学文网地基处理是指为提高地基土的承载力改善其变形性质或渗透性质而采取的人工方法。软土地基的工程特性决定了其地基处理的必要性。软土地基加固的目的是改善地基土的性质, 提高地基土的抗剪强度,减少沉降和不均匀沉降, 使在上部结构荷载作用下不致发生破坏或出现过大的变形, 以保证建筑物的正常使用。
各种地基处理方法有其各自的机理和适用范围,在选择处理方法时, 需根据地质条件、上部结构类型、使用要求、对周围环境的影响、材料供应情况、施工条件以及技术经济指标等因素做综合考虑, 做到技术先进、经济合理、施工可能、安全适用、确保质量。
几种常用处理方法的比较
强夯法
强夯法是指在极短的时间内对地基施加一个巨大的冲击能量,这种突然释放的巨大能量转化为各种振动波向土中传播,破坏了土的结构,达到夯实的目的。强夯法亦称动力固结法, 近年来用强夯法处理地基的工程较多,有成有败因而学术界和工程界争论较多。强夯法施工设备简单,不需加固材料, 费用低、周期短。但应注意,强夯法有严格的土质适用范围, 主要适用于处理素填土、杂填土、砂土、低饱和度粘土、粉土和黄土地基。软土的饱和度接近1,是不宜使用强夯法的,但在有些地区软土中与液化层交互存在, 进行强夯处理, 可采用低夯能进行加固, 以减小对软土的扰动避免破坏软土层的结构,否则对工后沉降不利。所以,采用强夯法首先应考虑的是地层构造。
排水固结法
排水固结法是在建筑物建造之前,在场地内利用堆土或其他重物对地基进行预压,使地基在预压荷载作用下逐渐固结压密。这是一种使用多年的方法至今仍被普遍采用,其主要特点是理论成熟, 施工设备简单费用低。如砂井排水法,对于盛产砂料的地区,当是首选方案。但由于排水固结法需要预压荷载,且预压时间长,对工期紧迫、缺乏压载条件的工程是难以采用的。此外,排水固结法只能加速固结沉降而不能减少固结沉降量,因此对沉降和不均匀沉降要求严格的工程必须慎重选择。大量的实测资料表明, 排水固结法的有效处理深度约为12～15ｍ, 超过这一深度孔晾水压力消散相当困难和缓慢,故设计时应加以考虑。当地基中有下伏透水层时排水速度将大大加快。另外,采用强夯法、排水固结法和动力排水固结法3 种不同方案,对某地基进行加固处理,且从孔隙水压力消散、动力触探、静力触探及室内土工试验等方面,就不同方案的加固处理效果进行对比研究,证实了动力排水固结法是处理饱和软粘土地基的有效方法,施工中亦可加以应用。
水泥土搅拌法
水泥土搅拌法是最新软土加固方法之一, 分为喷粉法(或称干法)及喷浆法(或称湿法)两种,这两种方法的加固机理和设计方法相同,仅施工方法不同,因而从实用条件出发也宜分别采用 天然含水量小于30%的软弱土层, 例如杂填土及粉粒含量高的粉土、砂土宜采用喷浆法。 如地基土为天然含水量大于30%、塑性指数大于10的软土, 则宜采用喷粉法。水泥土搅拌法不仅可以较大地提高地基土的承载力,而且在加固深度内可以减少原地基沉降量的1/3 至2/3,沉降较快趋于稳定,在选择方案时,具有明显优势。与其他处理方法相比,水泥土搅拌法一般造价较高,水泥用量大。所以,寻求更经济合理的配方以降低工程费用,是亟待解决的课题。目前,国内有些单位已着手研究,例如在水泥中掺人粉煤灰,利用高钙粉煤灰加固处理软土地基, 能加固和改善软土物理力学性能,在强度、压缩性、渗透以及抗液化能力等方面都有明显改善,既能充分发挥其材料特性,提高软土的地基承载力, 又可以充分利用固体废弃物达到保护环境的目的。由于高钙粉煤灰具有自硬性和较高的活性,可以代替水泥作粉喷桩加固促淤软土地基的原料,也在节约资源方面显示出优越性, 取得良好效果。但对适用地层、材料配方、沉降特性等方面尚有待继续研究。
振动碎石桩法
振动碎石桩法是用振动或冲击荷载,在软土地基中成孔,再将碎石挤密人土中,形成大直径的桩体,并与原地基土形成复合地基,从而改善地基的工程性能。碎石桩法是在砂井基础上发展起来的,与砂井不同的是碎石桩不仅具有砂井的排水固结作用,而且具有置换挤密作用,故亦称振冲置换法或振冲挤密法振冲置。换法适用于不排水抗剪强度大于20 KPa 的粘性土、粉土、砂土和填土地基；振冲挤密法适用于粘粒含量小于10% 的松散砂土或粉土地基。对于软土地基,由于软土侧向约束作用微弱,透水性差,高灵敏度的软土被“挤密” 破坏了原结构,以致达不到预期的加固目的,故失败的工程亦不鲜见。所以采用时必须十分慎重,并进行仔细比较。
石灰桩法
石灰桩挤密法就是先把桩管打人土中,再拔出桩管,向桩孔内夯填生石灰,使地基得到加固。利用生石灰加固土体在我国具有悠久的历史, 在盛产石灰的地区,当是一种首选方法。据研究,解决石灰桩的软心问题,必须在石灰中掺人粉煤灰等其他掺入料,投人孔中的石灰必须粉碎并压密,以提高桩身强度。由于生石灰的运输、保管都比较困难,所以涉及施工机具和施工工艺的问题还有待进一步解决。
真空堆载联合预压法
真空堆载联合预压法是在需要加固的软粘土地基中设置砂井或竖向排水带, 然后在地面铺设砂垫层,其上覆盖不透水的密封膜与大气隔绝,通过埋设于砂垫层中带有滤水管的分布管道,用射流泵进行抽气抽水,从而达到加固地基的目的。真空堆载联合预压是在真空预压和堆载预压基础上发展起来的软基加固方法,具有真空预压和堆载预压的双重效果。真空堆载联合预压比较适合加固深厚软土层地基,处理效果明显,同时能很好地解决软土路基的不均匀沉降,最大限度地减少了软基的工后沉降,而且真空预压在水平方向产生了一个负压力,可以平衡堆载产生的向外挤压作用,加速软基处理速度,克服了排水固结时间较长,地基承载力和稳定性难以满足工程要求的缺点。
其他处理方法
轻基浅埋。当软土表层有密实的土层时,可利用软土上部的硬壳层作为地基的持力层, 以尽量减少上部结构及基础重量减少基底压力。采用轻型结构,采用箱形基础及设置地下室等,减少基底压力及附加压力,从而减少软土的沉降量。铺设沙垫层,该法既可减少作用于软土上的附加压力,减少建筑物的沉降,又可利于排除软土中的水,缩短软土固结时间, 尽快使建筑物的沉降达到稳定。采取施工措施防止在软基上加载过大过快时,发生地基土流塑挤出现象。主要措施有: 控制施工速度, 使加载速度减小; 在建筑物四周打板桩围墙或采取反压法, 以防止地基土流塑挤出。施工时应注意对地基的保护减少扰动。遇到局部软土和暗塘、暗沟、暗洞等情况时应查明范围,根据情况采取局部深埋、换土垫层、采用短桩及基础梁等办法。
在一些建筑群中有不同形式的建筑物时,应当从沉降角度去考虑相互影响及对地下管道设施的影响。同一结构物有不同结构形式时,必须妥善处理。对不同基础形式,上部结构需断开。对建筑物附近有大面积堆载或相邻建筑物过近时可采用桩基。在建筑物附近或建筑物内开挖深基坑时,应考虑边坡稳定及降水引起的问题。在建筑物附近不宜采用深井取水,必要时应通过计算确定深井位置及限制抽水量并采取回灌措施。
结论
软土地基是一种不良地基。由于软土具有强度较低、压缩性较高和透水性很小等特性，因此在软土地基上修建建筑物，必须重视地基的变形和稳定问题。在软弱土地基上的建筑物往往会出现地基强度和变形不能满足设计要求的问题，因而常常需要采取措施，进行地基处理。处理的目的是要提高软土地基的强度，保证地基的稳定。
软土工程特性的复杂多变性决定了在选择加固处理方法时,应周密考虑多方面因素的影响。在软土土质方面,对渗透性与灵敏度更应予以重视,因为这些特殊性常常成为一些方法成败的关键。
地基处理是指为提高地基土的承载力改善其变形性质或渗透性质而采取的人工方法。软土地基的工程特性决定了其地基处理的必要性。软土地基加固的目的是改善地基土的性质, 提高地基土的抗剪强度,减少沉降和不均匀沉降, 使在上部结构荷载作用下不致发生破坏或出现过大的变形, 以保证建筑物的正常使用。
各种地基处理方法有其各自的机理和适用范围,在选择处理方法时, 需根据地质条件、上部结构类型、使用要求、对周围环境的影响、材料供应情况、施工条件以及技术经济指标等因素做综合考虑, 做到技术先进、经济合理、施工可能、安全适用、确保质量。
几种常用处理方法的比较