方曉青
(永城職業學院,永城 476600)
地基指的是承受上部結構荷載影響的那一部分土體或巖體。作為建筑地基的土層分為巖石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土,地基有天然地基和人工地基兩類。在土木工程建設領域中,與上部結構比較,地基領域中不確定性因素多,問題復雜,難度大,地基處理不好,后果將非常嚴重。據調查統計,在世界各國發生的土木工程建設中的工程事故,源自地基問題的占多數。因此,處理好地基問題,不僅關系所建工程是否可靠,而且關系所建工程投資的大小。
近年來,我國土木工程建設持續、高速發展,結合我國地少人多的實際情況,高層建筑應運而生,如雨后春筍般不斷地涌現。高層建筑的出現對地基提出了更高的要求,地基的加固改良將顯得尤為重要,地基的質量好壞對避免產生不均勻沉降、保證建筑物的堅固耐久等方面具有非常重要的作用。
地基處理就是按照上部結構對地基的要求,對地基進行必要的加固或改良,提高地基土的承載力,保證地基穩定,減少房屋的沉降或不均勻沉降,消除濕陷性黃土的濕陷性,提高抗液化能力等。
常用的地基處理方法有孔內強夯法、換填墊層法、強夯法、強夯置換法、砂石樁法、振沖法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法、預壓法、夯實水泥土樁法、石灰樁法、灰土擠密樁法和土擠密樁法、柱錘沖擴樁法、單液硅化法和堿液法等。
1)孔內強夯法
孔內強夯法是通過孔道將強夯引入到地基深處,用異型重錘對孔內填料自下而上分層進行高動能、超壓強、強擠密的孔內深層強夯作業,使孔內的填料沿豎向深層壓密固結的同時對樁周土進行橫向的強力擠密加固,針對不同的土質,采用不同的工藝,使樁體獲得串珠狀、擴大頭和托盤狀,有利于樁與樁間土的緊密咬合,增大相互之間的摩阻力,地基處理后整體剛度均勻,承載力可提高2~9倍;變形模量高,沉降變形小,不受地下水影響,地基處理深度可達30米以上。
2)換填墊層法
換填墊層法適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。其主要作用是提高地基承載力,減少沉降量,加速軟弱土層的排水固結,防止凍脹和消除膨脹土的脹縮。
3)強夯法
強夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。
4)強夯置換法
強夯置換法適用于高飽和度的粉土,軟-流塑的粘性土等地基上對變形控制不嚴的工程,在設計前必須通過現場試驗確定其適用性和處理效果。強夯法和強夯置換法主要用來提高土的強度,減少壓縮性,改善土體抵抗振動液化能力和消除土的濕陷性。對飽和粘性土宜結合堆載預壓法和垂直排水法使用。
5)砂石樁法
砂石樁法適用于擠密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、雜填土等地基,提高地基的承載力和降低壓縮性,也可用于處理可液化地基。對飽和粘土地基上變形控制不嚴的工程也可采用砂石樁置換處理,使砂石樁與軟粘土構成復合地基,加速軟土的排水固結,提高地基承載力。
6)振沖法
振沖法分加填料和不加填料兩種。加填料的通常稱為振沖碎石樁法。振沖法適用于處理砂土、粉土、粉質粘土、素填土和雜填土等地基。對于處理不排水抗剪強度不小于 20kPa的粘性土和飽和黃土地基,應在施工前通過現場試驗確定其適用性。不加填料振沖加密適用于處理粘粒含量不大于 10%的中、粗砂地基。振沖碎石樁主要用來提高地基承載力,減少地基沉降量,還可用來提高土坡的抗滑穩定性或提高土體的抗剪強度。
7)水泥土攪拌法
水泥土攪拌法分為漿液深層攪拌法(簡稱濕法)和粉體噴攪法(簡稱干法)。水泥土攪拌法適用于處理正常固結的淤泥與淤泥質土、粘性土、粉土、飽和黃土、素填土以及無流動地下水的飽和松散砂土等地基。不宜用于處理泥炭土、塑性指數大于25的粘土、地下水具有腐蝕性以及有機質含量較高的地基。若需采用時必須通過試驗確定其適用性。當地基的天然含水量小于30%(黃土含水量小于25%)、大于70%或地下水的pH值小于4時不宜采用于法。連續搭接的水泥攪拌樁可作為基坑的止水帷幕,受其攪拌能力的限制,該法在地基承載力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的應用有一定難度。
8)高壓噴射注漿法
高壓噴射注漿法適用于處理淤泥、淤泥質土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。當地基中含有較多的大粒徑塊石、大量植物根莖或較高的有機質時,應根據現場試驗結果確定其適用性。對地下水流速度過大、噴射漿液無法在注漿套管周圍凝固等情況不宜采用。高壓旋噴樁的處理深度較大,除地基加固外,也可作為深基坑或大壩的止水帷幕,目前最大處理深度已超過30m。
9)預壓法
預壓法適用于處理淤泥、淤泥質土、沖填土等飽和粘性土地基。按預壓方法分為堆載預壓法及真空預壓法。堆載預壓分塑料排水帶或砂井地基堆載預壓和天然地基堆載預壓。當軟土層厚度小于4m時,可采用天然地基堆載預壓法處理,當軟土層厚度超過4m時,應采用塑料排水帶、砂井等豎向排水預壓法處理。對真空預壓工程,必須在地基內設置排水豎井。預壓法主要用來解決地基的沉降及穩定問題。
10)夯實水泥土樁法
夯實水泥土樁法適用于處理地下水位以上的粉土、素填土、雜填土、粘性土等地基。該法施工周期短、造價低、施工文明、造價容易控制,在北京、河北等地的舊城區危改小區工程中得到不少成功的應用。
基坑是整個建筑物的基礎,提高地基處理水平不僅能保證工程質量,還對加快工程建設速度、節省工程建設投資等方面有著重要的作用。文章中對常用的地基加固改良方法的適用范圍做了詳細的介紹,希望能在一些工程中對地基處理方法的選擇上起到一定的幫助。
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