。该桩体与原地基土组成复合地基,达到提高地基承载力减小压缩性的目的。
施工注意事项:碎石桩的承载力和沉降量很大程度取决于原地基土对其的侧向约束作用,该约束作用越弱,碎石桩的作用效果越差,因而该方法用于强度很低的软粘土地基时必须慎重行事。
(3)夯(挤)置换法
利用沉管或夯锤的办法将管(锤)置入土中,使土体向侧边挤开,并在管内(或夯坑)放人碎石或砂等填料。该桩体与原地基土组成复合地基,由于挤、夯使土体侧向挤压,地面隆起,土体超静孔隙水压力提高,当超静孔隙水压力消散后土体强度也有相应的提高。
施工注意事项:当填料为透水性好的砂及碎石料时,是良好的竖向排水通道。
二、预压法
(1)堆载预压法
在建造建筑物之前,用临时堆载(砂石料、土料、其他建筑材料、货物等)的方法对地基施加荷载,给予一定的预压期。使地基预先压缩完成大部分沉降并使地基承载力得到提高后,卸除荷载再建造建筑物。
施工工艺与要点:
a、预压荷载一般宜取等于或大于设计荷载;
b、大面积堆载可采用自卸汽车与推土机联合作业,对超软土地基的第一级堆载用轻型机械或人工作业;
c、堆载的顶面宽度应小于建筑物的底面宽度,底面应适当放大;
d、作用于地基上的荷载不得超过地基的极限荷载。
(2)真空预压法
在软粘土地基表面铺设砂垫层,用土工薄膜覆盖且周围密封。用真空泵对砂垫层抽气,使薄膜下的地基形成负压。随着地基中气和水的抽出,地基土得到固结。为了加速固结,也可采用打砂井或插塑料排水板的方法,即在铺设砂垫层和土工薄膜之前打砂井或插排水板,达到缩短排水距离的目的。
施工要点:
先设置竖向排水系统,水平分布的滤管埋设宜采用条形或鱼刺形,砂垫层上的密封膜采用2-3层的聚氯乙烯薄膜,按先后顺序同时铺设。面积大时宜分区预压;做好真空度、地面沉降量,深层沉降、水平位移等观测;预压结束后,应清除砂槽和腐植土层。应注意对周边环境的影响。
(3)降水法
降低地下水位可减少地基的孔隙水压力增加上覆土自重应力,使有效应力增加,从而使地基得到预压。这实际上是通过降低地下水位,靠地基土自重来实现预压目的。
施工要点:一般采用轻型井点、喷射井点或深井井点;当土层为饱和粘土、粉土、淤泥和淤泥质粘性土时,此时宜辅以电极相结合。
(4)电渗法
在地基中插入金属电极并通以直流电,在直流电场作用下,土中水将从阳极流向阴极形成电渗。不让水在阳极补充而从阴极的井点用真空抽水,这样就使地下水位降低,土中含水量减少。从而地基得到固结压密,强度提高。电渗法还可以配合堆载预压用于加速饱和粘性土地基的固结。
三、压实与夯实法
1、表层压实法
采用人工夯,低能夯实机械、碾压或振动碾压机械对比较疏松的表层土进行压实。也可对分层填筑土进行压实。当表层土含水量较高时或填筑土层含水量较高时可分层铺垫石灰、水泥进行压实,使土体得到加固。
2、重锤夯实法
重锤夯实就是利用重锤自由下落所产生的较大夯击能来夯实浅层地基,使其表面形成一层较为均匀的硬壳层,获得一定厚度的持力层。
施工要点:施工前应试夯,确定有关技术参数,如夯锤的重量、底面直径及落距、最后下沉量及相应的夯击遍数和总下沉量;夯实前槽、坑底面的标高应高出设计标高;夯实时地基土的含水量应控制在最优含水量范围内;大面积夯时应按顺序;基底标高不同时应先深后浅;冬季施工时,对土已冻结时,应将冻土层挖去或通过烧热法将土层融解;结束后,应及时将夯松的表土清除或将浮土在接近1m的落距夯实至设计标高。
3、强夯
强夯是强力夯实的简称。将很重的锤从高处自由下落,对地基施加很高的冲击能,反复多次夯击地面,地基土中的颗粒结构发生调整,土体变为密实,从而能较大限度提高地基强度和降低压缩性。
其施工工艺流程:
1)平整场地;
2)铺级配碎石垫层;
3)强夯置换设置碎石墩; 4)平整并填级配碎石垫层; 5)满夯一遍
6)找平,并铺土工布;
7)回填风化石渣垫层,用振动碾碾压八遍。
一般在大型强夯施土前,都应选择面积不大于400m2的场地进行典型试验,以便取得数据,指导设计与施工。
四、挤密法
1、振冲密实法
利用专门的振冲器械产生的重复水平振动和侧向挤压作用,使土体的结构逐步破坏,孔隙水压力迅速增大。由于结构破坏,土粒有可能向低势能位置转移,这样土体由松变密。
施工工艺:
(1)平整施工场地,布置桩位;
(2)施工车就位,振冲器对准桩位;
(3)启动振冲器,使之徐徐沉人土层,直至加固深度以上30~50cm,记录振冲器经过各深度的电流值和时间,提升振冲器至孔口。再重复以上步骤1~2次,使孔内泥浆变稀。
(4)向孔内倒人一批填料,将振冲器沉人填料中进行振实并扩大桩径。重复这一步骤直至该深度电流达到规定的密实电流为止,并记录填料量。
(5)将振冲器提出孔口,继续施工上节桩段,一直完成整个桩体振动施工,再将振冲器及机具移至另一桩位。
(6)在制桩过程中,各段桩体均应符合密实电流、填料量和留振时间等三方面的要求,基本参数应通过现场制桩试验确定。
(7)施工场地应预先开设排泥水沟系,将制桩过程中产生的泥水集中引入沉淀池,池底部厚泥浆可定期挖出送至预先安排的存放地点,沉淀池上部比较清的水可重复使用。
(8)最后应挖去桩顶部lm厚的桩体,或用碾压、强夯(遍夯)等方法压实、夯实,铺设并压实垫层。
2、沉管砂石桩(碎石桩、灰土桩、OG桩、低标号桩等)
利用沉管制桩机械在地基中锤击、振动沉管成孔或静压沉管成孔后,在管内投料,边投料边上提(振动)沉管形成密实桩体,与原地基组成复合地基。
3、夯击碎石桩(块石墩)
利用重锤夯击或者强夯方法将碎石(块石)夯人地基,在夯坑里逐步填人碎石(块石)反复夯击以形成碎石桩或块石墩。
五、拌和法
1、高压喷射注浆法(高压旋喷法)
以高压力使水泥浆液通过管路从喷射孔喷出,直接切割破坏土体的同时与土拌和并起部分置换作用。凝固后成为拌和桩(柱)体,这种桩(柱)体与地基一起形成复合地基。也可以用这种方法形成挡土结构或防渗结构。
2、深层搅拌法
深层搅拌法主要用于加固饱和软粘土。它利用水泥浆体、水泥(或石灰粉体)作为主固化剂,应用特制的深层搅拌机械将固化剂送人地基土中与土强制搅拌,形成水泥(石灰)土的桩(柱)体,与原地基组成复合地基。水泥土桩(柱)的物理力学性质取决于固化剂与土之间所产
生的一系列物理-化学反应。固化剂的掺人量及搅拌均匀性和土的性质是影响水泥土桩(柱)性质以至复合地基强度和压缩性的主要因素。
施工工艺:①定位②浆液配制 ③送浆④钻进喷浆搅拌⑤提升搅拌喷浆 ⑥重复钻进喷浆搅拌⑦重复提升搅拌⑧当搅拌轴钻进、提升速度为0.65-1.Om/min时,应重复搅拌一次。⑨成桩完毕,清理搅拌叶片上包裹的土块及喷浆口,桩机移至另一桩位施工。
六、加筋法
(1)土工合成材料
土工合成材料是一种新型的岩土工程材料。它以人工合成的聚合物,如塑料、化纤、合成橡胶等为原料,制成各种类型的产品,置于土体内部、表面或各层土体之间,发挥加强或保护土体的作用。土工合成材料可分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料等类型。
(2)土钉墙技术
土钉一般是通过钻孔、插筋、注浆来设置,但也有通过直接打人较粗的钢筋和型钢、钢管形成土钉。土钉沿通长与周围土体接触,依靠接触界面上的粘结摩阻力,与其周围土体形成复合土体,土钉在土体发生变形的条件下被动受力。并主要通过其受剪工作对土体进行加固,土钉一般与平面形成一定的角度,故称之为斜向加固体。土钉适用于地下水位以上或经降水后的人工填土、粘性土、弱胶结砂土的基坑支护和边坡加固。
(3)加筋土
加筋土是将抗拉能力很强的拉筋埋置于土层中,利用土颗粒位移与拉筋产生的摩擦力使土与加筋材料形成整体,减少整体变形和增强整体稳定。拉筋是一种水平向增强体。一般使用抗拉能力强、摩擦系数大而耐腐蚀的条带状、网状、丝状材料,例如,镀锌钢片;铝合金、合成材料等。
七、灌浆法
是利用气压、液压或电化学原理将能够固化的某些浆液注入地基介质中或建筑物与地基的缝隙部位。灌浆的浆液可以是水泥浆、水泥砂浆、粘土水泥浆、粘土浆、石灰浆及各种化学浆材如聚氨酯类、木质素类、硅酸盐类等。根据灌浆的目的可分为防渗灌浆、堵漏灌浆、加固灌浆和结构纠倾灌浆等。按灌浆方法可分为压密灌浆、渗入灌浆、劈裂灌浆和电化学灌浆。灌浆法在水利、建筑、道桥及各种工程领域有着广泛的应用。
八、常见不良地基土及其特点
1.软粘土
软粘土也称软土,是软弱粘性土的简称。它形成于第四纪晚期,属于海相、泻湖相、河谷相、湖沼相、溺谷相、三角洲相等的粘性沉积物或河流冲积物。多分布于沿海、河流中下游或湖泊附近地区。常见的软弱粘性土是淤泥和淤泥质土。软土的物理力学性质包括如下几个方面:
(1)物理性质
粘粒含量较多,塑性指数Ip一般大于17,属粘性土。软粘土多呈深灰、暗绿色,有臭味,含有机质,含水量较高、一般大于40%,而淤泥也有大于80%的情况。孔隙比一般为1.0-2.0,其中孔隙比为1.0~1.5称为淤泥质粘土,孔隙比大于1.5时称为淤泥。由于其高粘粒含量、高含水量、大孔隙比,因而其力学性质也就呈现与之对应的特点---低强度、高压缩性、低渗透性、高灵敏度。
(2)力学性质
软粘土的强度极低,不排水强度通常仅为5~30kPa,表现为承载力基本值很低,一般不超过70kPa,有的甚至只有20kPa。软粘土尤其是淤泥灵敏度较高,这也是区别于一般粘土的重要指标。
软粘土的压缩性很大。压缩系数大于0.5MPa-1,最大可达45MPa-1,压缩指数约为0.35-0.75。通常情况下,软粘土层属于正常固结土或微超固结土,但有些土层特别是新近沉积的土层有可能属于欠固结土。
渗透系数很小是软粘土的又一重要特点,一般在10-5-10-8cm/s之间,渗透系数小则固结速率就很慢,有效应力增长缓慢,从而沉降稳定慢,地基强度增长也十分缓慢。这一特点是严重制约地基处理方法和处理效果的重要方面。
(3)工程特性
软粘土地基承载力低,强度增长缓慢;加荷后易变形且不均匀;变形速率大且稳定时间长;具有渗透性小、触变性及流变性大的特点。常用的地基处理方法有预压法、置换法、搅拌法等。
2.杂填土
杂填土主要出现在一些老的居民区和工矿区内,是人们的生活和生产活动所遗留或堆放的垃圾土。这些垃圾土一般分为三类:即建筑垃圾土、生活垃圾土和工业生产垃圾土。不同类型的垃圾土、不同时间堆放的垃圾土很难用统一的强度指标、压缩指标、渗透性指标加以描述。
杂填土的主要特点是无规划堆积、成分复杂、性质各异、厚薄不均、规律性差。因而同一场地表现为压缩性和强度的明显差异,极易造成不均匀沉降,通常都需要进行地基处理。
3.冲填土
冲填土是人为的用水力冲填方式而沉积的土。近年来多用于沿海滩涂开发及河漫滩造地。西北地区常见的水坠坝(也称冲填坝)即是冲填土堆筑的坝。冲填土形成的地基可视为天然地基的一种,它的工程性质主要取决于冲填土的性质。冲填土地基一般具有如下一些重要特点。
(1)颗粒沉积分选性明显,在入泥口附近,粗颗粒较先沉积,远离入泥口处,所沉积的颗粒变细;同时在深度方向上存在明显的层理。
(2)冲填土的含水量较高,一般大于液限,呈流动状态。停止冲填后,表面自然蒸发后常呈龟裂状,含水量明显降低,但下部冲填土当排水条件较差时仍呈流动状态,冲填土颗粒愈细,这种现象愈明显。
(3)冲填土地基早期强度很低,压缩性较高,这是因冲填土处于欠固结状态。冲填土地基随静置时间的增长逐渐达到正常固结状态。其工程性质取决于颗粒组成、均匀性、排水固结条件以及冲填后静置时间。
4,饱和松散砂土
粉砂或细砂地基在静荷载作用下常具有较高的强度。但是当振动荷载(地震、机械振动等)作用时,饱和松散砂土地基则有可能产生液化或大量震陷变形,甚至丧失承载力。这是因为土颗粒松散排列并在外部动力作用下使颗粒的位置产生错位,以达到新的平衡,瞬间产生较高的超静孔隙水压力,有效应力迅速降低。对这种地基进行处理的月的就是使它变得较为密实,消除在动荷载作用下产生液化的可能性。常用的处理方法有挤出法、振冲法等。
5.湿陷性黄土
在上覆土层自重应力作用下,或者在自重应力和附加应力共同作用下,因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土,属于特殊土。有些杂填土也具有湿陷性。广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。(这里所说的黄土泛指黄土和黄土状土。湿陷性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土,也有的老黄土不具湿陷性)。在湿陷性黄土地基上进行工程建设时,必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能造成的危害,选择适宜的地基处理方法,避免或消除地基的湿陷或因少量湿陷所造成的危
害
6.膨胀土
膨胀土的矿物成分圭要是蒙脱石,它具有很强的亲水性,吸水时体积膨胀,失水时体积收缩。这种胀缩变形肚往很大,极易对建筑物造成损坏。膨胀土在我国的分布范围很广,如广西、云南、河南、湖北、四川、陕西、河北、安徽、江苏等地均有不同范围的分布。膨胀土是特殊土的一种,常用的地基处理方法有换土、土性改良、预浸水,以及防止地基土含水量变化等工程措施。
7.含有机质土和泥炭土
当土中含有不同的有机质时,将形成不同的有机质土,在有机质含量超过一定含量时就形成泥炭土,它具有不同的工程特性,有机质的含量越高,对土质的影响越大,主要表现为强度低、压缩性大,并且对不同工程材料的掺入有不同影响等,对直接工程建设或地基处理构成不利的影响。
8.山区地基土
山区地基土的地质条件较为复杂,主要表现在地基的不均匀性和场地稳定性两个方面。由于自然环境和地基土的生成条件影响,场地中可能存在大孤石,场地环境也可能存在滑坡、泥石流、边坡崩塌等不良地质现象。它们会给建筑物造成直接的或潜在的威胁。在山区地基建造建筑物时要特别注意场地环境因素及不良地质现象,必要时对地基进行处理。
9.岩溶(喀斯特)
在岩溶(喀斯特)地区常存在溶洞或土洞、溶沟、溶隙、洼地等。地下水的冲蚀或潜蚀使其形成和发展,它们对结构物的影响很大,易于出现地基不均匀变形、崩塌和陷落。因此在修建结构物之前,必须进行必要的处理
123456 常用的地基处理方法有:换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。其主要作用是提高地基承载力,减少沉降量,加速软弱土层的排水固结,防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。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、杂填土和素填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土,软-流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程,在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度,减少压缩性,改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基,提高地基的承载力和降低压缩性,也可用于处理可液化地基。对饱和粘土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理,使砂石桩与软粘土构成复合地基,加速软土的排水固结,提高地基承载力。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。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。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。振冲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。水泥土搅拌法分为浆液深层搅拌法(简称湿法)和粉体喷搅法(简称干法)。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。不宜用于处理泥炭土、塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基。若需采用时必须通过试验确定其适用性。当地基的天然含水量小于30%(黄土含水量小于25%)、大于70%或地下水的pH值小于4时不宜采用于法。连续搭接的水泥搅拌桩可作为基坑的止水帷幕,受其搅拌能力的限制,该法在地基承载力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的应用有一定难度。高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时,应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。高压旋喷桩的处理深度较大,除地基加固外,也可作为深基坑或大坝的止水帷幕,目前最大处理深度已超过30m。预压法适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。当软土层厚度小于4m时,可采用天然地基堆载预压法处理,当软土层厚度超过4m时,应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程,必须在地基内设置排水竖井。预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。夯实水泥土桩法适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。该法施工周期短、造价低、施工文明、造价容易控制,目前在北京、河北等地的旧城区危改小区工程中得到不少成功的应用。水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应根据地区经验或现场试验确定其适用性。基础和桩顶之间需设置一定厚度的褥垫层,保证桩、土共同承担荷载形成复合地基。该法适用于条基、独立基础、箱基、筏基,可用来提高地基承载力和减少变形。对可液化地基,可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合地基,达到消除地基土的液化和提高承载力的目的。石灰桩法适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、杂填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土层时,可采取减少生石灰用量和增加掺合料含水量的办法提高桩身强度。该法不适用于地下水下的砂类土。灰土挤密桩法和土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基,可处理的深度为5~15m。当用来消除地基土的湿陷性时,宜采用土挤密桩法;当用来提高地基土的承载力或增强其水稳定性时,宜采用灰土挤密桩法;当地基土的含水量大于24%、饱和度大于65%时,不宜采用这种方法。灰土挤密桩法和土挤密桩法在消除土的湿陷性和减少渗透性方面效果基本相同,土挤密桩法地基的承载力和水稳定性不及灰土挤密桩法。柱锤冲扩桩法适用于处理杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基,对地下水位以下的饱和松软土层,应通过现场试验确定其适用性。地基处理深度不宜超过6m。单液硅化法和碱液法适用于处理地下水位以上渗透系数为0.1~2m/d的湿陷性黄土等地基。在自重湿陷性黄土场地,对Ⅱ级湿陷性地基,应通过试验确定碱液法的适用性。
14在确定地基处理方案时,宜选取不同的多种方法进行比选。对复合地基而言,方案选择
是针对不同土性、设计要求的承载力提高幅质、选取适宜的成桩工艺和增强体材料。
第四篇:地基处理方法
地基处理方法
孔内深层强夯法、换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。
孔内深层强夯法
孔内深层强夯法(DDC)地基处理专利新技术(专利号ZL92114452.0),是先在地基内成孔,将强夯重锤放入孔内,边加料边强夯或分层填料后强夯。孔内深层强夯法(DDC)技术在第52届尤里卡世界发明博览会上获得了最高奖--尤里卡金奖,这也是中国地基处理技术到目前为止在国际上获得的唯一金奖。
孔内深层强夯法(DDC)技术与其它技术不同之处:是通过孔道将强夯引入到地基深处,用异型重锤对孔内填料自下而上分层进行高动能、超压强、强挤密的孔内深层强夯作业,使孔内的填料沿竖向深层压密固结的同时对桩周土进行横向的强力挤密加固,针对不同的土质,采用不同的工艺,使桩体获得串珠状、扩大头和托盘状,有利于桩与桩间土的紧密咬合,增大相互之间的摩阻力,地基处理后整体刚度均匀,承载力可提高2~9倍;变形模量高,沉降变形小,不受地下水影响,地基处理深度可达30米以上。
孔内深层强夯法(DDC)技术适用范围广,可适用于大厚度杂填土、湿陷性黄土、软弱土、液化土、风化岩、膨胀土、红粘土以及具有地下人防工事、古墓、岩溶土洞、硬夹层软硬不均等各种复杂疑难的地基处理。该技术可根据不同的地质情况和设计要求,就地取材,如:建筑碴土、工业无毒废料、素土、砂、毛石、砂卵石、粉煤灰、土夹石、灰土和混凝土等材料均可做成各种DDC桩。大幅度降低工程造价,施工质量容易控制、地面振动小、施工噪音低、施工速度快;成桩直径0.6~3.0m,单桩处理面积1.0~14.0㎡,不受季节限制,同时能消纳大量建筑垃圾,可在城区或危房改造居民区施工等特点。
换填垫层法
适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。其主要作用是提高地基承载力,减少沉降量,加速软弱土层的排水固结,防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。
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、杂填土和素填土等地基。
强夯置换法
适用于高饱和度的粉土,软-流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程,在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度,减少压缩性,改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。
砂石桩法
适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基,提高地基的承载力和降低压缩性,也可用于处理可液化地基。对饱和粘土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理,使砂石桩与软粘土构成复合地基,加速软土的排水固结,提高地基承载力。
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。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。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。振冲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。
水泥土搅拌法
分为浆液深层搅拌法(简称湿法)和粉体喷搅法(简称干法)。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。不宜用于处理泥炭土、塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基。若需采用时必须通过试验确定其适用性。当地基的天然含水量小于30%(黄土含水量小于25%)、大于70%或地下水的pH值小于4时不宜采用干法。连续搭接的水泥搅拌桩可作为基坑的止水帷幕,受其搅拌能力的限制,该法在地基承载力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的应用有一定难度。
高压喷射注浆法
适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时,应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。高压旋喷桩的处理深度较大,除地基加固外,也可作为深基坑或大坝的止水帷幕,目前最大处理深度已超过30m。
预压法
适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。当软土层厚度小于4m时,可采用天然地基堆载预压法处理,当软土层厚度超过4m时,应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程,必须在地基内设置排水竖井。预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。
夯实水泥土桩法
适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。该法施工周期短、造价低、施工文明、造价容易控制,在北京、河北等地的旧城区危改小区工程中得到不少成功的应用。
水泥粉煤灰碎石桩法
水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应根据地区经验或现场试验确定其适用性。基础和桩顶之间需设置一定厚度的褥垫层,保证桩、土共同承担荷载形成复合地基。该法适用于条基、独立基础、箱基、筏基,可用来提高地基承载力和减少变形。对可液化地基,可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合地基,达到消除地基土的液化和提高承载力的目的。
石灰桩法
适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、杂填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土层时,可采取减少生石灰用量和增加掺合料含水量的办法提高桩身强度。该法不适用于地下水下的砂类土。
灰土和土挤
适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基,可处理的深度为5~15m。当用来消除地基土的湿陷性时,宜采用土挤密桩法;当用来提高地基土的承载力或增强其水稳定性时,宜采用灰土挤密桩法;当地基土的含水量大于24%、饱和度大于65%时,不宜采用这种方法。灰土挤密桩法和土挤密桩法在消除土的湿陷性和减少渗透性方面效果基本相同,土挤密桩法地基的承载力和水稳定性不及灰土挤密桩法。
柱锤冲扩桩法
适用于处理杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基,对地下水位以下的饱和松软土层,应通过现场试验确定其适用性。地基处理深度不宜超过6m。
单液硅化法和碱液法
适用于处理地下水位以上渗透系数为0.1~2m/d的湿陷性黄土等地基。在自重湿陷性黄土场地,对Ⅱ级湿陷性地基,应通过试验确定碱液法的适用性。
地基处理方法软弱地基
排水固结法 排水固结法又称预压法,其包括堆载预压法、超载预压法、真空预压法、真空与堆载联合作用法、降低地下水位法和电渗法等多种方法;通过在预压荷载作用下使软粘土地基土体中孔隙水排出,土体发生固结,土中孔隙体积减小,土体强度提高,达到减少地基施工后沉降和提高地基承载力的目的。
振密挤密法
振密、挤密法有表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密密实法、爆破挤密法和土桩、灰土桩等多种方法;采用一定措施,通过振动和挤密使深层土密实,使地基土孔隙比减小,强度提高。
置换及拌入法
置换及拌入法有换填垫层法、振冲置换法、高压喷射浆法、深层搅拌法、褥垫法等多种方法;采用砂、碎石等材料置换软弱土地基中部分软弱土体或在部分软弱土地基中掺入水泥、石灰或砂浆等形成加固体,与未被加固部分的土体一起形成复合地基,从而达到提高地基承载力减少沉降量的目的。
加筋法
加筋法有加筋土法、锚固法、树根桩法、低强度砼桩复合地基法、钢筋砼桩复合地基法等多种方法。通过在土层埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等达到提高地基承载力,减小沉降,维持建筑物稳定。
以上方法的原理、适用范围及工程实例可参考殷宗泽、龚晓南主编的《地基处理工程实例》一书。
地基处理方法其他办法
地基基础其他处理办法还有:砖砌连续墙基础法、混凝土连续墙基础法、单层或多层条石连续墙基础法、浆砌片石连续墙(挡墙)基础法等,在此就不进行一一说明。
地基处理方法方案选择
在确定地基处理方案时,根据地质情况的不同、建(构)筑物的承载条件需要以及各种处理方案的成本比对,选择既能达到要求,成本又较低的处理方法。地基处理方法物理性质
粘粒含量较多,塑性指数Ip一般大于17,属粘性土。软粘土多呈深灰、暗绿色,有臭味,含有机质,含水量较高、一般大于40%,而淤泥也有大于80%的情况。孔隙比一般为1.0~2.0,其中孔隙比为1.0~1.5称为淤泥质粘土,孔隙比大于1.5时称为淤泥。由于其高粘粒含量、高含水量、大孔隙比,因而其力学性质也就呈现与之对应的特点——低强度、高压缩性、低渗透性、高灵敏度。地基处理方法力学性质 软粘土的强度极低,不排水强度通常仅为5~30kPa,表现为承载力基本值很低,一般不超过70kPa,有的甚至只有20kPa。软粘土尤其是淤泥灵敏度较高,这也是区别于一般粘土的重要指标。
软粘土的压缩性很大。压缩系数大于0.5MPa,最大可达45MPa,压缩指数约为0.35—0.75。通常情况下,软粘土层属于正常固结土或微超固结土,但有些土层特别是新近沉积的土层有可能属于欠固结土。渗透系数很小是软粘土的又一重要特点,一般在10.5~10.8cm/s之间,渗透系数小则固结速率就很慢,有效应力增长缓慢,从而沉降稳定慢,地基强度增长也十分缓慢。这一特点是严重制约地基处理方法和处理效果的重要方面。地基处理方法工程特性
软粘土地基承载力低,强度增长缓慢;加荷后易变形且不均匀;变形速率大且稳定时间长;具有渗透性小、触变性及流变性大的特点。
杂填土主要出现在一些老的居民区和工矿区内,是人们的生活和生产活动所遗留或堆放的垃圾土。这些垃圾土一般分为三类:即建筑垃圾土、生活垃圾土和工业生产垃圾土。不同类型的垃圾土、不同时间堆放的垃圾土很难用统一的强度指标、压缩指标、渗透性指标加以描述。杂填土的主要特点是无规划堆积、成分复杂、性质各异、厚薄不均、规律性差。因而同一场地表现为压缩性和强度的明显差异,极易造成不均匀沉降,通常都需要进行地基处理。地基处理方法对应措施
结合本工程地基土的具体特征,施工现场采取了以下措施:
利用重锤自由下落所产生的较大夯击能来夯实浅层地基,使其表面形成一层较为均匀的硬壳层,获得一定厚度的持力层。
施工要点:施工前应试夯,确定有关技术参数,如夯锤的重量、底面直径及落距、最后下沉量及相应的夯击遍数和总下沉量;夯实前槽、坑底面的标高应高出设计标高;夯实时地基土的含水量应控制在最优含水量范围内;大面积夯时应按顺序;基底标高不同时应先深后浅;结束后,应及时将夯松的表土清除或将浮土在接近1m的落距夯实至设计标高。地基处理方法换土垫层
就是将独立基础下面一定厚度的软弱土层挖除,然后以中砂、粗砂、砾石、碎石或卵石、灰土、以及其他性能稳定、无侵蚀性的材料填实。垫层应分层夯实,每层夯实后的密度应达到设计标准。
换土垫层的设计:换土垫层的设计包括计算垫层所应具有的最小宽度和厚度。在垫层的宽度方面,根据建筑经验,垫层的顶宽一般采用较基础底边每边宽出200mm,垫层的底宽一般取基础同宽。垫层的厚度应根据作用在垫层底面处土的自重应力与附加应力之和不大于软弱土层承载力的条件确定,同时厚度不小于500mm。
在该对该厂房的基础进行设计时,由勘察资料显示,该地基为很厚的软粘土层,其承载力标准值fk一80kN/m,重度r=17 kN/m3,IL=1.00,e=1.00。已知厂房独立基础承受上部结构荷载设计值F-155kN,设计室内外高差为0.3m,室外基础埋深d=0.80m。从以上数据可知,该地基承载力和变形不能满足设计要求,故需要进行换土垫层。垫层材料选用中砂,其承载力设计值按f=180kN/m计算(施工时砂垫层密度控制在中密程度),重度取r=19.5kN/m。
按公式1=b=[F/(f—yh)]确定基底长度和宽度(独立柱正方形桩承台基础)。式中:
1、b——基础底面长和宽; F——上部结构的荷载设计值; f——换土垫层承载力;
7--基础及回填土平均重度,一般取r=20kN/m; h——基础自重计算高度。将具体数值代入后得:
采用该式确定垫层厚度时,需要用试算法,即预先估计一个厚度,然后按上式校核,如不满足要求时,必须增加垫层厚度,直至满足要求为止。
为了减少计算工作量,设计该机房基础换土垫层的厚度时,采用了查曲线图的计算方法:曲线图见《建筑地基基础》1990.10;231。
首先,按下式计算出
本工程除了对设计好的基础进行地基加固处理以外,在施工设计阶段就根据勘察资料进行结构本身防变形的设计,真正做到以设计为中心,预防结合的思想。
建筑物常因功能的需要,使本身具有一定的刚度,一般工业及民用建筑刚度比较大的有两种,一种为绝对刚性,如钢筋混凝土筒仓,烟囱等;另一种为相对刚性,如多层砖石房屋,多层钢筋混凝土框架,它具有一定的刚度,可是它的强度较低,不能与它的刚度协调一致,其抗拉能力尤弱,因此碰到软土地基时应适当增加其关键部位的抗拉强度,这样有利于利用建筑物的刚度来调整建筑物部分不均匀沉降。本工程在关键部位的柱、梁均采取了加大纵筋直径,全程加密箍筋的方法,以达到增大建筑物整体抗拉强度的目的。地基处理方法设置沉降缝
对于粘土层厚较大大的软弱地基,尤其是地基压缩量相差较大的位置,在建筑物上设置沉降缝是常用的处理措施。沉降缝的设置宜结合建筑物的平面形状、地基土质、基础类型及荷载条件等设置沉降缝,一般在下列部位设置:①建筑平面的转折部位;②高度差异或荷载差异处;③长高比过大的砌体承重结构或钢筋混凝土框架结构的适当部位;④建筑结构或基础类型不同处;⑤分期建造的房屋的交界处。沉降缝应有足够的宽度,房屋层数为2至3层时,沉降缝宽度为50~80mm。房屋层数为4至5层时,沉降缝宽度为80~120mm,房屋层数为5层以上时,沉降缝宽度不小于120mm,在特殊情况下可适当加宽。通过以上部位设置沉降缝可大大减少由于地基土软弱引起的不均匀沉降缝。本工程是矩形平面,由于长度超过70米,所以在建筑物中部设置沉降缝,宽度为240mm。
建筑物荷载不仅使本建筑物下的土层产生压缩变形,在它以外一定范围内的土层,由于受到基础压力扩散的影响也将产生压缩变形,这种变形随着距离增加值逐渐减小,由于软土地基的压缩性很高,当两建筑物之间距离较近时,这类附加不均匀压缩变形甚大,常造成邻近建筑物的倾斜或损坏,若被影响建筑物的刚度强度较差时,危害主要表现为产生裂缝;当刚度强度较好时则表现为建筑物的倾斜。
减轻自重可减少建筑物的总沉降量,从而有利于对不均匀沉降的控制。也可在预先估计沉降量大的部分减轻自重,用以直接调整不均匀沉降。由于一般砖石结构民用建筑墙身重量所占比例很大,故若能用轻质材料和改变结构体系来减轻这部分的重量,对控制沉降会有明显效果。本工砌体材料均采用蒸压混凝土空心砌块,在起到保温效果的同时又减轻了建筑物的自重。
高楼万丈平地起,所以地基处理的好坏直接影响到整个工程的质量,合理的、有针对性的软弱地基处理和上部结构设计,可以有效地减轻和消除软弱地基对上部结构的不利影响,确保工程质量。
第五篇:软弱地基的处理方法毕业论文完整版
软弱地基的处理方法
四川农业大学远程与继续教育学院 建筑工程技术 专业 朱天赐
摘要:
在我国建筑工程的建设中,经常需要对软弱地基进行处理。本文分析了软弱地基形成的原因,并针对软弱地基的实际情况,提出了一些处理的方法,从而有利于减轻软弱地基对工程建设的影响,提高工程的质量,获得良好的经济效益和社会效益。
关键词:软弱地基 处理方法 结构设计
0 引言
随着我国建筑工程项目的不断增多,软弱地基的处理变的越来越重要,软弱地基处理的好坏,不仅关系到工程建设的速度,而且关系到工程建设的质量,因此提高软弱地基处理方法具有重要的价值和意义。
软弱地基形成的原因
软弱地基是由淤泥、淤泥质土、杂填土、冲填土或者其它高压缩性土层形成的地基,这些地基基本上很少受到地质变动或者地形的影响,也从没有受到过地震、荷载等物理作用的影响,更没有受到土颗粒间化学作用的影响。软弱地基是一种不良的地基,其稳定性非常的差、强度较低、压缩性较高、容易出现液化,沉降量也很大。因此在工程的建设过程中,要充分考虑地基的变形和稳定等问题。在软弱地基上建设的工程,由于其地基强度不够和变形,往往不能满足工程的质量,所以要采用一定的措施,对软弱地基进行处理,从而提高地基的稳定性,减少地基的沉降和不均匀下降。
软弱地基的处理方法
软弱地基的处理的方法主要包括为:换填垫层法、预压法、挤密法、深层搅拌法、高压喷射注浆法、灌浆法、强夯法、加筋法等。①换填垫层法。该方法是用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中的部分或全部软土层,并分层夯实成低压缩性的地基持力层,地基持力层有利于防止地基的冻胀,有利于提高地基的承载能力,也有利于加速软土的排水固结,同时也有利于减少地基的沉降量。②预压法。预压法有两种分类方法,一种是堆载预压法,另外一种是砂井预压法。此种方法有利于利用外载作用,提高软土的排水固结,增强它的抗剪强度和能力。由于预压目的不同,需要采用不同的预压方式。如果利用预先荷载加压,能够减少建筑物的沉降量;如果利用建筑物本身的荷载分级加荷进行预压,能够增加地基强度和提高地基的承载能力。砂井预压法是在软土层中按一定距离设置砂井来改变软土层的排水边界条件,该方法可以加速软土的固结,缩短预压时间。该方法是在通过在软土层中按一定的距离设置砂井,通过设置的砂井来改变软土层的排水条件,排水条件的提高有利于加速软土的固结,有利于减少预压的时间。③挤密法。该方法是通过望土中打入桩管成孔,并把填入孔中的砾石等材料捣实。此种方法主要针对的是含砂粒、瓦屑的杂填土等较多的松散土地基,对于粘性大的饱和软土地基不太合适。④深层搅拌法。该方法通过水泥、石灰等建筑材料的固化剂,运用深层搅拌机械对各种材料进行搅拌,使得固化物和软土搅拌均匀,从而产生一系列的物理或者化学反应,这样就能够使得软土强度大大高于天然强度,其压缩性、渗水性比天然软土大大降低。该方法适合于各种成因的软土层,尤其是对于厚度较大的饱和软黏土。⑤高压喷射注浆法。该方法是使用较大的压力,把水泥浆液从管路中喷射而出,该方法能够通过切割破坏土体,并能和土拌和均匀,并产生部分的置换作用,通过自然凝固后成为拌和桩体,并与地基形成良好的复合地基。⑥灌浆法。该方法通过运用钻机成孔,根据需要灌浆的合适的深度,把注浆管慢慢放入孔中,并使得钻孔的周围和顶部用东西封死,然后开始启动压力泵,往孔隙和岩石的间隙中注入搅拌均匀的水泥浆。⑦强夯法。该方法能够通过较大的压力和冲力对地基产生很大的作用,从而使得地基得到加固,使得的土的压缩性进一步缩小,增大了地基的强度,使得地基的抗液化的能力得到加强,大大降低和消除黄土的是湿陷性。同时,该方法有利于使得土层均匀,预防以后出现的差异沉降。⑧加筋法。该方法是运用强度较大的条带、纤维等土工聚合物埋入土层中,它有利于增加地基的承载力,降低或者消除地基的沉降量,提高建筑物的稳定能力。对于强度较大的土工合成材料,使得地基能够承受更大的抗拉力,减少地基的断裂的可能,使得地基的整体性和刚度得到进一步增强,增强地基的承载能力,改善地基土体的应力场和应变场。该方法适合于各种软土地基和各种高填土等。软弱地基局部处理
在工程建设中,需要经常对地基作局部的加固处理,这样可以保证工程的质量,缩短工程建设的进度。在对软弱地基作局部处理时,要首先查明局部地基异常的原因和范围,然后根据软弱地基的实际情况,适用各种软弱地基处理方法,使得建筑物的各个部位的沉降量趋于一致,从而较少地基的不均匀沉降。①松土的处理。当遇到范围较小的松土坑时,可以先将松软土挖掉至老土,然后用压缩性相近的材料回填,当天然土为砂土时,用砂或级配砂石回填,回填时应分层洒水,夯实或用平板振捣器振密,每层厚度不大于20cm,同时根据土的性质和范围的不同,采用不同比例的灰土分成夯实。应通过配置适当的钢筋提高地基上部的刚度能力。②砖井和土井的处理。如果砖井在基槽的中央,这时的内填土已经变得很密实,当出现这种情况时,应把井的砖圈放低到槽低下面1米的位置,同时用合适比例的灰土夯实到槽低,当井的直径大于1.5米以后,这时采用提高上部结构的刚度,并运用钢筋做墙内的地基,使得地基梁跨越砖井,对于井在基础的转角处的情形,一方面应对基础进行必要的加固处理,另一方面采用拆除回填的方法进行合适的处理。③局部范围内硬土处理。对于桩基周围有部分过分坚硬的土质时,要对这些东西进行局部的处理,这就需要挖掉旧的墙基、老灰土、大树根等等,这样就能减少地基的不均匀下降,也能有效避免建筑物建成之后的开裂,从而保证建筑物的质量。④管道处理。对于槽底附近的上下水管道,要采取其它的措施,防止出现漏水情况,避免出现水侵湿地基,使得地基出现不均匀的沉降。对于在槽底下方出现管道的情况,要把管道进行清除,或者将基础局部落低,使得管道穿过基础墙,同时也要防止建筑物下沉,从而对管道形成破坏漏水,造成地基的不均匀沉降,影响建筑物的质量问题。⑤橡皮土的处理。对于地基的土质出现粘性土的时候,这种土一般含有较多的水分,对这部分进行夯排以后,就会形成所谓的橡皮土,因此,对于这样的情况,要采用其它办法先进行处理,比如进行晾槽或者使用白灰沫等办法,使得土的含水量得到有效的降低,对于出现的地基颤动情况,应把这些土进行全部的挖除,并填入相应部分的砂土,从而消除地基颤动情况。4 建筑设计处理措施
在对各种软弱地基处理的同时,可以通过对建筑物设计进行有效的处理,来减少建筑物的不均匀沉降,这样即能节约工程建设的成本,又保证了工程建设的质量。在不改变建筑物使用要求的前提下,建筑物的设计要尽量简单,对于复杂的建筑物,应根据建筑物的实际情况,可以把建筑物进行适当的划分,从而形成各个较好的单元,对于建筑物的差异大的情况,可以把建筑物的距离离开一定的距离。如果拉开一定距离的两个单元需要进行连接时,可以采用自由沉降连接,或者运用其它措施进行处理。通过增强建筑物刚度和强度,增加建筑物对地基不均匀变形的调整能力。在开挖基槽时,如果发现有淤泥或淤泥质土时,不要扰动其原状结构。在建筑建设过程中,可根据具体的情况,优先先盖建筑物的重点部分,通过对各部分进行有效的调整,降低建筑物的沉降差异。5 总结
通过对软弱地基的处理,改良各种不良地基,使得满足各种大型和高程建筑的需要。在软弱地基处理的时候,要结合拟建区域内地基土的组成及力学性质等实际情况,采用不同的地基处理方法,保证工程建设的质量,取得良好的经济效益和社会效益。参考文献: [1]黄绍铭,高大钊.软土地基与地下工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.[2]叶书麟,叶观宝.地基处理与托换技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.[3]顾晓鲁,钱鸿缙,刘惠珊等.地基与基础[M].北京.中国建筑工业出版社.2003.[4]马小峰.浅谈软土地基处理方法[J].山西建筑,2008.[5]杨峰.软弱地基处理方法的运用[J].工程建设与档案,2003.结束语
非常感谢在我作此文章时给我帮助和鼓励的同学,他们让我认识到互帮互助共同进步永远比一个人努力有用,只有多问多想、去其糟粕取其精华才能离真理更近,不得不说中间的写作过程是漫长是艰辛的,有时候会有言穷词尽的感觉,总得要很长的词段语句才将本意道得清说得明,但是经过多次整理后终于达到了现在的效果,当然还要感谢我的指导老师,在我初步完成论文之后给我指出了文章需要改进的地方,还提出了一些很有见地的意见。
这篇论文让我学会的不仅是建筑的专业知识,更是人生的奋斗知识,也许经过自己的努力最后还是会有些漏洞和缺点,但我不会挫败自己的信心,我将认真吸取每一次的不足,以此为动力在今后的学习和工作中努力求实、不断进取、勇于创新。