摘 要:隨著我經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,建筑物的建筑設(shè)計規(guī)模不斷地擴(kuò)大,數(shù)量也隨著增加,建筑物建造的質(zhì)量和安全一直是特別重要的問題。其中,對擬建建筑物的地基處理的成敗關(guān)系著建筑物的安全和質(zhì)量,所以,要不斷的提高對地質(zhì)差異較大時的地基處理技術(shù),采取有效的處理措施,保證地基適合建筑物的建筑,降低建設(shè)難度,提高建筑水平。
關(guān)鍵詞:建筑物;地基差異;處理措施
引 言
對擬建建筑物的地質(zhì)差異的處理是保障施工進(jìn)度和保證工程量的前提條件。地基地質(zhì)差異過大影響建筑物的正常建設(shè),或者有時候就算勉強(qiáng)完成了建設(shè),在使用過程中也會出現(xiàn)種種問題,留下安全隱患,及時解決地基問題是保證建筑質(zhì)量和安全的前提。
1 建筑物地基處理的重要性
由于增加了上部荷載,地基承載力和可能產(chǎn)生的沉降變形值是關(guān)鍵問題。不同土質(zhì)情況各異,多數(shù)的地基,承載力都有一定的安全儲備。但也有的地基使用期間的承載力可能比原修建時降低,即使原來一般可被評價為良好的地基,也可能在特定的條件下必須進(jìn)行地基加固。如果由于地基的承載力不足,可能產(chǎn)生的變形較大時,應(yīng)在進(jìn)行充分分析比較的基礎(chǔ)上,提出地基加固處理措施,進(jìn)行必要的加固處理,如何評價既有建筑物的地基,特別是已產(chǎn)生明顯裂縫和不均勻沉降的建筑物,妥善加固和處理好地基十分重要。因此,采用科學(xué)手段,認(rèn)真檢查.評價分析地基土的質(zhì)量與狀態(tài),對保護(hù)既有建筑物,為地基處理提供可靠依據(jù)有著十分重要的意義。
2 地基處理的基本概述
地基處理有它特定的目的,處理地基差異要根據(jù)建筑目的進(jìn)行,提出處理要達(dá)到的目標(biāo),提高土地的抗壓能力,使其適合施工,能夠?qū)崿F(xiàn)建筑目的。地基處理的目的:
(1)提高地基土的抗剪強(qiáng)度;
(2)改善地基土的壓縮性;
(3)改善地基土的滲透特性;
(4)改善地基土的動力特性;
(5)改善特殊土地基的不良特性。
地基處理方法眾多,每種處理方法都有各自的使用條件、局限性和優(yōu)缺點(diǎn),每種處理方法的作用通常由具有多重性,加之地基土成因復(fù)雜,形制多變,具體工程對地基的要求有不盡相同,施工機(jī)械,技術(shù)力量、施工條件和環(huán)境等千差萬別,這使得在選擇地基處理方案時,應(yīng)從實際出發(fā),對具體的地基條件、處理要求(包括處理前后地基應(yīng)達(dá)到的各項指標(biāo)、處理范圍、工程進(jìn)度等)工程費(fèi)用以及施工機(jī)械、技術(shù)力量和材料等因素盡心綜合分析比較,優(yōu)化、比選處理方。在選擇處理方案時還應(yīng)提高環(huán)保意識,注意節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境,盡量避免地基處理是對地面和體下水產(chǎn)生污染、振動和噪音對環(huán)境的不良影響等。
3 地質(zhì)差異較大時地基的處理措施
地基和基礎(chǔ)是房屋建筑的重要組成部分?;A(chǔ)是與地基緊密聯(lián)系、互相依存的工程結(jié)構(gòu)。不合理的基礎(chǔ)和地基施工的質(zhì)量問題,往往會導(dǎo)致基礎(chǔ)工程質(zhì)量缺陷與事故。因此,選擇地基處理方案前,應(yīng)進(jìn)行深入的調(diào)查,充分收集資料,在調(diào)查、收集資料時,應(yīng)考慮以下幾個方面的內(nèi)容:
(1)上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)計情況;
(2)建筑場地的工程地質(zhì)條件
(3)施工用地、施工工期、工程用料來源等;
(4)施工單位技術(shù)力量、機(jī)具設(shè)備、施工管理水平及施工經(jīng)驗等。
3.1 夯實水泥土樁法
夯實水泥土樁法的適用范圍很廣,主要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。該法的適用具有其獨(dú)特的有點(diǎn),施工周期短、造價低、施工文明、造價容易控制,目前在全國的很多地方等地的舊城區(qū)危改小區(qū)工程中得到了廣泛的運(yùn)用并取得了顯著地效果。夯實水泥土樁法的有效應(yīng)用,可以為建筑過程中遇到地質(zhì)差異較大時的地基處理提供很多的幫助,并有效的解決實際中的各種問題。
3.2 水泥粉煤灰碎石樁法
水泥粉煤灰碎石樁法有其特定的適用范圍,一般適用于土地粘性土、粉土、砂土和已自重固結(jié)的紊填土等地基。該方法主要是針對土地的粘性而言的,具體的運(yùn)用愿力就是降低土地的粘性,便于施工和適用。該法適用于條基、獨(dú)立基礎(chǔ)、箱基、筏基,可用來提高地基承載力和減少變形。對可液化地基,可采用碎石樁和水泥粉煤灰碎石樁多樁型復(fù)合地基,達(dá)到消除地基土的液化和提高承載力的目的。
3.3 換填墊層法
當(dāng)遇到比較特殊的地基時,地基屬于千層軟弱地基且不均勻,就適合采取換填墊層法來提高土地的抗壓能力,使其能夠承載建筑物,同時可以避免地基膨脹等原因?qū)е聦ㄖ锂a(chǎn)生不利影響。
3.4 強(qiáng)夯法
地基處理過程中的強(qiáng)夯也是有效的措施,當(dāng)遇到碎石土,土地的粘性很強(qiáng)的黃土或者飽和度很低的粉土?xí)r,就采用強(qiáng)夯法。此措施是通過改變土地的強(qiáng)度使其適合在上面進(jìn)行建筑施工。強(qiáng)夯法和強(qiáng)夯置換法主要用來提高土的強(qiáng)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(jié)合堆載預(yù)壓法和垂直排水法使用。
3.5 砂石樁法
當(dāng)?shù)鼗耐恋赜伤缮⒌纳笆⒎弁?、粘性土、素填土、雜填土等構(gòu)成的時候,就事宜采取砂石樁法,通過提高地基的承載力和降低壓縮性,提高土地的承載能力。同時也可以加速土地的排水速度對飽和粘土地基上變形控制不嚴(yán)的工程也可采用砂石樁置換處理。
3.6 石灰樁法
當(dāng)?shù)刭|(zhì)屬于飽和度高、粘性強(qiáng),淤泥、雜填土占主要成分的時候適合采取石灰樁法,石灰可以增加土地的堿度。此法用于地下水位以上的土層時應(yīng)當(dāng)減少實惠的用量來提高樁身強(qiáng)度。但是,要特別注意的是,該法不適用于地下水下的砂類土。
3.7 灰土擠密樁法和土擠密樁法
灰土擠密樁法和土擠密樁法適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基,采取此法進(jìn)行地基處理的時候?qū)Φ图壍纳疃扔幸欢ǖ南拗?,一般的可處理的深度?~15m。當(dāng)用來消除地基土的濕陷性時,宜采用土擠密樁法;當(dāng)用來提高地基土的承載力或增強(qiáng)其水穩(wěn)定性時,宜采用灰土擠密樁法。另外,此法對土地的深度、土地的密度、粘性都有一定的要求,所以時間過程中對此法的運(yùn)用的時候一定要具體問題具體分析。
3.8 水泥土混合的方法
當(dāng)天然含水量的基礎(chǔ)是小于30%(土壤水分含量小于25%),比小于4,不應(yīng)該用這種方法,地下水的pH值貴哦地時也不宜采取此法??勺鳛橹顾∧换A(chǔ)連續(xù)搭接的水泥攪拌樁,混合能力,粘土和淤泥地基的方法,在超過一定的難度140kPa地基承載力中的應(yīng)用。水泥土深層攪拌法包括漿液混合(簡稱濕法)和粉體噴射攪拌法(簡稱干法)。水泥土攪拌法適用于正常固結(jié)的淤泥和淤泥質(zhì)土,在處理粘土,粉土,飽和黃土,土壤和無流動地下水飽和松砂地基是非常有效。但是此法不宜用于處理泥炭土和粘性值性指數(shù)大于25的粘土,土的腐蝕性和土壤有機(jī)質(zhì)含量高時你需要通過試驗確定其適用性。
4 工程實踐
地基處理中樹根樁屬于加筋法,是利用樹根樁形成人工復(fù)合土體,用以提高地基承載力、減小沉降量和增加地基的穩(wěn)定性。
在貴州省,由于貴州特殊的地質(zhì)條件,巖溶發(fā)育,并且?guī)r溶發(fā)育特征復(fù)雜多樣,豎向深度大。根據(jù)多年的工程實踐,在貴州地區(qū),采用樹根狀對巖溶地基進(jìn)行處理,以增加地基的穩(wěn)定性取得拉較好的經(jīng)濟(jì)效益,并具有較大的實用性和可操作性。
例如:貴陽市某商住樓,兩層裙樓,六層住宅。投入使用幾年后,由于旁邊修建立交橋,放炮、抽水影響,并且該商住樓地基本身存在隱患:地基巖溶發(fā)育,多個樁基礎(chǔ)至于巖溶頂板上,頂板厚度最小只有0.4m,場地和建筑物地基處于極限穩(wěn)定狀態(tài),當(dāng)外部條件發(fā)生變化,即抽水使巖溶形成負(fù)壓,頂板失去穩(wěn)定,下沉使建筑物開裂,不能使用。根據(jù)該項目特點(diǎn),勘察單位對幾個下沉地基進(jìn)行勘察,利用勘察資料結(jié)合地質(zhì)條件,處理方案為采用樹根狀對發(fā)生地基沉降的柱位進(jìn)行地基托換。方案選定后進(jìn)行試樁,即預(yù)先施工四個鋼管樹根狀進(jìn)行載荷試驗,試驗結(jié)果表明,一根樁沉降量不滿足要求,分析試驗指標(biāo)、試驗過程后發(fā)現(xiàn),該樁出現(xiàn)的偏差應(yīng)為澆樁時清底不夠,形成斷樁剛開始加壓時沉降較大。
因此施工圖按照原方案,在幾個出現(xiàn)下沉和勘察發(fā)現(xiàn)的其他存在隱患的基礎(chǔ)設(shè)置6~12根樹根狀進(jìn)行加固、托換。施工完成上部荷載加上后經(jīng)過沉降觀測,該樓使用過程中情況良好,建筑物無開裂、下沉等現(xiàn)象發(fā)生,基礎(chǔ)穩(wěn)定。該項目還獲得省優(yōu)二等獎,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
因此,地基處理方案,應(yīng)針對具體工程的具體處理要求,本著技術(shù)上安全可靠,達(dá)到處理目的,經(jīng)濟(jì)上節(jié)約、合理,節(jié)約處理費(fèi)用的原則,精心設(shè)計。
5 地基處理及基礎(chǔ)工程的發(fā)展應(yīng)用
巖土體是一種成分和結(jié)構(gòu)都很復(fù)雜的地質(zhì)體,它們是非均質(zhì)的,而且往往是不連續(xù)的合格向異性的;在工程修建之前,它們處于一定的自然環(huán)境中,工程修建必然改變原來的地質(zhì)環(huán)境,或者說工程修建之后它們處于自然和工程相疊加的環(huán)境中。這就是原來本已經(jīng)復(fù)雜的巖土體更加復(fù)雜化??磥硭坪酢昂唵巍钡囊恍┒繀?shù),要想使取得的定量參數(shù)真正具有較高的代表性和可靠性,往往需要通過一個深入研究的過程。
上述工程實例,采用口徑130mm的鋼管,中間灌注M30水泥砂漿,形成鋼管樹根狀,規(guī)范上沒有相應(yīng)的數(shù)據(jù)和理論支撐,應(yīng)用的廣泛性也含沒有得到進(jìn)一步的實踐證明,但是通過科學(xué)試驗、實踐應(yīng)用并且在施工過程中對環(huán)境的污染、噪音很小,該技術(shù)在貴州巖溶地區(qū)取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益。
6 結(jié) 語
因此,巖土地基工程地質(zhì)的理論體系與研究內(nèi)容重點(diǎn)應(yīng)為:
(1)研究巖土和巖土體工程地質(zhì)性質(zhì)(主要與工程建筑有關(guān)的性質(zhì)),它包括物理性質(zhì),如巖土所處的物理狀態(tài),如密度和干濕狀況、孔隙或空隙的特征,以及巖土與水相互作用表現(xiàn)出來的性質(zhì),如可塑性、膨脹性、吸水性、軟化性等等特性;力學(xué)性質(zhì),巖土在外力作用下表現(xiàn)出的變形和強(qiáng)度特性。
(2)研究巖土或巖土體工程地質(zhì)性質(zhì)的形成和分布規(guī)律,尤其是巖土地基的縱向變化規(guī)律;
(3)研究巖土物質(zhì)組成、巖土和巖土體結(jié)構(gòu)及其對巖土和巖土體工程性質(zhì)的影響。
(4)研究巖土和巖土體工程性質(zhì)指標(biāo)的測試方法和測試技術(shù)。
(5)研究巖土和巖土體的工程地質(zhì)分類,研究巖土體的組合結(jié)構(gòu)特征。
(6)研究巖土工程分區(qū)及巖土地基使用能力。
(7)研究巖土和巖土體工程性質(zhì)在自然因素或人類工程活動影響下的變化趨勢和變化規(guī)律,尤其是巖土體受污染后的工程性質(zhì)變化規(guī)律,并預(yù)測這種變化對各種建筑物的危害。
(8)研究改善不良巖土和巖土體工程性質(zhì)的原則和方法。
(9)研究建設(shè)與巖土環(huán)境的關(guān)系,探討巖土環(huán)境變異機(jī)理與改善途徑和措施,為城市可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
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作者簡介:敬亞平(1969-),女,本科,貴州人,現(xiàn)任副高職稱,從事巖土工程工作。