田應飛(重慶市人防建筑設計研究院有限責任公司,重慶 404100)
復雜地質條件下地基處理方法探究
田應飛
(重慶市人防建筑設計研究院有限責任公司,重慶404100)
摘要:隨著當代經濟建設的飛速發展,城市的建設也不斷崛起,建設用地日趨緊張,一般多采用高層建筑來緩解地基的不足。然而有些高層建筑地基地質條件十分復雜,需通過地質探測、論證等方案進行深入的探討。本文結合工程實例著重闡述復雜地質條件下地基處理方法,并對此進行分析,提出合理的可行方案。
關鍵詞:建筑施工;地基;處理方法;因素
我國地貌差別較大,土層分布不均、巖土結合、臨海等復雜的地質條件給建筑施工帶來了相當大的難度,往往會造成地下工程的施工質量和施工成本產生較大的懸殊,影響整個工程的進行。地基基礎是建筑物的根本,而且又是隱藏工程,更直接關系著結構的安危。因此,處理好復雜地質條件下的地基問題,避免建筑事故的發生,是建筑行業優化發展的必行之路。
膨脹土地基是指具有一定膨脹功能的并且在土的粘粒成分中具備較多的強親水性礦物的地基,在中國西南各省以及黃河流域等有不同程度的分布。膨脹土一般呈現半堅硬狀態,呈現裂隙發育,而且容易易給人造成良好地基的假象。根據這種地基情況,應結合當地的氣候條件、膨脹土等級以及水文地質情況采取適宜的措施,常用的處理方法主要有換土、改良土質、預濕膨脹等。換土經常采用灰土或者非膨脹性材料,換土度一般情況下可以通過計算確定,傳統方法是采用砂或者碎石做墊層,墊層寬度一般需要大于基底寬度,基底兩側用需要材料需用與墊層相同才可以進行回填,而且在這一過程中做好墊層的防水處理。采用改良土質的方法可在膨脹土中添加水泥或化學試劑等非膨脹材料,消除或降低膨脹土的膨脹指數。預濕膨脹是指施工前向土中加入一定量的水,使土中維持較高的含水量,有利于維持土的體積形態,保持其結構的完整性。
不均勻地基的特點是土壤往往在縱向和橫向兩方面上存在著明顯的地質差異,巖面起伏傾斜,基底下土層厚薄不均,與均勻地基相比,其反壓力現象往往表現的更加明顯,地基的承受力不均勻不一致,會給建筑造成一定的影響。為避免其安全隱患,需在基礎設計時采取有效的措施進行處理。比如可采用樁基礎的方法,采用爆擴樁、灌注極,打入樁穿過軟弱土層,將基礎支撐在堅硬土層上,符合建筑物沉降差的要求,這種方法可以在一定程度上減少地基處理的復雜度,有效縮短施工時間。另外,當地基上部土層較高時,還可以充分利用上方土層的方法進行淺處理,這種方法對土層的要求較高,且經濟合理。還可以采用換土的方法,以硬換軟或以軟換硬,目的是保證整個建筑物的底層土壤均勻。一般來講,在一個施工場地內,如果硬基地比軟基地少,應采用以軟換硬的方法;如果硬基地比軟基地多,應采用以硬換軟的方法,從而使土層均與沉降。
軟弱地基上的建筑物會產生不均勻的沉降,無法滿足承載建筑物的要求,因此,必須采取軟土地基處理措施。比如,采用夯實水泥土樁的方法,一般在材料的選擇上選取具有相對單一特點的材料,然后將材料和水泥按照一定的比例混合,通過充分攪拌,攪拌均勻后制作成水泥土,在分層向孔內回填的過程中強力夯實,從而形成的水泥土樁均勻細膩,最后在基礎和樁頂兩者之間放置具備一定的褥墊層,從而使其一起構成復合地基,可以實現樁身強度均勻、造價低、有效縮短工期等優點。還可以采用形成高粘結強度樁的方法進行處理,將水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合而成,使樁、褥墊層以及樁間土三者一起形成復合地基。通過這方法形成的復合基地具有地基穩固以及承載強度大等特點。此方法適用于處理粘性土、粉土等基地,在基地處理工程中有著廣泛的應用,經濟效益顯著。
高層建筑物通常選用天然地基深基礎或者是人工地基淺基礎兩種,對于高層建筑地基的處理方法應該從工程造價、可持續發展或者環保角度出發,首先應該選擇人工地基淺基礎。高層建筑地基的處理方法中其中有一種稱為復合地基技術,是通過在地基中形成水平方向或者豎直方向增強體,從而組成復合地基來增加地基的承載力,同時減少沉降。加固區是由兩部分人工地基組成:基體(天然地基土體)以及增強體,根據豎向增強體性質可以將其分為剛性樁、柔性樁以及散體材料樁三種。復合地基是在增強體和原地基土協同工作的基礎上共同承擔外荷載,由于前兩者與天然地基土性質(剛度)差別比較大,所以可以分為兩大類,而且兩大類之間可以設置具有一定厚度的褥墊層,從而褥墊層、樁間以及使樁三者之間共同形成復合式地基。而且形成的復合地基具備:樁身強度比較均勻、造價較低、施工速度比較快、環保無污染以及不會受場地的影響等特點。
因此,復雜地質條件下的地基處理必須充分考慮各種因素的影響,既包括地質自身的主觀因素,又要考慮外部條件下的客觀因素。但到目前為止仍然沒有一種地基處理方法可以實現萬能,每一種處理方法都有各自的適用范圍以及局限性。因此,應該綜合考慮地質條件、環境因素以及經濟因素等,選擇合適的一種或幾種處理方法,從而達到施工目的,保證工程建設能夠安全、順利地進行。
參考文獻:
[1]趙青.簡述地基處理的幾種實用有效的技術方法[J].中國科技投資,2013(Z1):45.
[2]王軍.地基處理方法與技術研究[J].民營科技,2011(12):25.
[3]滕云.臨江復雜環境下深基坑施工技術[J].建筑施工,2014(08):893-894.
作者簡介:田應飛(1983-),男,土家族,重慶人,本科,副高級工程師,研究方向:土木工程。