工业与民用建筑软弱地基常见问题及处理措施

2015-07-17 110 0

   1软弱土地基的特征分析
 
  1.1有较高的含水量,孔隙比也比较大
 
  据据有关数据统计,软弱土的含水量一般在5%~80%之间,孔隙比在1~2之间
 
  1.2有较高的压缩性能
 
  软弱土的实际压缩系数一般是在0.5~1.5MPa-1之间,有些软弱土的压缩性高达4.5MPa-1,而且随着软弱土液限的增大其压缩性也在不断的增加。
 
  1.3有较低的抗剪强度
 
  天然软弱土的不排水抗剪强度一般在5~25kPa.一般情况下低于20kPa
 
  1.4有较差的渗透性能
 
  软弱土的渗透系数一般在i×10-5~i×10-7mm/s(i=1,2…,9)之间。因此在自重或荷载作用下软弱土层需要很长的事件才能达到完全固结。
 
  1.5结构性比较显著
 
  尤其是与紧靠滨海的软弱土,一旦受到扰动,其本身固有的絮状结构极容易受到严重的破坏,致使土的强度明显降低,严重则还会出现流动现象。通常可用土的灵敏度来表示受到扰动后土的强度降低的程度。
 
  1.6具有明显的流变性
 
  在剪应力保持不变的作用下,软土缓慢的产生持续的剪切变形,长时间会导致软弱土的抗剪强度降低。当固结沉降结束之后,软弱土还可能会持续产生比较大啊的次固结沉降。
 
  2软弱地基处理过程中存在的主要问题
 
  处理软弱地基处理的最终目地就是提高地基的强度,防止建造在软弱地基上的建筑物出现因不均匀沉降致使建筑物一部分或者整体破坏、旋转、滑动等现象,影响建筑物的正常使用,通过对软弱地基的有效处理可以有效的控制这类变形的的不断发展。通常是在工业与民用建筑施工前进行对软弱地基的处理,但也有情况下是在结构物竣工后出现了地基引起的问题后而不得不进行地基处理。对于第二种情况,施工起来非常困难,耗费的工程费用也比较高。在软弱地基的各种处理方法中,最简单的就数堆载预压法。如果能够购买到既廉价又运输方便的涂料作为堆载用的土料,此种方法是一种非常稳妥的地基处理方法。当然,如果不容易得到作为预压用的土料时,可采用真空预压法。但如果利用的是作用在铺设于地表面的塑料薄膜上的大气压作为荷载时,软弱土的残余沉降将将会更严重。因此,在对上部建筑结构进行设计时,首先要考虑的是软弱地基所能承受的建筑结构物的不同程度的均匀沉降和不均匀沉降,当出现特别大的基础残余沉降量时,则需要有效措施来改善上部结构。
 
  3软土地基加固方法
 
  3.1软土地基深层搅拌加固法
 
  据报道,冶金工业部建筑研究总院研发了一种专门用于软弱土地基的一种方法:深层搅拌加固法,这种方法是利用水泥作为主要的加固剂,配合用深层搅拌机,在地基的深部就能够将水泥浆与软粘土进行制拌,使软弱粘土硬结后能够具有很高强度的水泥加固土(复合地基),进而提高了软弱土地基的承载强度。
 
  这种方法的主要技术特点是:地基软弱土得到充分利用,避免了大量挖掘软土和远距离弃土;对软弱土地基的加固效果尤其明显,方便快捷,通过对软弱土进行加固后即可投入使用,并可根据上部建筑结构特征灵活采用壁状、柱状或者格栅状等方法进行加固;这种加固方法在对地基进行加固的过程中不会对周围的软土造成扰动,不会引起软土被侧向挤出的现象;施工过程中没有振动、没有噪音、没有任何的污染。
 
  3.2软弱土地基分层注浆加固法
 
  此种方法也称为灌浆法,先用钻机打孔,然后将注浆管插入到孔中需要灌浆的深度的位置,要将钻孔四周顶部封死,之后开启压力泵,将搅拌均匀的水泥浆或水泥砂浆通过一定的压力压入到土的孔隙中或者岩石的裂隙中,同时将土中的自由水挤出。待水泥浆凝固后,土体与岩石裂隙胶结成整体。此种方法基本上不会改变原状土的体积和结构,并且灌浆所采用的压力也比较小。但如果遇到了粘性土,则需要用高强的压力将浓度较大的水泥浆或水泥砂浆灌入到粘性土中。
 
  3.3用压密注浆法处理软弱地基
 
  用建筑垃圾夯扩超短异型桩施工技术,是针对软土地基和松散填土地基的特点,研究开发出来的一种地基加固处理新技术。它充分利用天然地表硬层和浅部较好土层,避软就硬,以建筑垃圾为填料,采用特殊的施工工艺和专利施工工具,在地表及地下数米范围内,夯扩成阶梯状人造持力层,从而使地基得以加固
 
  3.4换填垫层法。
 
  换填垫层法主要作用是提高地基的承载力。其方法是将基底下一定范围内的软弱土挖去,换填砂、碎石和素土等散体料,并分层夯实成低压缩性的地基持力层。
 
  3.5强夯法。
 
  强夯法是将重锤起重到一定高度,然后自由下落,重复夯打,以加固地基,使强度提高,压缩性减小。此法一般适用于无粘性土,杂填土和半饱和土。
 
  4建筑结构设计中采用的措施
 
  4.1增强结构整体刚度
 
  建筑物常要满足某些功能的需要,使建筑物本身应具有一定的刚度,工业和民用建筑刚度一般有两种,一种为绝对刚性,例如:钢筋混凝土筒仓,烟囱等;另一种为相对刚性,例如:多层砖混结构房屋,多层钢筋混凝土框架结构,这种类型的结构整体具有一定的刚度,但其强度相对较低,与自身的刚度不能协调一致,其抗拉能力非常弱,因此但此类结构的建筑物建造在软弱土地基时在建筑物的关键部位加强其抗拉强度,这样做的好处就是,充分利用建筑物的整体刚度来调整建筑物可能造成的不均匀沉降。
 
  4.2减轻建筑物的自重
 
  减少建筑物的总沉降量的还一个有效的措施就是减轻其自重,从而可以有效的控制建筑物的不均匀沉降。也可在预先估计沉降量大的部分减轻自重,用以直接调整不均匀沉降。由于一般砖石结构民用建筑墙身重量所占比例很大,故若能用轻质材料和改变结构体系来减轻这部分的重量,对控制沉降会有明显效果。另一个减轻自重的途径是采用架空地面来代替填土,一般此部分约占地基容许承载力地10-40%,因此这部分若应用得当会有很好效果,此时基础形式可做空心基础,薄壳基础,沉井等,有时也可做成地下室,在大量减轻自重的同时,还会增加一定的使用价值。
 
  5结束语
 
  综上所述,本文只介绍了较为常用软弱土地基处理的几种方法,供大家参考。我们不仅要选择好软弱土地基处理方法,而且还要考虑其建筑物结构优化设计,尽量采用较为轻型结构,减轻上部重量,这样会减少软弱土地基处理造价。
 
  参考文献:
 
  [1]林茂.砖沉井基础在民用建筑软弱地基上的应用[J].路基工程,2007.
 
  [2]彭程.浅谈扩底墩基础在软弱地基中的应用[J].广西城镇建设,2008.
 
  [3]张文晓.混凝土灌注桩施工技术及质量控制要点[J].河南水利与南水北调,2010.

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