⑴ 地基與基礎處理
(一)地基與基礎處理的方法
地基與基礎是兩個不同的概念。
通常將埋入土層一定深度的建築物下部承重結構稱為基礎。
地基是基礎底面下,承受由基礎傳來荷載的那一部分岩土層。基礎下的土層稱為持力層;在地基范圍內持力層以下的土層稱為下卧層,強度低於持力層的下卧層稱為軟弱下卧層。
地基處理方法分為淺層處理方法與深層處理方法兩種:地基淺層處理方法包括:機械碾壓法、重錘夯實法、振動壓實法及換土墊層法;地基深層處理方法包括:擠密法、砂井堆載預壓法、高壓噴射注漿法、深層攪拌法等。
基礎按埋置的深度不同,可分為淺基礎和深基礎兩大類。一般埋深在5m左右且能用一般方法施工的基礎屬於淺基礎;如:單獨基礎、條形基礎、片筏基礎等;當需要埋置在較深的土層上、採用特殊方法施工的基礎則屬於深基礎。如樁基礎、沉井和地下連續牆等。
(二)粉噴樁、鑽孔樁施工
1.粉噴樁
粉噴樁即是採用粉體噴射攪拌法(旋噴與深層攪拌相結合),以石灰或水泥等粉體材料,利用鑽頭的葉片旋轉,將噴出的粉體與軟土充分攪拌混合,從而形成強度較大的水泥土樁或石灰樁,並與樁周地基土起復合地基作用,加固效果顯著。粉體噴射攪拌法能提高地基承載力,減少沉降量和增加邊坡穩定性。
(1)粉噴樁的特點
1)粉體固化材料可更多地吸收軟土地基中的水分,對加固含水量高的軟土,極軟土以及泥炭化土地基更適用,效果更為顯著。
2)固化材料全面地被噴射到靠攪拌葉片旋轉過程中產生的空隙里,同時又靠土的水分把它黏附到空隙內部,隨著攪拌葉片的攪拌使固化劑均勻地分布在土中,不會產生不均勻的散亂現象,有利於提高地基土的加固強度。
3)與高壓旋噴和漿噴深層攪拌比,輸入地基土中的固化材料要少得多,無漿液排出,無地面起拱現象。加固1m3軟土需水泥80~100kg,岩土條件適宜用生石灰時僅需40kg。
4)施工時不會發生粉塵外溢現象而污染環境,排出的只有空氣,比旋噴和漿噴深層攪拌優越,幾乎無材料損耗。
5)粉體可以是一種材料,也可是多種材料的混合體,因此來源廣,成本低,對地基土加固適應性強,可用作建築物的地基加固,防止土體滑動的支護樁,擋土牆以及水工構築物的基礎等。
(2)深層攪拌適用的范圍
深層攪拌法適用於處理淤泥、淤泥質土、粉土和含水量較高(一般在60%~80%,高者達100%~200%)且地基承載力標准值不>1.2MPa的黏性土等地基。深層攪拌是相對於淺層攪拌而言,淺層攪拌處理深度一般在3~4m左右。而深層攪拌方法處理深度一般大於5.0m,國外最大加固深度可達60m。
粉體噴射攪拌機械一般由攪拌主機、粉體固化材料供給機、空壓機、攪拌翼片和動力部分等組成。我國生產的GPP-5型粉噴攪拌機主要性能指標如表4-7,粉噴攪拌機配套機械如圖4-5所示。
表4-7 GPP-5型粉噴攪拌機技術性能指標
(3)粉體噴射深層攪拌法施工的工藝流程
機械就位→鑽進噴漿到底→噴漿攪拌提升→重復噴漿攪拌到底→重復攪拌提升直到孔口→成孔→泵洗管路→機械移位→結束。
從工藝流程來看,工藝比較簡單,下面對以上過程作一說明。在使攪拌鑽頭對准樁位時,啟動粉噴攪拌鑽機,鑽頭邊旋轉邊鑽進,貫入噴射壓縮空氣,攪拌至設計深度時停止向下鑽進。啟動粉體噴射機,使攪拌鑽頭一邊反向旋轉一邊提升,不斷噴射粉狀固化材料與土體拌合均勻,將攪拌鑽頭提升距地面30~50cm關閉粉體噴射機,以防粉體溢出地面,即完成該樁(柱)的施工轉入另一樁位,如有必要可重復上述步驟進入復噴復攪。
圖4-5 粉噴攪拌機配套機械示意圖
如遇土體含水量很高,強度低的軟弱土,出現液化的土,可在向下鑽進攪拌的同時噴射粉體固化材料,改善土的稠度,以防由於壓縮空氣的脈動使粉體液化。
根據《GB50202-2002建築地基基礎工程施工質量驗收規范》的規定,漿噴和粉噴深層攪拌法施工的工程,都可以用下面的方法檢驗其處理的質量。
1)攪拌樁應在成樁後7天用輕便觸探器鑽取樁身被加固土樣,觀察攪拌均勻程度,同時根據輕便觸探擊數用對比法判斷樁身強度,檢驗樁的數量應不少於已完成樁數的2%。
2)有下列情況之一者還應進行取樣、單樁載荷試驗或開挖試驗。①經觸探檢驗時對樁身強度有懷疑的樁應鑽取樁身心樣,製成試塊並測定樁身強度。場地復雜或施工有問題的樁應進行單樁載荷試驗,檢驗其承載力;②對相鄰樁搭接要求嚴格的工程,應在樁養護到一定齡期時,選取數根樁體進行開挖,檢查樁頂部分外觀質量。
3)基樁開挖後應檢驗樁位,樁數與樁頂質量,如不符合規定要求,應採取有效的補救措施。
4)沉降觀測,採用深層攪拌加固的建築地基,應在施工期間對建築物進行沉降觀測,對重要的或對沉降有嚴格限制的建築物,尚應在使用期間進行沉降觀測,用以評價地基加固效果和作為使用的依據。
2.鑽孔樁施工
早期鑽孔樁施工,是用人工開挖井孔,穿過軟土而到第一個能勝任的持力層,這種開挖工作一般用木擋土板或鋼圈作支撐,並隨著開挖進展而支設。用這種方式挖孔築樁,除了費時間外,當樁基穿過含水的非黏性土時會遇到一些重大的施工問題。
到了20世紀40年代的後期,隨著車裝式和起重機式鑽孔機和開挖機具的發展,使施工周期縮短、成本降低。這些高效能的工具,除了遇到硬的岩石和灌注混凝土前清理井底與側壁外,幾乎已完全代替了人工操作。現在的鑽機已能鑽進各類岩層。鑽機可以把井孔鑽進到50m以下的深度,直徑可達3m以上,底部直徑可擴大到6m以上。所以,鑽孔灌注樁作為深基礎的主要形式之一,在國內外被廣泛地應用於基礎工程之中。
近十幾年來,大承載力的鑽孔灌注樁的應用日益頻繁,而且越來越受到信任,特別是對於現代高層建築和工業設施中的重型荷載,當沉降的准則規定結構物必須支撐於硬土或基岩時,尤其如此。
對鑽孔樁的高度信任主要是由於可以對持力層作直觀的檢查和試驗。鑽孔灌注樁基礎因承載力不足而破壞的情況,是很少的。遇有問題發生時,往往都是因孔壁坍塌致使樁身混凝土質量降低,或因排水(漏水)問題致使混凝土離析以及其他質量問題。這些問題,有關部門和施工單位極為重視,並已制定了相應規范、施工細則和檢測條例。
鑽孔灌注樁按其支撐岩土的種類和荷載抵抗力的主要分量進行分類。一般將鑽孔灌注樁按其功能分為均質土中摩擦樁、端承於硬土樁和端承於岩石樁三種主要類型,如圖4-6所示。
圖4-6 鑽孔灌注樁的主要類型
(三)雙重旋噴樁施工
圖4-7 二重法示意圖
雙重旋噴樁也稱為二重管旋噴注漿法,它是使用雙通道的二重注漿管。當二重注漿管鑽進到土層的預定深度後,通過在管底部側面的一個同軸雙重噴嘴,同時噴射出高壓漿液和空氣兩種介質的噴射流沖擊破壞土體,即以高壓泥漿泵等高壓發生裝置噴射出20MPa左右壓力的漿液,從內噴嘴中高速噴出,並用0.7MPa左右壓力,把壓縮空氣從外噴嘴中噴出。在高壓漿液流和它外圍環繞氣流的共同作用下,破壞土體的能量顯著增大,噴嘴一面噴射一面旋轉和提升,最後在土中形成圓柱狀固結體如圖4-7所示。
(四)地基灌漿
灌漿法是指利用液壓、氣壓或電化學原理,通過注漿管把漿液均勻地注入地層中,漿液以填充、滲透和擠密等方式,占據土顆粒間或岩石裂隙中水分和空氣的位置,經人工控制一定時間後,漿液將原來鬆散的土粒或裂隙膠結成個整體,形成一個結構新、強度大、防水性能高和化學穩定性良好的「結石體」。
通過灌漿可以提高被灌地層或建築物的抗滲性和整體性,改善地基條件,保證建築物安全運行。
1.分類
1)按組成灌漿漿液材料劃分為:水泥灌漿、水泥砂漿灌漿、黏土灌漿、水泥黏土灌漿、硅酸鈉或高分子溶液化學灌漿。
2)按灌漿所起的作用劃分為:防滲帷幕灌漿,岩石固結灌漿,填充隧洞混凝土襯砌層與岩石之間空隙的回填灌漿,混凝土壩體接縫灌漿,填充鋼板襯砌與混凝土之間縫隙、混凝土壩體與基岩之間縫隙的接觸灌漿,填充混凝土建築物或土堤、土壩裂縫或空洞的補強灌漿。
3)按被灌地層的構成劃分為:岩石灌漿、岩溶灌漿(見岩溶處理)、砂礫石層灌漿和粉細砂層灌漿。
4)按灌漿壓力劃分為:小於4MPa的常規壓力灌漿;大於4MPa的高壓灌漿。
5)按灌漿機理劃分為:採用一般壓力的壓入式灌漿,採用較高壓力將岩石中原有裂隙撐大或形成新的裂隙的劈裂式灌漿。
2.設計
設計前需做好工程地質和水文地質勘探,掌握岩性、岩層構造、裂隙、斷層及其破碎帶、軟弱夾層、岩溶分布及其充填物、岩石透水性、砂或砂卵石層分層級配、地下水埋藏及補給條件、水質及流速等情況。進行壩體補強灌漿設計時,摸清裂縫、架空洞穴大小及分布情況。規模較大的灌漿工程需進行現場灌漿試驗,以便確定灌漿孔的孔深、孔距、排距、排數,選定灌漿材料、壓力、順序、施灌方法、質量標准及檢查方法等。灌漿壓力是一項重要參數,既要保證灌漿質量,又要不破壞或抬動被灌地層和建築物。一般先用公式算出初定數值,通過灌漿試驗最後選定灌漿壓力。
3.機具
鑽孔和灌漿使用的主要機具有:
1)鑿岩機。鑽孔孔徑為32~65mm,在岩石中鑽深小於15m。
2)岩心鑽機。鑽孔孔徑為75~110mm,在岩石中鑽深大於15m。
3)灌漿泵。按其構造和工作原理分為往復式泵、隔膜泵和螺旋泵等,主要根據灌漿要求的壓力和流量選用。
4)漿液攪拌機。分為旋流式、葉槳式和噴射式,攪拌機要保證機內漿液不沉澱和施工不間斷。
5)灌漿塞。用橡膠製成,緊套在灌漿管上,外徑略小於鑽孔直徑,加壓後,外徑增大可嚴密封堵灌漿段上部或下部。
4.施工
岩心鑽機的鑽進方法,根據岩石硬度及完整性,可選用硬質合金、鋼粒或金剛石鑽進。鋼粒鑽進時研磨的岩粉或鐵屑常易堵塞孔壁裂隙,影響灌漿質量。在砂礫石層中鑽孔,多採用優質泥漿固壁。在基岩中鑽孔要分段測量孔斜,據以分析灌漿質量。為保證岩石灌漿質量,灌前要用有壓水流沖洗鑽孔,將裂隙或孔洞中的泥質充填物沖出孔外,或推移到灌漿處理范圍以外。按一次沖洗的孔數分為單孔沖洗和群孔沖洗。按沖洗方法分為壓力水連續沖洗、脈動沖洗和壓氣抽水沖洗。沖孔後灌漿前,每個灌漿段大都要做簡易壓水試驗,即一個壓力階段的壓水試驗。其目的是:
1)了解岩層滲透情況,並與地質資料對照。
2)根據滲透情況儲備一個灌漿段用的材料並確定開灌時的漿液濃度。
3)查看岩層滲透性與每米灌漿段實際灌入乾料質量的大致關系,檢查有無異常現象。
4)查看各次序灌漿孔的滲透性隨次序增加而逐漸減少的規律。
5.各類灌漿施工都要按規定順序進行
灌漿施工時一般分為一序孔、二序孔、三序孔等,隨著序數增加,灌漿孔逐漸加密。單孔灌漿方法有兩種:
1)全孔一次灌漿法。以灌漿塞封閉孔口,有壓漿液灌入到全孔的岩層裂隙中,適於淺孔灌漿。
2)全孔分段灌漿法。將全孔自下而上分成若干段,用灌漿塞將其中一段與相鄰段隔離,有壓漿液只灌入到該段岩石裂隙中,適於深孔灌漿。按漿液注入方式,又分為:①純壓式灌漿法。灌入的漿液都壓入岩石裂隙中,不讓其返回地面,如化學灌漿多為定量灌漿,常採用這種方式;②循環式灌漿法。注入的漿量大於裂隙吸漿量,多餘漿液經回漿管返回攪拌機。其主要優點是漿液不易沉澱,有利於保證灌漿質量,帷幕灌漿或固結灌漿多採用這種方式。
6.灌漿過程中可能出現的事故
1)灌漿中斷。
2)地面抬動。
3)串漿、冒漿或繞塞返漿。
發生事故後應立即查明原因,及時採取處理措施,必要時停工處理。每個灌漿孔灌漿結束後都要用機械壓漿法封孔。封孔質量非常重要,直接影響到建築物的安全。
7.灌漿施工步驟和要點
1)注漿孔的鑽孔孔徑一般為75~110mm,垂直偏差應小於1%。注漿孔有設計角度時應預先調節鑽桿角度,傾角偏差不得大於20°。
2)當鑽孔鑽至設計深度後,必須通過鑽桿注入封閉泥漿,直到孔口溢出泥漿方可提桿,當提桿至中間深度時,應再次注入封閉泥漿,最後完全提出鑽桿。
3)注漿壓力一般與加固深度的覆蓋壓力、建築物的荷載、漿液黏度、灌注速度和灌漿量等因素有關。注漿過程中壓力是變化的,初始壓力小,最終壓力高,在一般情況下每深1m壓力增加20~50kPa。
4)若進行第二次注漿,化學漿液的黏度應較小,不宜採用自行密封式封圈裝置,宜採用兩端用水加壓的膨脹密封型注漿心管。
5)灌完化學漿後就要拔管,若不及時拔管,漿液會把管子凝住而將增加拔管困難。拔管時宜使用拔管機。用塑料閥管注漿時,注漿心管每次上拔高度為330mm;花管注漿時,花管每次上拔或下鑽高度宜為500mm。拔出管後,及時刷洗注漿管等,以便保持通暢潔凈。拔出管在土中留下的孔洞,應用水泥砂漿或土料填塞。
6)灌漿的流量一般為7~10L/min。對充填型灌漿,流量可適當加快,但也不宜大於20L/min。
7)在滿足強度要求的前提下,可用磨細粉煤灰或粗灰部分地替代水泥,摻入量應通過試驗確定,一般摻入量約為水泥質量的20%~50%。
8)為了改善漿液性能,可在水泥漿液拌制時加入如下外加劑:①加速漿體凝固的水玻璃,其模數應為3.0~3.3。水玻璃摻量應通過試驗確定,一般為0.5~3%。②提高漿液擴散能力和可泵性的表面活性劑(或減水劑),如三乙醇胺等,其摻量為水泥用量的0.3~0.5%。③提高漿液的均勻性和穩定性,防止固體顆粒離析和沉澱而摻加的膨潤土,其摻加量不宜大於水泥用量的5%。漿體必須經過攪拌充分攪拌均勻後,才能開始壓注,並應在注漿過程中不停地緩慢攪拌,漿體在泵送前應經過篩網過濾。
9)冒漿處理。土層的上部壓力小,下部壓力大,漿液就有向上抬高的趨勢。灌注深度大,上抬不明顯,而灌注深度淺,漿液上抬較多,甚至會溢出地面上來,此時可採用間歇灌注法,即讓一定數量的漿液灌注入上層孔隙大的土中後,暫停工作,讓漿液凝固,幾次反復,就可把上抬的通道堵死。或者加快漿液的凝固時間,使漿液出注漿管就凝固。工作實踐證明,需加固的土層之上,應有不少於1m厚的土層,否則應採取措施防止漿液上冒。灌漿效果與灌漿質量的概念不完全相同。灌漿質量一般是指灌漿施工是否嚴格按設計和施工規范進行,例如灌漿材料的品種規格、漿液的性能、鑽孔角度、灌漿壓力等,都要求符合規范的要求,不然則應根據具體情況採取適當的補充措施,灌漿效果則指灌漿後能將地基土的物理力學性質提高的程度。灌漿質量高不等於灌漿效果好。因此,設計和施工中,除應明確規定某些質量指標外,還應規定所要達到的灌漿效果及檢查方法。
8.質量評價
地基灌漿結束若干天後,通常要鑽一定數量的檢查孔,進行壓水試驗。通過對比灌漿前後地層滲透系數和滲透流量的變化,對施工資料和壓水試驗成果逐孔逐段分析,再與其他試驗觀測資料一起綜合評定才能得出符合實際的質量評價。檢查灌漿效果的方法還有:
1)工程地球物理勘探檢查。
2)從檢查孔採取岩心試驗檢查。
3)大口徑鑽孔直觀檢查。
4)孔內攝影或電視檢查。
⑵ 強夯法和強夯置換法加固地基理論是相同的嗎
強夯法和強夯置換法加固地基理論是不相同的。
強夯法是近年來發展較快的一種地基處理方法,因其具有施工成本低、容易操作、施工工期短、施工效果明顯、適用性廣和質量可控性高等優點,而得到廣泛的應用。強夯法相比其他的地基處理方法,有難以比擬的優勢和很高的性價比。
強夯置換法是強夯法的一種衍生方法,相對於強夯法而言,強夯置換法在處理含水量較大的待處理地基土方面,尤其是成分復雜的軟粘土有明顯的優勢,樁式置換是強夯置換法最常採用的一種形式,其除了具有強夯動力加固作用外,還具有加筋、擠密、置換、排水特性。
以上為【恆通強夯公司】經過多次強夯施工的實踐得出的,可以借鑒。
⑶ 地基沉降處理方法
常用的地基沉降處理方法有:換填墊層法、強夯法、強夯置換法、砂石樁法、振沖法、水泥土攪拌法。但這些方法或多或少都有一定的缺陷:工期長、成本高、對環境污染大等。一般來說
⑷ 最常見的地基處理方法有哪些那種最經濟
在我們的日常工作當中,會遇到各種各樣的問題。有困難的也有簡單的,有我們可以解決的,也有需要更專業的工程師來接單的。但無論如何地基的處理方法有哪些這個問題無疑是最常被問到的問題之一。
其實,地基處理方法就是按照上部結構對地基的要求,對地基基礎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,如消除濕陷性黃土的濕陷性及提高抗液化能力的方法。
常用的地基處理辦法一般有以下幾種:注漿加固法,孔內深層強夯法、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、單液硅化法和鹼液法等處理方法。
不同的方法有不同的處理效果,相應的也會適用於不同類型的地質。只有確定地質類型,選擇合理的地基處理方法是非常專業和有必要的。
⑸ 地基處理方法的方案選擇
在確定地基處理方案時,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。 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,有的甚至只有20kPa。軟粘土尤其是淤泥靈敏度較高,這也是區別於一般粘土的重要指標。
軟粘土的壓縮性很大。壓縮系數大於0.5MPa,最大可達45MPa,壓縮指數約為0.35—0.75。通常情況下,軟粘土層屬於正常固結土或微超固結土,但有些土層特別是新近沉積的土層有可能屬於欠固結土。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。這一特點是嚴重製約地基處理方法和處理效果的重要方面。 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內,是人們的生活和生產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產垃圾土。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標、壓縮指標、滲透性指標加以描述。雜填土的主要特點是無規劃堆積、成分復雜、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徵,施工現場採取了以下措施:
利用重錘自由下落所產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,確定有關技術參數,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、坑底面的標高應高出設計標高;夯實時地基土的含水量應控制在最優含水量范圍內;大面積夯時應按順序;基底標高不同時應先深後淺;結束後,應及時將夯松的表土清除或將浮土在接近1m的落距夯實至設計標高。 就是將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標准。
換土墊層的設計:換土墊層的設計包括計算墊層所應具有的最小寬度和厚度。在墊層的寬度方面,根據建築經驗,墊層的頂寬一般採用較基礎底邊每邊寬出200mm,墊層的底寬一般取基礎同寬。墊層的厚度應根據作用在墊層底面處土的自重應力與附加應力之和不大於軟弱土層承載力的條件確定,同時厚度不小於500mm。
在該對該廠房的基礎進行設計時,由勘察資料顯示,該地基為很厚的軟粘土層,其承載力標准值fk一80kN/m,重度r=17 kN/m3,IL=1.00,e=1.00。已知廠房獨立基礎承受上部結構荷載設計值F-155kN,設計室內外高差為0.3m,室外基礎埋深d=0.80m。從以上數據可知,該地基承載力和變形不能滿足設計要求,故需要進行換土墊層。墊層材料選用中砂,其承載力設計值按f=180kN/m計算(施工時砂墊層密度控制在中密程度),重度取r=19.5kN/m。
按公式1=b=[F/(f—yh)]確定基底長度和寬度(獨立柱正方形樁承台基礎)。
式中:1、b——基礎底面長和寬;
F——上部結構的荷載設計值;
f——換土墊層承載力;
7--基礎及回填土平均重度,一般取r=20kN/m;
h——基礎自重計算高度。
將具體數值代入後得:
採用該式確定墊層厚度時,需要用試演算法,即預先估計一個厚度,然後按上式校核,如不滿足要求時,必須增加墊層厚度,直至滿足要求為止。
為了減少計算工作量,設計該機房基礎換土墊層的厚度時,採用了查曲線圖的計算方法:曲線圖見《建築地基基礎》1990.10;231。
首先,按下式計算出
本工程除了對設計好的基礎進行地基加固處理以外,在施工設計階段就根據勘察資料進行結構本身防變形的設計,真正做到以設計為中心,預防結合的思想。
建築物常因功能的需要,使本身具有一定的剛度,一般工業及民用建築剛度比較大的有兩種,一種為絕對剛性,如鋼筋混凝土筒倉,煙囪等;另一種為相對剛性,如多層磚石房屋,多層鋼筋混凝土框架,它具有一定的剛度,可是它的強度較低,不能與它的剛度協調一致,其抗拉能力尤弱,因此碰到軟土地基時應適當增加其關鍵部位的抗拉強度,這樣有利於利用建築物的剛度來調整建築物部分不均勻沉降。本工程在關鍵部位的柱、梁均採取了加大縱筋直徑,全程加密箍筋的方法,以達到增大建築物整體抗拉強度的目的。 對於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適當部位;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,沉降縫寬度不小於120mm,在特殊情況下可適當加寬。通過以上部位設置沉降縫可大大減少由於地基土軟弱引起的不均勻沉降縫。本工程是矩形平面,由於長度超過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產生壓縮變形,在它以外一定范圍內的土層,由於受到基礎壓力擴散的影響也將產生壓縮變形,這種變形隨著距離增加值逐漸減小,由於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,危害主要表現為產生裂縫;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,從而有利於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。由於一般磚石結構民用建築牆身重量所佔比例很大,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。本工砌體材料均採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,確保工程質量。
⑹ 地基處理方法有哪些
導語:地基是我們建造房屋的基礎,它的穩固性直接決定了上部建築的質量,因此,人們想出了許多地基處理的方法來加固地基,保護上層建築。今天,我們就一起來了解一下地基處理方法有哪些。
地基處理其實就是指根據上層建築物的需求對地基進行處理,使它更堅固,承重力更強,以此來保障建築物的質量。地基處理的方法很多,下面,我們來一一了解。
換填墊層法
這種方法主要是用來彌補軟弱或不均勻的地基,這類地基的承重程度較差,通過處理可以加固地基,增強它的承載力度。
強夯法
如果地基是由沙土、碎石或是雜填土等構成,它的密實性和強度就比較差,強夯法就是對這類地基進行壓縮,增強土壤的緊密型,提高它的強度,這種方法在使用前需要測試是否適用。
水泥土攪拌法
水泥土攪拌法分為干法攪拌和濕法攪拌,當地基出現固結的淤泥、粘性土或是黃土等,可以使用這種方法,但是泥炭土、粘度較大的土質、水分過大或是過小的土質不適合用這種方法處理。
砂石樁法
這種方法是向地基裡面加入砂石樁,使砂石樁與疏鬆、軟粘的土壤形成復合地基,增強原有地基的承重力。
振沖法
振沖法可以加填料或是不加填料,加填料振沖是指向地基里加入碎石樁,主要用於處理粘土、粉土、素填土地基,增強它的堅固性。不加填料振沖可以用於處理粘度較小的地基,防止地基下沉。
預壓法
當地基是由淤泥和沖填土構成時,可以採用預壓法處理,粘度較小的地基可以使用堆載預壓法,粘度較大時可以使用塑料預壓法,防止地基下沉可以使用真空預壓法,使用真空預壓法需要在地基里安裝排水豎井。
夯實水泥土樁法
這種方法造作簡單,陳本低,見效快,主要適用於靠近地下水位的雜填土、素填土和粘土地基,尤其在危改小區作用明顯。
高壓噴射注漿法
高壓噴射的深度較大,加固地基之外,還可以用於大壩止水,這種方法適合含有較大石塊、較多有機質和植物莖根的地基,高壓噴射可以將石塊和根莖擊碎,均勻地基土質,增強地基的穩定性,地下水流較大的地基不適宜這種方法。
除了上述幾種方法,地基的處理方法還有石灰柱法、灰土擠密樁法、柱錘沖擴樁法等許多方法。這些方法的施工方式不盡相同,但是它們作用都是堅固地基,增強地基的堅固性,我們在使用時可根據實際情況選用。
⑺ 軟地基處理方法。沿海地區,三米深度,大面積軟基,哪種方法比較好
建築之前如果地基不夠堅固,為防止建築後地基下沉拉裂造成建築物不穩定等事故,需要對軟地基進行處理,使其沉降變得足夠堅固,提高軟地基的固結度和穩定性至設計的要求,這個過程叫做軟基處理,又叫軟地基處理。
軟基處理常用工法及其特點
1、復合地基法:水泥土攪拌樁、粉噴樁、碎石樁等;缺點:造價較高
2、排水固結法
(1)塑料排水板聯合堆載:工期長,效果不理想
(2)塑料排水板聯合真空預壓:工期90天以後,效果容易控制,成本低
3、強夯法:缺點:質量不可控,易形成「彈簧土」。
4、無排水砂墊層真空預壓:新型工法,工期短 造價低 成本比塑料排水板聯合真空預壓節約三分之一,效果可靠。
5、爆炸擠淤排水法
軟基處理方法:
施工現場常用處理軟土路基方法
在施工中經常碰到的情況多數不是軟土地基,因為如果有軟土地基一般情況在設計時應該根據地質資料,提出處理方法。多數情況是有局部地段地質情況和原來設計不同,出現局部地基承載力達不到設計要求,或者由於局部地段含水量過大(原有排水系統不暢,原有地基土質滲水性不好)造成地基軟彈(翻漿,彈簧土地段)。根據出現的這些情況一般常用的方法主要有:
1、換填。這是最常用的方法。這種方法最大有效處理深度3米。採用人工或機械挖除路堤下全部軟土,換填強度較高的粘性土或砂、礫、卵石、片石等滲水性材料。換填的深度要根據承載力確定。
2、拋石填築。就是在有軟土或彈簧土以及有積水的路段填石頭,填石的高度以露出要處理的路段原有土層(或積水)高度為宜。在填石的過程中注意一定要用推土機把石塊壓實,不能出現軟彈現象。然後再填築土方。
3、盲溝。就是在要處理的路段根據要處理的路段的長度,在橫向或縱向挖盲溝,盲溝通常用滲水性大孔隙填料或片石砌築而成。也可以填入不同級配的石塊起到排水的功能。注意盲溝的出口要與排水溝連接,以便把路基中的水排出路基。
4、排水砂墊層。排水砂墊層是在路堤底部地面上鋪設一層砂層,作用是在軟土頂面增加一個排水面,在填土的過程中,荷載逐漸增加,促使軟土地基排水固結滲出的水就可以從砂墊層中排走。為確保砂墊層能通暢排水,要採用滲水性良好的材料。砂墊層一般的厚度為0.6~1.0米。為了保證砂墊層的滲水作用,在砂墊層上應該填一層粘性土封住水不讓水返上路基。在路基兩側要修好排水溝,通過砂墊層滲出的水通過排水溝排出路基外,保持路基的穩定。
5、石灰淺坑法。由於粘性土含水量影響,施工中經常出現「彈簧土」松軟現象。一般較輕的可以採用挖土曬干,敲碎回填的方法:「石灰淺坑法」可以用於各種不同面積的路段(就是說大面積可以使用,小面積也可以使用)。具體做法是:挖40~50cm方形或圓形,深一般1m上下的坑,清除坑內的滲水(最好挖好坑後,第二天清除滲水),放入深為坑深1/3的生石灰,即可回填碾壓。坑的行距和坑距在輕度彈簧路段為5~6m,在嚴重彈簧路段為3~4m。
軟基處理廣泛地應用在我國沿海及內地。例如:天津、連雲港、上海、杭州、寧波、溫州、福州、廈門、湛江,廣州等沿海地區,以及昆明、武漢、南京等內地地區。特別是填海的一些地區,一般建築前都需要進行勘測,然後進行軟基處理,否則存在很大的風險和後患。
⑻ 軟土地基處理方法中哪個最好為什麼
軟土地基是指壓縮層主要由淤泥、淤泥質土或其他高壓縮性土構成的地基。其承載能力很低,一般不超過50KN/m2。在軟土地基修築堤防工程,必須解決好四個方面的問題:①地基的強度和穩定性問題。②地基的變形問題。③地基的滲漏和溶蝕問題。④地基的振動液化與振沉問題。因此,研究堤防工程軟土地基的特徵,提出相應的處理措施就十分重要了。
一、軟土地基的特徵
軟弱土包括淤泥、淤泥質土、雜填土及飽和鬆散粉細砂與粉土。堤防工程中主要是指天然孔隙比大於或等於1.5的亞粘土、粘土組成的淤泥和天然孔隙比大於1.0小於1.5的粘土組成的淤泥質粘土。其主要特徵如下:
1.孔隙比和天然含水量大
我國軟土的天然孔隙比e一般在1~2之間,淤泥和淤泥質土的天然含水量W=50~70%,高的可達200%,普遍大於液限。
2.壓縮性高
我國淤泥和淤泥質土的壓縮系數一般a1~2都大於0.5MPa-1,建造在這種軟土上的建築物將發生較大的沉降,尤其是沉降的不均勻性,會造成建築物的開裂和損壞。
3.透水性弱
軟弱土盡管其含水量大,透水性卻很小,滲透系數K≤1(mm/d)。因此,土體受到荷載作用後,呈現很高的孔隙水壓,影響地基的壓密固結。
4.抗剪強度低
軟土通常呈軟塑~流塑狀態,在外部荷載作用下,抗剪性能極差,我國軟土無側限抗剪強度一般小於30KN/m2(相當於0.3KN/m2)。不排水剪時,其內摩擦角幾乎為零,抗剪強度僅取決於凝聚力C,一般C<30KN/m2;固結快剪時,內摩擦角=5°~15°。
5.靈敏度高
軟粘土上尤其是海相沉積的軟粘土,在結構未被破壞時具有一定的抗剪強度,但一經擾動,抗剪強度將顯著降低。其靈敏度(含水量不變時原狀土與重塑土無側限抗壓強度之比)一般在3~4之間,有的甚至更高。
二、軟土地基失穩的機理
引起軟土地基上堤防滑動破壞的原因,在於軟弱地基中某一面上的剪應力大於等於它的極限抗剪強度。究其原因主要有兩個方面:一是由於剪應力的增加。例如:堤防加高加寬引起堤身重量加大、降雨使土體容重增加、水位降落產生滲透壓力,地震和打樁引發動荷載等。二是由於軟土地基本身抗剪強度的減小。例如:孔隙水壓力的升高、氣候變化旌乾裂和凍融、粘土夾層因浸水而軟化以及粘性土的蠕變等。
根據《堤防工程設計規范》GB50286—98規定,假定滑動面以上土體為剛體,並以它為脫離體,分析在極限平衡條件下其上的全部作用力,並以整個滑動面上的平均滑動力與平均阻滑力之比來定義它的安全系數,即:
K=Fz/Fh
式中:K—堤防穩定安全系數;K>1時土體處於穩定狀態,K<1時土體處於滑動狀態或有滑動的趨勢,K=1時土體處於臨界狀態。K值一般取1﹒05~1﹒30;
Fz—作用於滑動面處的平均阻滑力,KN;
Fh—滑動面處土體的平均滑動力,KN。
三、軟土地基處理的措施
1.堤身自重擠淤法
該方法就是通過逐步加高的堤身自重將處於流塑態的淤泥或淤泥質土外擠,並在堤身自重作用下使淤泥或淤泥質土中的孔隙水壓力充分消散而增加有效應力,從而提高地基的抗剪強度能力。在擠淤過程中為了不致產生不均勻沉陷,施工時應放緩堤坡、減慢堤身填築速度,分期加高。該方法具有節約投資的優點和施工期長的缺點。適用於地基呈流塑態的淤泥或淤泥質土,且工期不太緊的情況。
2.拋石擠淤法
該方法就是把一定量和粒徑的塊石拋在需要進行處理的淤泥或淤泥質土地基中,將原基礎處的淤泥或淤泥質土擠走,從而達到加固地基的目的。通常將不易風化的石料(尺寸一般不宜小於30cm)拋填於被處理堤基中,拋填方向根據軟土下卧地層橫坡而定。最後在上面鋪設反濾層。這種方法施工技術簡單、投資較省,常用於處理流塑態的淤泥或淤泥質土地基。
3.墊層法
墊層法就是把靠近堤防基底的不能滿足設計要求的軟土挖除,代以人工回填的砂、碎石、石渣等強度高、壓縮性低、透水性好、易壓實的材料作為持力層。其優點是可以就地取材、價格便宜、施工工藝比較簡單。適用於軟土埋深較淺、開挖方量不太大的場地。
4.預壓砂井法
預壓法是在排水系統和加壓系統的相互配合作用下,使地基土中的孔隙水排出,有效應力增加達到硬化固結的目的。其基本做法如下:先將加固范圍內的植被和表土清除,上鋪砂墊層;然後垂直下插塑料排水板,砂墊層中橫向布置排水管,用以改善加固地基的排水條件;再在砂墊層上鋪設密封膜,用真空泵將密封膜以內的地基氣壓抽至80KPa以上。該方法加固時間長,抽真空處理范圍有限,適用於工期要求較寬的淤泥或淤泥質土地基處理。流變特性很強的軟粘土、泥炭土不宜採用此法。
5.振動水沖法
振沖法是利用一根類似插入式混凝土振搗器的機具——振沖器(有上、下兩個噴水口),在振動和沖擊荷載作用下,先在地基中成孔,再在孔內分別填入砂、碎石等材料,並分層振實或夯實,使地基得以加固。用砂樁、碎石加固初始強度不能太低(初始不排水抗剪強度一般要求大於20KPa),對太軟的淤泥或淤泥質土不宜採用。
石灰樁、二灰樁是在樁孔中灌入新鮮生石灰或在生石灰中摻入適量粉煤灰、火山灰(常稱二灰),並分層擊實而成樁。它通過生石灰的高吸水性,膨脹後對樁周土的擠密作用,用離子交換作用和空氣中的CO2與水發生酸化反應使被加固地基強度提高。
6.旋噴法
旋噴法是利用旋噴機具造成旋噴樁以提高地基的承載能力,也可以作聯鎖樁施工或定向噴射成連續牆用於地基防滲。旋噴樁是將帶有特殊噴嘴的注漿管置於土層預定深度後提升,噴嘴同時以一定速度旋轉,高壓噴射水泥固化漿液與土體混合並凝固硬化而成樁。所成樁與被加固土體相比,強度大、壓縮性小。適用於沖填土、軟黏土和粉細砂地基的加固。對有機質成分較高的地基土加固效果較差,宜慎重對待。而對於塘泥土、泥炭土等有機成分極高的土層應禁用。
7.強夯法
強夯法是將80KN的夯錘起吊到6~30m的高度,讓錘自由落下,對土進行夯實。經夯實後的土體孔隙壓縮,同時,夯點周圍產生的裂隙為孔隙水的出逸提供了方便的通道,有利於土的固結,從而提高了土的承載能力,而且夯後地基由建築物荷載所引起的壓縮變形也將大為減小。強夯法適用於河流沖積層、濱海沉積層黃土、粉土、泥炭、雜填土等各種地基。
8.土工合成材料加筋加固法
該法將土工合成材料平鋪於堤防地基表面進行地基加大,能使堤防荷載均勻分散到地基中。當地基可能出現塑性剪切破壞時,土工合成材料將起到阻止破壞面形成或減小破壞發展范圍的作用,從而達到提高地基承載力的目的。此土,工合成材料外與地基土之間的相互磨擦將限制地基土的側向變形,從而增加地基的穩定性。
四、軟土地基的工程實例
軟土地基處理是一項技術復雜、難度大的非常規工程,必須精心組織施工,並注意以下環節:①進行技術交底和質量監理。在軟土地基處理開始之前,應對施工人員進行技術交底,講明地基處理方法的原理、技術標准和質量要求。技術交底最好為示範處理,邊干邊講,效果良好。施工處理中有專人跟班,負責質量監理。②做好監測工作。在軟土地基處理施工過程中,應有計劃地進行監測工作,根據監測數據來指導下一階段地基處理工作,提高軟土地基處理技術水平。③處理效果檢驗。在軟土地基處理施工完成後,經必要的間隔時間,採用多種手段檢驗地基處理的效果,同一地點地基處理前後定量指標發生的變化加以說明,以便指導工程實施。
1.豐成市豐城大聯圩北湖倒虹吸管的軟土加固
2000年豐城大聯圩北湖倒虹吸管施工時,開挖基礎到設計深度時,發現有30m長的基礎夾有含水量高、強度低、壓縮性大的淤泥質土層,最大厚度約3m,為防止堤基不均勻沉陷,增強堤防的穩定性,對該30m長堤段清除上層1.0厚的淤泥質土,然後布設孔徑0.5m、孔深1.0~2.0m、孔間距1.0m的石灰碎石樁,振沖後上部分層填築級配良好的砂卵石土料至基礎設計高程,並碾壓密實,在此基礎上修建北湖倒虹吸管。堤防經一定時間的運行考驗,經沉陷觀測其沉降量很小,地層穩定,運行正常。
2.新津縣城區南河右岸條石護岸基石的軟土加固
2001年南河城區護岸施工時,開挖基礎到設計深度時,發現有80m長的基礎夾有含水量高、強度低、壓縮性大的軟粘土層,最大厚度5m,為防止堤基不均勻沉陷,增強堤防的穩定性,對該80m作了振沖加固。布孔為三角形,間距1.5m。根據軟土分層情況,孔深定為2~5m,共280孔。使用30kW振沖器,加密電流50A,每孔平均施工時間20~40min,填料量720m3。振沖後,堤防經一定時間的運行考驗,經沉陷觀測其沉降量很小,地層穩定,運行正常。
⑼ 地基處理是樁省錢還是筏片省錢
當然是樁省錢。
不過筏片基礎可以設計改造後做地下室和地下車庫,又可以賺錢。
片筏基礎具有一定厚度的支承整個建築物的大面積整體鋼筋混凝土板式基礎為了增加結構剛度,在板上或板底的單向或雙向設置肋梁,以形成梁板組合基礎。片筏基礎適用於土質軟弱,地基承載力低,上部結構傳遞到基礎的荷載很大及上部結構對地基不均勻沉降敏感的情況。設計時,根據荷載大小和分布情況,採用地基上板的計算方法或考慮上部結構與地基基礎相互作用的計算方法,求出基底反力、基礎彎矩和剪力,以確定板厚和配筋數量,並做柱腳處板的抗沖切驗算。應力求荷載合力作用點與基底形心相重合,否則將出現偏心力矩,造成地基反力不均,從而使基礎傾斜。為此,在決定板的尺寸時,應盡量使立柱間距相等和荷載分布均勻。為了減小偏心距,必要時可增加底板挑出長度來調整板底形心位置。當上部為框架結構、柱等距和柱荷載分布均勻時,可採用等厚度片筏基礎;若柱距不等或柱荷載分布不均勻,基礎承受較大的剪力和彎矩時,可採用厚度不等的片筏基礎,甚至可以在板上柱間或牆間設置肋梁或剛性桁架。片筏基礎在地下形成的空間,可加設圍護結構作為地下室或儲藏庫等。是指當柱下交叉條形基礎底面積占建築物平面面積的比例較大,或者建築物在使用上有要求時,可以在建築物的柱、牆下方做成一塊滿堂的基礎,即筏形(片筏)基礎。筏形基礎由於其底面積大,故可減小基底壓力,同時也可提高地基土的承載力,並能更有效地增強基礎的整體性,調整不均勻沉降。