摘要:随着我国经济的迅速发展,常常需要在各种复杂的地质条件下建造工程,从而不得不对天然的不良地基进行处理,地基处理在建筑工程等领域越来越受到人们的重视。本文从地基处理的意义、地基处理的常见方法、地基处理技术中的问题和未来发展的展望三个方面展开论述。
关键词:地基处理,换土垫层法,深层密实法,排水固结法
引言:
科学技术的快速发展使结构物的荷载越来越大,许多原来可被评价为良好的地基,如今也可能在某种条件下需要进行地基处理,因此,地基处理的重要地位日益明显。另外,地基处理工程的设计和施工质量直接关系到建筑物的安全和性能,如处理不当,可能会发生工程事故甚至威胁人的生命安全,且事后补救比较困难,因此,地基处理已成为制约工程建设的主要因素,如何选择合适的技术方法,经济合理地进行地基处理已经刻不容缓地摆在技术工作人员面前。
1.地基处理的意义
我国幅员辽阔,软弱土和特殊土类别多,分布广。软弱土包括软黏土、冲填土、杂填土和其他高压缩性土等,特殊土一般具有地区性特点,包括软黏土、湿陷性黄土、膨胀土、冻土和红黏土等,这两种土分别构成软弱地基和特殊土地基。对于这两类地基来说,一般具有如下几种工程特性:含水率较高、孔隙比较大、抗剪强度很低、压缩性较高、渗透性很小、具有明显的结构性和具有明显的流变性。进行地基处理,便是针对这两类地基通过各种技术方法达到提高地基土的抗剪强度,降低地基的压缩性,改善透水特性和改善动力特性的目的。
2.地基处理的常见方法
地基处理的常见方法可以分为换土垫层法、深层密实法、排水固结法、加筋法和化学加固法五类。不同方法各有其自身特点和适用范围,对于具体工程应该综合考虑各种因素从而选择安全、经济、可靠的方法,既可以是单一的地基处理方法,也可以是各种地基处理方法的综合。
2.1换土垫层法
换土垫层法可以分为机械碾压法、重锤夯实法、平板振动法和强夯挤淤法[1]。其基本原理是挖除浅层软弱土或不良土,分层碾压或夯实,强夯挤淤法还要同时挤淤。这种处理方法可以使地基土达到要求的密实度,如以砂垫层为例,可以提高浅基础下地基的承载力,减少沉降量,加速软弱土层的排水固结,防止冻胀,消除膨胀土的膨胀作用,消除湿陷性黄土的湿陷作用和处理暗浜和暗沟。该方法常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程,一般适用于处理浅层软弱土层与低洼区域的填筑[2],处理深度为2-3m,大于5m时慎用,适用于处理浅层非饱和软弱土层素填土和杂填土等。
2.2深层密实法
深层密实法可以分为强夯法和挤密法,挤密法又分为砂桩挤密法,振动水冲法,灰土、二灰或土桩挤密法,和浅层地基加固的换土垫层法相比,深层密实法不仅体现在其所用的施工机具不同,而且它可以使地基土在较大深度范围内得以密实。通过深层密实法可以达到提高地基承载力,减少沉降量,消除或部分消除土的湿陷性和液化性的目的。
2.3排水固结法
排水固结法分为堆载预压法、真空预压法、降水预压法和电渗排水法。其基本原理是通过布置垂直排水井,改善地基的排水条件,采取加压、抽气、排水和电渗等措施,以加速地基土的固结和强度增长,提高地基土的稳定性,并使沉降提前完成。它适用于处理厚度较大的饱和软黏土和冲填土地基,但需要有预压的荷载和时间的条件,对于厚的泥炭层则要慎重对待。此种方法必须经过周密的设计计算和精心的施工过程,但是,即使如此也会因为受到理论发展水平的限制等原因而使得计算结果和实际不符,因此,重要工程要进行现场试验来评估加固效果,并不断对设计进行调整和修正,从而达到减小误差,符合强度要求的目的。
2.4加筋法
土和筋体组成的复合土体称为加筋土,加筋材料可以为钢带、钢条、钢筋混凝土带或土工合成材料[3],其中土工合成材料加筋土以其优异的性能已越来越得到广泛推广。加筋法就是在人工填土的路堤或者挡土墙内铺设加筋材料,使这种人工复合土体能够承受抗拉、抗压、抗剪或抗弯作用,从而达到改善地基土的力学性能,提高其强度,减少沉降和增强地基稳定性的目的。
2.5化学加固法
化学加固法可以分为灌浆法、高压喷射注浆法和水泥土搅拌法。其基本原理是在软黏土地基中掺入水泥、石灰等,用喷射、搅拌等方法使其与土体充分混合固化,或把一些化学浆液注入地基土孔隙,以达到提高地基承载力,增强稳定性,减少沉降的目的。这类方法具有工期短,寿命长,加固快,效果好等特性,应用范围非常广泛。
3.地基处理技术中的问题和未来发展的展望
地基处理技术虽然取得了良好的经济和技术效益,但同时也存在一些不容忽视的问题。比如:由于理论研究的落后,地基处理方案的选择、比较和优化都具有一定的盲目性,不能正确评价各种地基处理方法的使用范围,从而不能达到合理选用技术上可行、经济上节约、处理效果更明显的方法。另外,施工机械的性能不能满足工程建设的需要,施工技术的管理体制有待完善等问题也亟待解决[4]。展望地基处理的发展,应该优化设计理论研究,开发应用新材料,研制先进施工机械,发展新工艺新技术,综合应用多种地基处理技术并运用和发展复合地基理论。
4.结语
地基处理技术意义重大,其处理方法也是多种多样,地基条件的复杂性和地基处理方法的多样性决定了选择合理的处理方法的困难性。因此,要想在地基处理方面有所发展,就必须在掌握必需的理论知识的同时回到实践中去,理论联系实际才可能有所突破。
参考文献
[1]张剑彪.地基处理的方法浅析[J].建筑技术,2011,(19).
[2]白建勇,王朝红.浅谈软弱地基处理[J].山西建筑,2008,(36).
[3]孙桂璐.常用建筑地基基础处理方法探讨[J].经营管理者,2012,18:380.
[4]康旭元.地基处理技术的发展与现状[J].山西建筑,2005,31(1):74-75.
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