摘要:建筑地基是建筑物基礎(chǔ)的承托,其質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到整個(gè)建筑的“安危”。因此,要保證建筑物的質(zhì)量,就要從“地基”做起。地基加固技術(shù)充分地保證了地基的穩(wěn)固性,在建筑施工中得到了廣泛應(yīng)用和大力發(fā)展。
關(guān)鍵字:地基加固;施工;處理
中圖分類號(hào): TU47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
地基穩(wěn)固是保證建筑物安全的基礎(chǔ)和前提,地基加固處理的主要目的是提高軟弱地基的承載力,保證地基的穩(wěn)定。地基加固常用的方法有換土處理,人工或機(jī)械夯(壓)實(shí),振動(dòng)壓實(shí),土(灰土)、砂、石樁擠密加固,排水固結(jié)及化學(xué)加固等。
建筑物地基所面臨的問(wèn)題主要有:強(qiáng)度及穩(wěn)定性問(wèn)題、壓縮及不均勻沉降問(wèn)題、滲漏問(wèn)題、液化問(wèn)題。各種地基加固方法各有其適用范圍和條件,要針對(duì)不同的問(wèn)題合適選用,如選用不當(dāng)或施工方法有錯(cuò)誤,不按規(guī)范和操作規(guī)程進(jìn)行,就會(huì)造成建筑工程質(zhì)量事故。
一、地基處理的目的和意義
1、提高地基土的抗剪切強(qiáng)度
在建筑物的施工中,剪力破壞是對(duì)地基質(zhì)量造成影響的一大因素,主要表現(xiàn)在以下方面:建筑物的地基承載力不夠;偏心荷載及側(cè)向土壓力使結(jié)構(gòu)物失穩(wěn);填土或建筑物荷載使鄰近地基產(chǎn)生隆起;土方開(kāi)挖時(shí)邊坡失穩(wěn);基坑開(kāi)挖時(shí)坑底隆起。造成地基剪切破壞的主要原因是地基土抗剪強(qiáng)度不足,因此要采取一定措施以增加地基土的抗剪強(qiáng)度。
2、降低地基土的壓縮性
地基土的壓縮性表現(xiàn)在建筑物的沉降和差異沉降大;由于有填土或建筑物荷載,使地基產(chǎn)生固結(jié)沉降;作用于建筑物基礎(chǔ)的負(fù)摩擦力引起建筑物的沉降;大范圍地基的沉降和不均勻沉降;基坑開(kāi)挖引起鄰近地面沉降;由于降水地基產(chǎn)生固結(jié)沉降。地基沉降會(huì)嚴(yán)重影響建筑物的質(zhì)量,要嚴(yán)格控制。
此外,建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大,使建筑用地日趨緊張,建筑物面積也越來(lái)越狹小,為了充分利用建筑空間,建筑物的高度呈不斷上升的趨勢(shì),而且建筑物結(jié)構(gòu)也愈來(lái)愈復(fù)雜,相關(guān)配套設(shè)施愈來(lái)愈完善,這些都使建筑物地基承受了越來(lái)越大的壓力,超出地基土的壓縮性能范圍,產(chǎn)生地基沉降。因此,需要采取措施以提高地基土的壓縮模量,借以減少地基的沉降或不均勻沉降。
3、改善地基土的動(dòng)力特性
地基土的動(dòng)力特性表現(xiàn)在地震時(shí)飽和松散粉細(xì)砂(包括部分粉土)將產(chǎn)生液化;由于交通荷載或打樁等原因,使鄰近地基產(chǎn)生振動(dòng)下沉。為此,需要采取措施防止地基液化,并改善其振動(dòng)特性以提高地基的抗震性能!
二、地基加固技術(shù)
地基加固方法的選定應(yīng)充分了解地基范圍內(nèi)的地質(zhì)情況。地基加固工作是在建筑物存在情況下進(jìn)行的,因而施工比較困難。它既應(yīng)保護(hù)地基的加固質(zhì)量,收到地基加固的效果,又應(yīng)采取措施保證上部結(jié)構(gòu)的安全。
2.1換土加固
換土加固是處理淺層地基的方法之一。該法是將軟弱土層挖除,換填結(jié)構(gòu)較好的土、灰土、中(粗)砂、碎(卵)石、石屑、煤渣或其他工業(yè)廢粒料等材料,制作素土地基(土墊層)、灰土地基或砂墊層和砂石墊層地基等。其施工程序?yàn)榛?槽)開(kāi)挖、驗(yàn)槽、分層回填、夯(壓)實(shí)或振實(shí),以達(dá)到設(shè)計(jì)的密實(shí)度和夯實(shí)深度。
換土加固的方法常用于基坑面積寬大和開(kāi)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(zhì)土、松散素填土、雜填土、浜填土以及已完成自重固結(jié)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、濕陷性黃土、膨脹土、季節(jié)性凍土、素填土和雜填土。
2.2 振密加固
振密加固方法是采用一定的手段,通過(guò)振動(dòng)、擠壓使地基土體孔隙比減小,強(qiáng)度提高,達(dá)到地基處理的目的,主要包括表層壓實(shí)法、重錘夯實(shí)法、強(qiáng)夯法、振沖擠密法和土樁法等。其中強(qiáng)夯法在建筑基地加固中應(yīng)用較廣泛。
強(qiáng)夯法(強(qiáng)力夯實(shí)法)是一種軟弱地基深層加固方法,其有效加固深度隨夯擊能量增大而加深,它是利用不同重量的夯錘,從不同的高度自由落下,產(chǎn)生很的沖擊力來(lái)處理地基的方法,可提高低基的強(qiáng)度并降低其壓縮性,并改善其抗振動(dòng)
液化能力和消除土的濕陷性。它適用于砂質(zhì)土、粘性土及碎石、礫石、砂土、粘土等的回填土,以提高地基的強(qiáng)度,滿足上部荷載的要求。強(qiáng)夯法在施工中要注意以下技術(shù)細(xì)節(jié):
1)施工前要進(jìn)行試夯,調(diào)整確定夯點(diǎn)間距、落距、夯擊數(shù)等;夯擊時(shí),選擇合適的夯點(diǎn),避免壓縮變形的擴(kuò)散角重疊,不出現(xiàn)地面隆起和翻漿。
2)夯擊后要合理確定間歇時(shí)間,保證空隙水壓完全消散。
3)在易翻漿的飽和粘性土上,可在夯點(diǎn)下鋪填砂石墊層,以利空隙水壓的消散,可一次鋪成或分層鋪填。
4)盡量避免雨期施工,必須雨期施工時(shí),要挖排水溝,設(shè)集水井,地面不得有積水,減少夯擊數(shù),增加空隙水的消散時(shí)間。
2.3 排水固結(jié)法
排水固結(jié)法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(jié)變形。在這個(gè)過(guò)程中,隨著土體超靜孔隙水壓力的逐漸消散,土的有效應(yīng)力增加,地基抗剪強(qiáng)度相應(yīng)增加,并使沉降提前完成或提高沉降速率。 排水固結(jié)法主要由排水和加壓兩個(gè)系統(tǒng)組成。排水可以利用天然土層本身的透水性,尤其是軟土地區(qū)多夾砂薄層的特點(diǎn),也可設(shè)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(yù)壓法和井點(diǎn)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(diǎn)也是合理而有效的。
2.4 高壓噴射注漿加固
高壓噴射注漿(旋噴)加固地基是利用高壓泵通過(guò)特制的噴嘴,把漿液(一般為水泥漿)噴射到土中。漿液噴射流依靠自身的巨大能量,把一定范圍內(nèi)的土層射穿,使原狀土破壞,并因噴嘴作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),被漿液射流切削的土粒與漿液進(jìn)行強(qiáng)制性的攪拌混合,待膠結(jié)硬化后,便形成新的結(jié)構(gòu),達(dá)到加固地基的目的。旋噴法適用于粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)土、新填土、飽和的粉細(xì)砂(即流砂層)及砂卵石層等的地基加固與補(bǔ)強(qiáng)。其方法有單管法、雙重管法、三重管法及干噴法等。壓力灌漿加固在實(shí)施中要注意以下細(xì)節(jié):
1)旋噴漿液前,應(yīng)作壓水壓漿壓氣試驗(yàn),檢查各部件各部位的密封性和高壓泵、鉆機(jī)等的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。
2)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和地質(zhì)條件,選用適合的旋噴方法、施工機(jī)具和樁位布置。
3)科學(xué)配漿,控制漿液的水灰比及稠度。
4)根據(jù)旋噴固結(jié)體的形狀及樁身勻質(zhì)性,調(diào)整噴嘴的旋轉(zhuǎn)速度、提升速度、噴射壓力和噴漿量。
參考文獻(xiàn):
[1] 柴維東、白明愛(ài),地基加固處理的施工技術(shù),西部探礦工程[J],2004,(12).
[2] 葉觀寶.地基加固新技術(shù)(第一、二版)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998.
[3]鄭穎人、陸新、李學(xué)志、馮遺興,強(qiáng)夯加固軟粘土地基的理論與工藝研究,巖土工程學(xué)報(bào)[J],2000,(01).