淺談不良地基處理與加固方法及施工工藝

精品文檔-下載后可編輯淺談不良地基處理與加固方法及施工工藝引言

地基基礎工程對于高層建筑的安全及使用至關重要,其造價高、工期長。科學合理地選擇地基處理方式對于現(xiàn)代土木工程建設有著重要的意義。地基基礎與樁基礎土建施工技術對建施工具有極為重要的作用，因此很有必要對其進行探討。

1.地基的定義與不良地基的種類

1.1地基的定義

地基是指建筑物荷載作用下基底下方產(chǎn)生的變形不可忽略的那部分地層，而基礎則是指將建筑物荷載傳遞給地基的下部結構。作為支承建筑物荷載的地基，必須能防止強度破壞和失穩(wěn)，同時，必須控制基礎的沉降不超過地基的變形允許值。在滿足上述要求的前提下，盡量采用相對埋深不大，只須普通的施工程序就可建造起來的基礎類型，即稱天然地基上的淺基礎；地基不能滿足上述條件，則應進行地基加固處理，在處理后的地基上建造的基礎，稱人土地基上的淺基礎。當上述地基基礎形式均不能滿足要求時，則應考慮借助特殊的施工手段相對埋深大的基礎形式，即深基礎(常用樁基)，以求把荷載更多地傳到深部的堅實土層中去。

1.2不良地基的種類

地基土與上部建筑有著密切的關系,地基土的優(yōu)劣直接關系著地基處理方式的選擇及地基施工,中國不良地基土的種類較多,主要有雜填土、軟黏土、沖填土、飽和松散砂土、濕陷性黃土、膨脹土、紅黏土、季節(jié)性凍土、含有機制土、泥炭土以及山區(qū)地基土等。比如濕陷性黃土在山西也廣泛存在,濕陷性土屬于特殊土,在上面覆蓋土層自重應力作用下,或在自重應力和附加應力共同作用下,因浸水后土的結構破壞而發(fā)生顯著附加變形。山西屬于封閉的內陸氣候,氣候干燥,降雨量少,蒸發(fā)量大,屬干旱、半干旱氣候類型地區(qū)。濕陷性與其他地區(qū)相比有其獨特的力學性質,山西濕陷黃土多為沖積、坡積、洪積或風積成因,主要分布在汾河流域和晉東南地區(qū),多數(shù)為粉土和粉質黏土,有少量粉質黏土含有少量結核。

2.不良地基土質分類

2.1膨脹土地基

膨脹土是由親水性強的粘土礦物成分組成的,具有吸水膨脹，失水收縮的性能,主要分布在我國中南、西南地區(qū)。另外，橋梁墩臺及其他結構應加強整體剛度，盡量采用對地基變形不敏感的結構形式，選用適宜的基礎形式，加大基礎埋深，加大基礎底面壓力。最后，還可以采用地基處理方式減小或消除地基脹縮對建筑物的危害等等。

2.2軟土地基

所謂軟弱土地基指主要由淤泥、淤泥質土、沖填土、雜質土或其他高壓縮性土層構成的地基，也稱軟弱地基。軟土地基地基處理方法有：機械壓實法、強夯法、換土墊層法、預壓固結法、擠密法、振沖法、化學加固法等。

2.3多年凍土

溫度攝氏零度以下且含有冰的土叫凍土。凍土可分為多年凍土和季節(jié)性凍土（冬季凍結，夏季融化）。多年凍土主要分布在東北大、小興安嶺，青藏高原以及西部高山區(qū)（天山、阿樂泰山、祁連山等），占國土面積的22.3%，凍深在2m以上，有的可達幾十米。季節(jié)凍土主要分布于東北、華北和西北地區(qū)，其凍結深度隨氣候條件而不同，一般為0.5～2.0m。

2.4巖溶與土洞

地表巖溶有溶槽、石芽、漏斗等，造成基巖面起伏較大，并且在凹面處往往有軟土層分布，因而使地基不均勻。在地基主要受力層范圍內有溶洞或土洞等洞穴，當施加附加荷載或振動荷載后，洞頂坍塌，使地基突然下沉。對洞穴頂板穩(wěn)定性評價可根據(jù)洞穴空間是否填滿而定。

2.5斜坡巖土體移動情況

在山區(qū)建筑中，建（構）筑物經(jīng)常選在斜坡上或斜坡頂、或斜坡腳或鄰近斜坡地區(qū)，斜坡的穩(wěn)定性將會影響建（構）物的地基穩(wěn)定和建（構）筑物的安全與營用。斜坡的穩(wěn)定性是基礎選址的關鍵。工程地質工作應予對斜坡的穩(wěn)定性做出評價。

2.5.1粘性土類斜坡：

均一的粘性土類斜坡的穩(wěn)定性，主要決定于粘性土的性質（密度、濕化性、抗剪強度）、地下水及地表水的活動。當為雙層或多層結構時，還決定于層面的性質和軟弱夾層的分布。當有裂隙存在時，裂隙的分布規(guī)律和發(fā)育程度，對斜坡穩(wěn)定也有影響。

2.5.2碎石類斜坡：

其穩(wěn)定性取決于碎石粒徑的大小和形狀，膠結情況和密實程度。在山區(qū)碎石類土一般均含有粘性土或粘性土夾層，其穩(wěn)定性主要取決于粘性土的性質與地下水活動情況。

當粘性土或碎石類土與基巖接觸構成斜坡時，其穩(wěn)定性取決于接觸面的形狀、坡度的大小、地下水在接觸面的活動以及基巖面的風化情況。

2.5.3黃土類斜坡：

其穩(wěn)定性取決于土層的密實程度和地層年代、成因，不同時期黃土的接觸情況，地形地貌和水文地質條件，黃土本身陷穴、裂隙發(fā)育程度，主要力學指標的變化幅度、氣候條件，地震影響以及河流沖刷等因素。

2.5.4巖石類斜坡：

其穩(wěn)定性主要取決于：結構面的性質及其空間的組合；結構體的性質及其立體形式。

3.不良地基土的處理方法及施工工藝

3.1換土墊層法

3.1.1墊層法

其基本原理是挖除淺層軟弱土或不良土，分層碾壓或夯實土，按回填的材料可分為砂(或砂石)墊層、碎石墊層、粉煤灰墊層、干渣墊層、土(灰土、二灰)墊層等。干渣分為分級干渣、混合干渣和原狀干渣；粉煤灰分為濕排灰和調濕灰。換土墊層法可提高持力層的承載力，減少沉降量；常用機械碾壓、平板振動和重錘夯實進行施工。

該法常用于基坑面積寬大和開挖土方量較大的回填土方工程，一般適用于處理淺層軟弱土層(淤泥質土、松散素填土、雜填土、浜填土以及已完成自重固結的沖填土等)與低洼區(qū)域的填筑。一般處理深度為2～3m。適用于處理淺層非飽和軟弱土層、素填土和雜填土等。

3.1.2強夯擠淤法

采用邊強夯、邊填碎石、邊擠淤的方法，在地基中形成碎石墩體?？商岣叩鼗休d力和減小變形。適用于厚度較小的淤泥和淤泥質土地基，應通過現(xiàn)場試驗才能確定其適應性。

3.2振密、擠密法

振密、擠密法的原理是采用一定的手段，通過振動、擠壓使地基土體孔隙比減小，強度提高，達到地基處理的目的。軟土地基中常用強夯法，強夯法利用強大的夯擊能，迫使深層土液化和動力固結，使土體密實，用以提高地基土的強度并降低其壓縮性。

3.3排水固結法

其基本原理是軟土地基在附加荷載的作用下，逐漸排出孔隙水，使孔隙比減小，產(chǎn)生固結變形。在這個過程中，隨著土體超靜孔隙水壓力的逐漸消散，土的有效應力增加，地基抗剪強度相應增加，并使沉降提前完成或提高沉降速率。排水固結法主要由排水和加壓兩個系統(tǒng)組成。排水可以利用天然土層本身的透水性，尤其是上海地區(qū)多夾砂薄層的特點，也可設置砂井、袋裝砂井和塑料排水板之類的豎向排水體。加壓主要是地面堆載法、真空預壓法和井點降水法。為加固軟弱的粘土，在一定條件下，采用電滲排水井點也是合理而有效的。

3.4高壓噴射注漿法(高壓旋噴法)

以高壓力使水泥漿液通過管路從噴射孔噴出，直接切割破壞土體的同時與土拌和并起部分置換作用。凝固后成為拌和樁(柱)體，這種樁(柱)體與地基一起形成復合地基。也可以用這種方法形成擋土結構或防滲結構。

3.5深層攪拌法

深層攪拌法主要用于加固飽和軟粘土。它利用水泥漿體、水泥(或石灰粉體)作為主固化劑，應用特制的深層攪拌機械將固化劑送人地基土中與土強制攪拌，形成水泥(石灰)土的樁(柱)體，與原地基組成復合地基。水泥土樁(柱)的物理力學性質取決于固化劑與土之間所產(chǎn)生的一系列物理-化學反應。固化劑的摻人量及攪拌均勻性和土的性質是影響水泥土樁(柱)性質以至復合地基強度和壓縮性的主要因素。

4.結束語

地基處理是指為提高地基土的承載力或改變其變形性質或滲透性質而采取的人工方法。采用科學合理地基處理方