地基處理方法

地基處理方法

對地基進行必要的加固或改良的方法
地基處理方法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及提高抗液化能力的方法。
  • 中文名:地基處理方法
  • 外文名:
  • 所屬學科:
  • 應用領域:建築工程、路橋工程
  • 常用方法:15種
  • 目的:保證地基穩定

常用方法

孔内深層強夯法、換填墊層法、強夯法、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、水泥粉煤灰碎石樁法、石灰樁法、灰土擠密樁法和土擠密樁法、柱錘沖擴樁法、單液矽化法和堿液法等。

1、孔内深層強夯法(DDC)

孔内深層強夯法(DDC)地基處理專利新技術(專利号ZL92114452.0),是先在地基内成孔,将強夯重錘放入孔内,邊加料邊強夯或分層填料後強夯。

孔内深層強夯法(DDC)技術與其它技術不同之處:是通過孔道将強夯引入到地基深處,用異型重錘對孔内填料自下而上分層進行高動能、超壓強、強擠密的孔内深層強夯作業,使孔内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,地基處理後整體剛度均勻,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

适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。

排水固結預壓法是利用地基土排水固結的特性,通過施加預壓荷載,并增設各種排水條件(砂井和排水墊層等排水體),以加速飽和軟粘土固結發展的一種軟土地基處理方法。

3、強夯法

适用于處理碎石土、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

适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确定其适用性和處理效果。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

适用于擠密松散砂土、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複合地基,加速軟土的排水固結,提高地基承載力。

6、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。振沖法适用于處理砂土、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确定其适用性。不加填料振沖加密适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

分為漿液深層攪拌法(簡稱濕法)和粉體噴攪法(簡稱幹法)。水泥土攪拌法适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确定其适用性。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

适用于處理淤泥、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确定其适用性。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

适用于處理淤泥、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,必須在地基内設置排水豎井。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

适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,目前在北京、河北等地的舊城區危改小區工程中得到不少成功的應用。

11、水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)法

适用于處理粘性土、粉土、砂土和已自重固結的素填土等地基。對淤泥質土應根據地區經驗或現場試驗确定其适用性。基礎和樁頂之間需設置一定厚度的褥墊層,保證樁、土共同承擔荷載形成複合地基。該法适用于條基、獨立基礎、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複合地基,達到消除地基土的液化和提高承載力的目的。

12、石灰樁法

适用于處理飽和粘性土、淤泥、淤泥質土、雜填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土層時,可采取減少生石灰用量和增加摻合料含水量的辦法提高樁身強度。該法不适用于地下水下的砂類土。

13、灰土擠密樁法和土擠密樁法

适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,可處理的深度為5~15m。當用來消除地基土的濕陷性時,宜采用土擠密樁法;當用來提高地基土的承載力或增強其水穩定性時,宜采用灰土擠密樁法;當地基土的含水量大于24%、飽和度大于65%時,不宜采用這種方法。灰土擠密樁法和土擠密樁法在消除土的濕陷性和減少滲透性方面效果基本相同,土擠密樁法地基的承載力和水穩定性不及灰土擠密樁法。

14、柱錘沖擴樁法

适用于處理雜填土、粉土、粘性土、素填土和黃土等地基,對地下水位以下的飽和松軟土層,應通過現場試驗确定其适用性。地基處理深度不宜超過6m。

15、單液矽化法和堿液法、

适用于處理地下水位以上滲透系數為0.1~2m/d的濕陷性黃土等地基。在自重濕陷性黃土場地,對Ⅱ級濕陷性地基,應通過試驗确定堿液法的适用性。

方案選擇

在确定地基處理方案時,根據地質情況的不同、建(構)築物的承載條件需要以及各種處理方案的成本比對,選擇既能達到要求,成本又較低的處理方法。

物理性質

粘粒含量較多,塑性指數Ip一般大于17,屬粘性土。軟粘土多呈深灰、暗綠色,有臭味,含有機質,含水量較高、一般大于40%,而淤泥也有大于80%的情況。孔隙比一般為1.0~2.0,其中孔隙比為1.0~1.5稱為淤泥質粘土,孔隙比大于1.5時稱為淤泥。由于其高粘粒含量、高含水量、大孔隙比,因而其力學性質也就呈現與之對應的特點——低強度、高壓縮性、低滲透性、高靈敏度。

力學性質

軟粘土的強度極低,不排水強度通常僅為5~30kPa,表現為承載力基本值很低,一般不超過70kPa,有的甚至隻有20kPa。軟粘土尤其是淤泥靈敏度較高,這也是區别于一般粘土的重要指标。

軟粘土的壓縮性很大。壓縮系數大于0.5MPa,最大可達45MPa,壓縮指數約為0.35—0.75。通常情況下,軟粘土層屬于正常固結土或微超固結土,但有些土層特别是新近沉積的土層有可能屬于欠固結土。滲透系數很小是軟粘土的又一重要特點,一般在10-5~10-8cm/s之間,滲透系數小則固結速率就很慢,有效應力增長緩慢,從而沉降穩定慢,地基強度增長也十分緩慢。這一特點是嚴重制約地基處理方法和處理效果的重要方面。

工程特性

軟粘土地基承載力低,強度增長緩慢;加荷後易變形且不均勻;變形速率大且穩定時間長;具有滲透性小、觸變性及流變性大的特點。

雜填土主要出現在一些老的居民區和工礦區内,是人們的生活和生産活動所遺留或堆放的垃圾土。這些垃圾土一般分為三類:即建築垃圾土、生活垃圾土和工業生産垃圾土。不同類型的垃圾土、不同時間堆放的垃圾土很難用統一的強度指标、壓縮指标、滲透性指标加以描述。雜填土的主要特點是無規劃堆積、成分複雜、性質各異、厚薄不均、規律性差。因而同一場地表現為壓縮性和強度的明顯差異,極易造成不均勻沉降,通常都需要進行地基處理。

結合本工程地基土的具體特征,施工現場采取了以下措施:

利用重錘自由下落所産生的較大夯擊能來夯實淺層地基,使其表面形成一層較為均勻的硬殼層,獲得一定厚度的持力層。

施工要點:施工前應試夯,确定有關技術參數,如夯錘的重量、底面直徑及落距、最後下沉量及相應的夯擊遍數和總下沉量;夯實前槽、坑底面的标高應高出設計标高;夯實時地基土的含水量應控制在最優含水量範圍内;大面積夯時應按順序;基底标高不同時應先深後淺;結束後,應及時将夯松的表土清除或将浮土在接近1m的落距夯實至設計标高。

換土墊層就是将獨立基礎下面一定厚度的軟弱土層挖除,然後以中砂、粗砂、礫石、碎石或卵石、灰土、以及其他性能穩定、無侵蝕性的材料填實。墊層應分層夯實,每層夯實後的密度應達到設計标準。

設置沉降縫

對于粘土層厚較大大的軟弱地基,尤其是地基壓縮量相差較大的位置,在建築物上設置沉降縫是常用的處理措施。沉降縫的設置宜結合建築物的平面形狀、地基土質、基礎類型及荷載條件等設置沉降縫,一般在下列部位設置:

①建築平面的轉折部位;②高度差異或荷載差異處;③長高比過大的砌體承重結構或鋼筋混凝土框架結構的适當部位;④建築結構或基礎類型不同處;⑤分期建造的房屋的交界處。沉降縫應有足夠的寬度,房屋層數為2至3層時,沉降縫寬度為50~80mm。

房屋層數為4至5層時,沉降縫寬度為80~120mm,房屋層數為5層以上時,沉降縫寬度不小于120mm,在特殊情況下可适當加寬。通過以上部位設置沉降縫可大大減少由于地基土軟弱引起的不均勻沉降縫。本工程是矩形平面,由于長度超過70米,所以在建築物中部設置沉降縫,寬度為240mm。

建築物荷載不僅使本建築物下的土層産生壓縮變形,在它以外一定範圍内的土層,由于受到基礎壓力擴散的影響也将産生壓縮變形,這種變形随着距離增加值逐漸減小,由于軟土地基的壓縮性很高,當兩建築物之間距離較近時,這類附加不均勻壓縮變形甚大,常造成鄰近建築物的傾斜或損壞,若被影響建築物的剛度強度較差時,危害主要表現為産生裂縫;當剛度強度較好時則表現為建築物的傾斜。

減輕自重可減少建築物的總沉降量,從而有利于對不均勻沉降的控制。也可在預先估計沉降量大的部分減輕自重,用以直接調整不均勻沉降。由于一般磚石結構民用建築牆身重量所占比例很大,故若能用輕質材料和改變結構體系來減輕這部分的重量,對控制沉降會有明顯效果。本工砌體材料均采用蒸壓混凝土空心砌塊,在起到保溫效果的同時又減輕了建築物的自重。

高樓萬丈平地起,所以地基處理的好壞直接影響到整個工程的質量,合理的、有針對性的軟弱地基處理和上部結構設計,可以有效地減輕和消除軟弱地基對上部結構的不利影響,确保工程質量。

相關詞條

相關搜索

其它詞條