浅谈地基基础施工加固技术

2015-07-07 84 0
核心提示:地基是指施工建设所处的土地,是承载建筑结构及荷载的基础。在当前建筑施工工程中,超大的建设规模和复杂的结构对基础的要求越来越高,合适的地基处理,不仅直接决定或影响建筑成本的成本,对建筑的使用价值和安全更起着关键作用。坚实的基础是建筑的安全的基础和前提。本文主要就几种常用的地基基础加固技术方法进行介绍。

  随着城市化进程的加快建筑技术的进步,我国的建设规模不断增大,建筑工程设计与施工中,地基基础承受建筑物的各种作用力,包括各种外加的变形和自身约束变形及各种荷载,都通过基础传送到地基上,地基的作用不容小视,尤其是在众多的土木工程建设中。加固地基是指在建筑施工的过程中采取土壤更换、土壤夯实处理形成的无机结合料或有机稳定的基层。因此,施工技术人员要重点研究和考虑的问题就是该如何确保地基的稳定性。

  一、地基设计的主要依据和基本要求

  1、设计时的主要依据

  有很多因素会影响建筑地基的设计。且这些原因都很复杂。如岩土工程勘察资料、结构上的作用、地下室层数、上部结构类型、抗震设防要求、建筑竖向布置和水平布置等等。根据这些因素综合分析基础设计的安全性、合理性和经济性。为此,须保证岩石工程勘察报告的真实无误。

  2、设计的基本要求

  建筑基础设计要求更加严格、复杂,涉及很多问题。如稳定性的基础,结构的整体稳定性,结构的整体抗倾覆,滑动阻力结构、天然地基的竖向承载力,垂直承载力的桩基承载力和抗震级别,天然地基的变形计算、桩基础沉降计算、水平位移的设计基础承载力计算,基础设施的变形和裂缝,裂缝宽度的计算等等。要特别强调设计要求,一方面,以满足需求的定性设计和概念设计;另一方面,需要精确计算复杂的满足承载力和变形的要求。应该说,在计算机被广泛使用的今天,变形控制设计的基础是完全可能的。

  二、对于不同地基所用的不同技术方法

  1、应对冲填土地基

  (1)冲填土的概念:冲填土是由水力冲填而形成的土。

  (2)解决办法:

  近年来沿海滩涂的开发和河漫滩的开发,填充土壤形成的地面基础,可以被视为一种自然的基础。这类基础的性质主要取决于填土工程的本质属性,在填土过程中存在一些基础缺陷。基础缺陷处理的一般原则如下:当地基的变形稳定,强化基础或基础。当基础不均匀沉降尚未稳定,一般认为是“加速沉降稳定”,“等待沉降稳定”和“停止定居点”三种方式处理。填土一般具有以下一些重要特征:

  ①粒子沉积排序特征明显。入泥口附近的泥地,粗颗粒沉积在其附近,同时在深度方向上存在明显的层理,在远离入泥口处所沉积的颗粒变细。

  ②充填土壤含水量较高,一般大于液限呈流动状态。停止灌装后,表面往往呈龟裂状,经过自然蒸发的水分含量显著降低。但降低填土排水条件仍呈流动状态,土壤颗粒填充好,这种现象更加明显。

  ③早期强度低、填土压缩性较高,这是由于填土处于欠固结状态。填土逐渐随着培养时间的增长正常固结状态。其工程性质取决于颗粒组成,统一和排水固结条件和灌装后的孵化时间。

  2、换土法

  常见的填砂卵石和尘埃。它的主要功能显示为以下方面:

  (1)在填充缓冲材料的高强度,可以有效地提高地基的承载力。

  (2)填写压缩性较低的材料后,可以降低建筑物的沉降。

  (3)在补水渗透率大材料(砂),但基础下面的孔隙水压力迅速消散,避免土壤塑性损伤,可以加速缓冲整合下软土层的强度增加。在沙子和砾石充填等其他材料,由于颗粒粗大,大孔隙度和毛管水现象,可以防止冻胀引起的材料冷,如许多建筑物的散水和道路台阶的铺设一定厚度的表面下铺设一定的砂岩,就是这个原因。

  (4)在湿陷性黄土地基,使用的材料替换黄土土壤或灰尘,可以消除湿陷变形。与此同时,在填充材料由于其密实度增加,而且防水层减少,可减少自然土壤被水浸泡。

  (5)在填充方法除了可以满足上述要求,但现代社会对环境要求较高:不至于构成建筑物周围的环境噪音、水污染、空气污染及地面泥浆污染等等,限制于一定的振动或蔓延到一个较小的范围内。

  3、加筋法

  加筋法常用的材料有土钉、加筋土挡墙、锚定板和土工合成材料等,用于加筋土的筋材则主要分为金属、非金属和组合材料三种。其中金属材料由于性能方面的原因,在实际施工中的使用量不大,而以土工合成材料为主的非金属筋材,如土工格栅、土工织物和土工带等,则获得了较为广泛的应用。除此之外,钢筋混凝土网格、钢筋混凝土格栅等高性能材料也有非常好的应用前景。在土体中放置了筋材,构成了土和筋材的复合体,当受外力作用时,将会产生体变,引起筋材与其周围土之间产生相当位移趋势,但两种材料的界面上有摩擦阻力和咬合力,等效于给土体施加一个侧压力增量,使土的强度和承载力有所提高,限制了土的侧向位移。

  4、强夯置换碎石墩地基加固技术

  强夯置换碎石墩利用强夯法的高能量冲击,将砂石料、矿渣等强度高、透水性好的材料夯入土中,形成整体层式置换或柱状桩式置换复合地基。强夯置换过程具有垫层作用、混合土作用、透水桩的排水、挤密、振密等联合作用。近年来,用强夯置换法进行加固的多项工程均取得了良好的效果。此种软基处理方法在高速铁路施工中尚少,第一次是使用在温福铁路软基处理中。强夯置换碎石墩加固地基原理是利用强大的冲击能将碎石打入软弱土层,形成碎石墩,将软土特别是淤泥挤到桩体之间的空隙,使土体与碎石构成复合地基,用以提高天然地基的承载力。

  5、预压法加固处理方法

  预压法是指在建筑工程施工前,通过采取一定的措施方法,利用不同作用下的压力对不良地基土进行预先施压,以期通过一段时间的预压,使土层先进行一定程度的沉降,继而为减轻施工中的地基加固处理提供方便。这种预压法的地基加固处理方式主要应用于软土等土层中,其施工方法主要是堆载预压法。

  三、技术的应用

  1、加固机理

  当地基承载力或基础面积不足时,通过增加基础底面积,减少作用在地基上的接触压力,降低地基土中的附加应力水平,以减小沉降量或满足承载力和变形要求。适用于场地允许,基础埋置较浅的基础加固。

  在施工前,首先把好材料的质量关,对于砂卵石,有时设计人员在图纸中会明确相关要求,特别是材料的粒径和比例。在某些施工现场,从河床中直接挖采的砂卵石可以满足设计要求,运至工地可直接使用,给施工带来极大的方便。

  2、技术应用条件特点

  改善压缩特性:地基的高压缩性表现在建筑物的沉降和差异沉降大,因此需要采取措施提高地基土的压缩模量;改善透水特性:地基的透水性表现在堤坝、房屋等基础产生的地基渗漏;基坑开挖过程中产生流沙和管涌。因此需要研究和采取使地基土变成不透水或减少其水压力的措施;改善动态特性:动态特性的基础粉砂土在地震会产生液体,由于原因如交通负载或打桩,击沉了相邻地面震动。所以要善于用防止地基土的液化的措施来改善抗震性能的振动特性,以改善地基基础。使用类似饱和粘性土密实桩压实效果,应考虑对环境的影响和在必要时采取预钻孔手段,设置超孔隙水压力的消散塑料板,隔离槽等措施。应用范围最广泛的钻孔灌注桩和底土水平通常适用于起伏较大,桩体通过各种上层和夹层不均匀风化、软硬岩层的变化。

  四、结语

  总之,地基处理的施工是非常重要的且不应该被忽略的问题,与此同时也出现了各种各样的处理技术,我们必须不断地学习新技术、新方法,为我国建筑施工技术进步做出应有的贡献。地面地基处理是合理的选择和成本产生直接影响,因此,科学技术必须用于建设,制定有效的安全措施,并确保质量安全、技术先进、经济合理、确保质量、环境保护、质量检验规范。建筑的地基处理做到因地制宜使用当地材料,节约资源,使工程施工取得良好的经济效益和社会效益。

  参考文献:

  [1]定义,林本海,邵生俊.岩土工程学[M].北京:高等教育出版社,2008.

  [2]林良进.地基处理选择与桩基选型研究[D].厦门大学,2009.

  [3]唐颖栋,曹云锋,侯小平,牛明雷.地基处理技术综述[J].低温建筑技术,2011,(04).

  • 点赞(0
  • 反对(0
  • 举报(0
  • 收藏(0
  • 分享(10
评论(0)

登录后发表评论~