地基处理

2022-03-24 版权声明 我要投稿

第1篇:地基处理

岩溶地基岩土工程勘察及其地基处理

摘要:岩土工程施工中,施工区域为岩溶地基时会影响工程施工的安全性和质量,因此必须进行勘察工作,并做好对地基的处理。本文分析了岩土工程中岩溶地基勘察的内容和方法,并分析如何开展地基处理工作,确保工程的安全和质量。

关键词:岩土工程;勘察;岩溶地基

引言:岩溶地区地质结构复杂,岩溶会导致地质土层出现一定转变,土洞、岩溶洞的出现,也会造成沿途强度严重降低。同时,岩溶在我国分布比较广,目前岩土工程必然面临岩溶地区所带来的挑战,因此必须使用合适的勘察技术,了解岩体强度,方便使用科学的措施进行处理。

1 岩溶地基岩土工程勘察内涵和优势分析

地质勘探工作是岩土工程的重要环节,可以给工程施工方案提供比较广泛的数据支撑,保证工程设计、施工方式的合理性,确保工程的总体质量。由于目前岩土工程建设跨度大、范围广,因此极有可能在岩溶基地地区展开施工工作,必须制定合理的施工方法,提升对地基的加固效果,才能控制工程的风险。所以,施工单位需要重视工程施工的勘察工作,了解岩溶地基的状况,并制定合适的施工方式,才能有效控制工程的施工风险。

岩溶地基的勘察包括地质调查、物探、钻探等等,针对不同的岩溶地基状况,施工人员需要使用合适的方式了解地基的真实状况。有一些区域由于岩溶的存在会增加地形的复杂程度,如果施工人员依然采用过去的施工和草所方式,将会影响工作效率,也不利于勘察精度,破坏工程的正常日常安排[1]。所以,技术人员会在勘察工作开始之前收集现场资料,使用合适的方式勘查现场地质结构状况。

岩溶地基的岩土工程勘察能在不受地形约束的情况下,达成勘察工作目的。由于岩溶地貌复杂,内部有很多石笋、石柱等等,使用原有的勘察方法会造成工作难度增加,也难以满足精度与要求。使用立体勘察技术,能克服地形环境对勘察工作的影响,也能提升工程勘察的效率。

以往的地质勘察技术对岩溶地基的了解比较少,仅仅能了解水温特点、地下岩溶的发育状况,通过使用立体勘察技术,能获得等地的地质信息,方便勘察人员分析岩溶地基今后的发展趋势,并针对未来的状况采取针对性的措施,满足岩土工程的开发需求。

2 岩溶地基岩土工程勘察的方式

2.1 地基承载力勘察

岩土工程需要了解当地的承载能力,并针对承载能力采用特定的设计,或者进行加固工作,满足岩土工程建设的需求。由于岩溶地区的地质情况比较复杂,地层内包括很多黏土、石灰岩,所以在确认地基承载力时,要重视岩石地基、土层地基承载能力的大小。

如果当地的持力层为可熔岩,将会影响工程后期施工,必须保证勘察数据的精确性。勘察人员可以根据《建筑地基技术设计规范》对比较坚硬的岩石承载力取值,但是如果某一区域的石灰岩比较多,由于石灰岩的承载力大于坚硬岩石,就不能继续使用这种取值方式,而是要对现场情况加强实地调查,然后再取值。通过了解石灰岩的发育状况、顶板厚度、岩石的完整性,综合进行分析和取样,并根据文件中的内容分析承载力。

对土层地基测量时,需要对岩溶内的黏土、粉质土壤展开原位测试,或者通过区域实验,就能获得相对精确的勘察结果。但是,使用该方法获得的数据可能存在偏差,所以必要时还可以通过土体取样对当地土层地基进行更深层次的分析。

2.2 地基变形计算

岩溶区域内的岩石、土壤承载能力都比较差,如果外部作用力比较大,将会导致其发生较为明显的形变,必须计算地基的变形,方便岩土工程中使用合理措施,避免威胁岩土工程安全[2]。一般可以使用《建筑地基基础设计规范》进行设计,但是由于岩溶地基的地下水结构比较复杂,将会影响使用该方法的准确性。由于地下水的干扰,如果水位变化,将会改变内部有效应力,影响地基的自重力和附加应力,容易造成地基出现沉降的情况。计算时,可以确定应力取值范围再100-200kPa左右。

3 岩溶地基处理基本原则

3.1 可行性原则

岩溶地基处理时,必须保证所使用的技术方案可行,为此需要针对技术进行大范围的验证,确保技术能发挥效果。同时,岩土工程的资金必须高效使用,所以拟定方案时也要分析工程的经济效益,确保对成本的控制在预算内,制定出符合经济效益要求的最佳方案,确保经济上的可行性。

3.2 安全性

岩溶区域地基进行处理时,要保证岩溶区域的安全,避免出现安全问题,影响岩土工程的正常建设。为此,需要强化对施工环节的掌控,明确不同环节的施工标准,提升施工人员的安全意识,加强对安全问题预防,保证施工人员安全。

3.3 适用性

由于巖溶地区的内部地质环境比较复杂,因此需要对当地地基的状况使用合适的处理方法。为了获得最佳的地基处理效果,工作人员应该充分利用地质勘察数据,通过计算、实验等方式进行验证,确保方案的适用性。

4 岩溶地基处理方法

4.1 填垫法施工

4.1.1 填充法

对于露出的土洞,可以直接对土洞进行填充,让两侧围岩发挥支撑作用,也能避免岩石出现位移的情况,也能满足地基加固的要求。

4.1.2 换填法

施工区域内如果存在较多的软土等,不利于地基的承载力,会影响工程的整体质量,可以使用换填法对地基进行置换,挖出内部一定范围内的软土,然后填入印度高、压缩性低、抗腐蚀的材料,比如块状石、混凝土等等,可以大幅度提升地基承载力。该方法处理后,地基的承载力提升明显,也能满足深层地基处理的需求。

4.1.3 挖填法

对于浅埋土洞,使用挖填法能避免地下水活动掏空地基。

4.2 加固法施工

4.2.1 溶洞灌浆

该方法一般应用在多溶洞、柔弱土层,有比较广泛的处理范围,而且工程施工的造价很低,能控制工程的施工陈本。该方法会直接填充溶洞的内部,提升溶洞内部结构的密实程度,也能切断溶洞、土层、地下水之间的联系,避免影响地基的稳固性。

4.2.2 压力注浆

如果溶洞深度比较大,则填埋工作就要使用压力注浆法,该方法使用压浆泵将浆液注入土层内部,之后会使用填充、挤密的方法将其内部的空气、水去除,填充物硬化之后,将会获得比较坚硬的岩体,使地基结构得到优化,满足稳定性的要求。

4.3 桩基法施工

4.3.1 冲孔灌注桩

如果地基下为多层岩溶,并且面积较小、顶板相对比较薄弱,使用冲孔灌注桩的施工效果较好。施工前需要在桩位位置进行超前钻,并分析洞中的真实状况,以保证钻机设备能在正确位置。

4.3.2 钻孔桩

一些岩溶地基存在孤石、有夹层、表面凹凸不平的情况,可以使用钻孔的方式,能突破石块、夹层物质的阻挡,提升桩体的嵌岩效果。但是如果当地岩石的裂缝、溶沟比较多,就容易出现倾斜和卡钻的问题,需要使用其他方法。

4.3.3 预应力管桩

施工区域可能会出现土洞、地下河、淤泥,使用预制桩能降低上述因素的影响,可以在特殊环境下满足成桩质量的要求。

4.4 跨越法施工

对于深度大、直径小的岩溶地基,可以使用适合的混凝土板、钢筋混凝土板进行封顶和加固工作,保证整体的稳定性。如果埋藏深度较大,可以使用梁跨法, 通过梁跨土洞加固地基,提升整体的稳定性。

结束语:岩溶地区进行岩土工程施工时,应通过有效的地质勘察工作了解当地的地质状况,方便制定更为科学的工程施工方案,保证工程的质量,创造更高的综合效益。施工时,也要重视地基处理工作,根据岩溶的发育状况、施工技术、经济要求使用合适的地基处理方式,保证工程整体施工质量。

参考文献

[1]杨华富.岩溶地基岩土工程勘察及其地基处理探讨[J].散装水泥,2021(05):90-92.

[2]王运东.岩溶地基岩土工程勘察及其地基处理[J].科技创新与应用,2017(15):250.

作者:张伟?张少锋

第2篇:地基处理技术分析

摘要:文章通过实际的地质类型、地基各种处理方式的特点以及不同基桩的使用条件进行分析,明白地基处理和基桩选型该如何科学合理地进行。

关键词:地基 处理 技术

地基处理和基桩选型是建筑工程中最为基础的工程,只有进行合理科学的地基处理和基桩选型才能保证后续工程的顺利进行,保证工程的质量,降低工程的成本,推动建筑工程的发展。地基处理要根据实际的情况选择实际的处理方式,才能达到地基处理的效果。

一、地基处理和基桩选型的重要性。

建筑地基内部经过处理土层的各项物理力学指标就能满足建筑的荷载.变形等要求。建筑物基础可以直接设置在天然的地层上的这种地基则属于天然地基。但是在实际的施工中能够满足建筑的荷载.变形要求的地基很少,通常都需要对原有土层进行处理,这就是建筑的地基处理。而在建筑的地基处理方面需要选用很多的处理方式,来减少地基的沉降和变形,从而保证建筑工程的质量。而基桩具有稳定性好.承载力高.差异变形与基础沉降小.沉降的抗震性与稳定性好.能够适用于各种复杂的地质条件等特点,使得基桩在地基处理工程中得到广泛的应用。

二、常见的地基处理方式与地基处理方式的选择。

(一).常见的地基处理方式

1.真空预压法与堆载预压法。真空预压法在饱和粘性土地基表面铺设砂垫层,设置砂井或塑料排水带,砂用土工薄膜覆盖且周围密封,用真空泵对砂垫层抽气.使薄膜下的地基形成负压。随着地基中气和水的抽出.地基土得到固结。堆载预压法在建造建筑物之前,用临时堆载的方法对地基施加荷载.给予一定的预压期,使地基预先压缩完成大部分沉降并使地基承载力得到提高后,卸除荷载再建造建筑物。

2.振冲法。振冲法是以起重机吊起振冲器,启动潜水电机后带动偏心块,使振冲器产生高频振动,同时开启水泵,由喷嘴喷射高压水流。在边振边冲的联合作用下,将振冲器沉入到土中预定深度,经过清孔后,即可从地面向孔内逐段填入碎石,每段填料均在振动影响下被振密挤实,达到要求的密实度后即可提升振冲器。如此重复填料和振密.直到地面,从而在地基中形成一个大直径的密实桩体,所形成的桩体与土组成复合地基。

3.换填垫层法。换填垫层法是挖去地表浅层软弱土层或不均匀土层,回填坚硬.较粗半径径的材料,并夯压密实从而形成垫层的地基处理方法。换填垫层可依换填材料不同,分为碎石垫层.砂垫层.灰土垫层.粉煤灰垫层等。由于换填垫层施工简便,因此广泛应用于中小型工程浅层地基处理中。

4.强夯法和强夯置换法。强夯法又称动力同结法或动力压实法,是反复将质量一般为最大可达到200t的夯锤提高到一定高度(一般为10m-40m),使其自由下落,对地基土进行强力冲击,通过巨大冲击和振动能量提高地基承载力并降低其压缩性,改善地基性能。适用于处理碎石土.砾土.低饱和度的粉土与粘性土.湿陷性黄土.素填土和杂填土等地基。强夯置换法是在强夯形成的夯坑内回填块石.碎石等粗颗粒材料,然后用夯锤夯击,重复此规程连续施工,形成一个墩体,称为强夯置换墩。

(二)地基处理方式的选择

地基处理方法种类繁多,各种处理方法都有它的优缺点和适用范围,没有一种方法解决所有问题。一般地说,在选择确定地基处理方案以前应充分地综合考虑以下几个方面的因素:

1.环境条件。一是气象条件,包括要求的安全度.重要性;二是噪声.振动情况。包括振动.噪声可能对周围居民或设施的影响;三是邻近构筑物情况,包括邻近的建筑物.桥台.桥墩.地下结构物等的情况;四是地下埋设物,包括上下水道.煤气.电讯电缆管线的位置;五是机械作业.材料堆放的条件和电力与供永条件。

2.要对地质条件进行系统而全面的分析和考虑,地质条件包括地形.地质.成层状态.土的各种指标.地下水条件。

3.材料的供给情况尽可能地采用当地的材料,以减少运输费用。

4.机械施工设备和机械条件,在有些地区有无所需的施工设备和施工设备的运营状况成为了采用何种措施的决定因素。

5.注意结构物条件的掌握,而结构物条件主要包括结构物形式.规模。

6.工程费用的高低.操作熟练程度。经济技术指标的高低。是衡量地基处理方案选择得是否合理的关键指标。在地基处理中,一定要通过综合比较,选择能满足加固要求的地基处理方案,选择技术先进.质量有保证且经济合理的方案。

三、基桩的设计与选型

基桩设计要实现安全适用.技术先进.经济合理.确保质量.保护环境的目标,应综合考虑以下因素:地质条件.上部建筑结构类型.桩的使用功能与荷载特征.穿越土层.桩端持力层.地下水位.施工技术条件与环境(施工设备.施工环境.施工经验.制桩材料供应条件等).注重概念设计即总体构思。

基桩选型按安全适用.经济合理的原则选择。基桩按承载力可分为摩擦型桩和端承桩;按成桩方法分为非挤土桩.部分挤土桩.挤土桩;按桩径大小分为小直径桩.中直径桩.大直径桩。目前常用灌注桩.混凝土预制桩。

基桩工程应进行桩位.桩径.桩长的检验,满足桩身质量和单桩承载力的要求。基桩的布置是基桩概念设计的主要内涵,是合理设计优化设计的主要环节。桩位布置要满足中心距和边距要求,尽量使桩群承载力合力点与长期荷载重心重合。桩嵌入承台的长度对直径小于800mm的桩不宜小于50mm;对直径大于等于800mm的桩不宜小于100mm。桩顶高度位置由嵌入承台或筏板底标高处来确定。桩径d一般根据桩顶荷载大小施工机械和经验确定。桩长一般选择较坚实岩土层作为桩端持力层,合理确定桩端全断面进入不同持力层的深度(不包括桩尖部分):对于黏性土.粉土不宜小于2d;砂土不宜小于1.5d:碎石土不宜小于ld。当存在软弱下卧层时,桩端以下硬持力层厚度不宜小于3d。对于嵌岩桩的嵌岩深度,嵌入平整.完整的坚硬岩和较硬岩的深度不宜小于0.2d,且不应小于0.2m;嵌入倾斜的完整和较完整岩的全断面深度不宜小于0.4d,且不应小于0.5m,倾斜度大于30%的中风化岩,宜根据倾斜度及岩石完整性适当加大嵌岩深度。对季节性冻土和膨胀土应满足抗拔稳定性验算要求,且不得小于4d及1倍扩大端直径,最小深度应大于1.5d。对液化土层以下稳定土层的长度,对于碎石土.砾.粗中砂.密实粉土.坚硬黏性土不应小于2d一3d,对其它非岩石土不宜小于4d-5d。另外对软土中基桩宜选择中.低压缩性土层作为桩端持力层。

四、小结

地基处理工程在建筑工程中具有重要的意义,在进行地基处理方式的选择和基桩的选型方面要要根据实际的情况来定,因地制宜.就地取材.保护环境以及实现对资源的节约。通过科学合理的选择地基处理方法,节省工程成本.提高工程质量.缩短工程工期,优化整个地基基础工程的施工建设,保证建筑工程后续工作的顺利进行,保障建筑构建完成后的正常使用。

作者:王晓晨

第3篇:地基处理方法浅析

摘要:随着近年来工业与民用建筑、水利工程、道路及桥梁工程等基础设施建设的飞速发展,因地基处理不好造成的工程事故也愈来愈多。地基问题作为基础设施建设工程中常见的工程事故,已被广泛关注。若天然地基不能满足结构物对地基的要求,就需要对浅层地基进行处理,通过地基处理提高地基承载力,保证工程质量,加快工程建设速度、降低工程造价。本文综述了常用的各种地基处理方法、适用范围,以及地基处理的步骤。

关键词:地基处理 目的 方法 步骤

1 地基处理的目的

近年来,随着工程建设步伐的加快,国内许多新建工程中越来越多地涉及到地基处理问题,据调查统计,世界各国各种土木、水利、道路及桥梁等各类事故中,地基问题常是主要原因。结构物的地基问题,主要有以下几个方面:强度与稳定性问题、变形问题、渗漏与溶蚀问题、液化与振沉问题。当作为建筑物或构筑物的天然地基存在以上问题之一时就必须采取相应的方法进行地基处理,以保证上部结构物的正常和安全使用。地基问题处理的是否得当,关系到整个工程的质量、进度和投资,因此,地基处理的要求也就越来越迫切和广泛。

地基处理的目的就是采取切实有效的地基处理方法,改善地基土的工程性质,使其满足工程建设的要求。地基处理一般是处理软弱土和不良土,主要包括:软黏土、杂填土、冲填土、饱和粉细沙、软塑及流塑状态的粉土膨胀土等。

2 地基处理的方法

工程中常用的地基处理方法有:

2.1 机械压实法

土是岩石风化的产物,其形成过程决定了土是一种碎散的颗粒堆积物,土颗粒在堆积的过程中势必会形成大量的孔隙,并且在实际工程中经常会遇到需要将土按一定要求进行堆填的情况,如路堤、土坝、桥台、挡土墙等,机械压实法根据施工机械、施工方法的不同可分为重锤夯实法、机械碾压法和振动压实法。

重锤夯实法是利用起重机械将重锤提升到6-40m高度,然后自由下落,以重锤自由下落的冲击能来夯实浅层地基的处理方法。经重锤反复夯打,可使地基表面形成一层较密实的硬壳,从而提高地基强度,这种方法还可降低黄土的湿陷性并减小杂填土的不均匀性,适用于处理距地下水位0.8m以上的稍湿杂填土、黏性土、砂性土和分层填土等地基,但不宜用于有效深度内存在有软粘土层的地基。夯实的效果和土的含水率密切相关,只有土达到了最优含水率,才能够获得最好的夯实效果。

机械碾压法通常采用压路机、推土机、羊足碾等机械或其他碾压机械在地基表面来回开动,利用机械自重将松散的地基土进行加固,碾压法对表层地基加固的深度一般可达2~3m。 常用于处理地下水位以上大面积填土的压实以及一般非饱和黏性土和杂填土地基的浅层处 理。

振动压实法是一种在地基表层施加振动把浅层松散土振实的方法,来提高地基承载力,减小沉降量。用这种方法处理砂石地基以及碎石、炉渣等渗透性较好的无黏性土为主的松散填土地基效果良好。振动后的地基有较强的抗震能力。

2.2 强夯法

强夯法也称为动力固结法或动力压密法,它通常利用夯锤自由下落产生强大的冲击能力,对地基进行夯实,可提高地基的承载力,降低压缩性、改善抗液化能力和消除湿陷性。实践证明,经强夯处理的地基,其承载力可提高2~5倍,压缩性可降低200%~500%。影响深度在10m以上。强夯法适用于粗粒土、细粒土、饱和土、非饱和土。如碎石土、砂土、黏性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。但对于厚层的渗透系数小的饱和黏性土应慎用且强夯法不适宜在城区建筑物密集的地区使用。强夯法不要求在最优含水率下夯实,只是在最优含水率下夯实效果高,易压实。

2.3 换填法

换填法是将基底以下一定深度范围内的软弱土层挖除,换填无侵蚀性的低压缩性散体材料如中砂、粗砂、砾石、碎石、卵石、炉渣等,分层夯实作为持力层的一种地基处理方法。当软弱土地基承载力、稳定性和变形不能满足建筑物的要求时,而软弱层的厚度又不大时,采用换填法能取得较好的结果。换填法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层地基处理。常用于轻型建筑、地坪、堆料场和道路等的地基处理。

2.4 排水固结法

排水固结法是在建(构)筑物建造前,利用地基排水固结的特性,预先对地基进行加荷预压,使土体提前完成固结沉降,增加地基强度的一种软土地基加固措施。适用于处理淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和黏性土地基,如飞机跑道、铁路和公路路堤、仓库、罐体及轻型建筑。

2.5 振冲法

振冲法分加填料和不加填料两种。加填料的通常称为振冲碎石桩法。振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土和饱和黄土地基,应在施工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10%的疏松砂性土地基。振冲碎石桩主要用来提高地基承载力,减少地基沉降量,还可用来提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度。

2.6砂石桩法

砂石桩法是利用震冲法或沉管法在饱和软粘土地基成孔填入石料,形成砂石桩来提高承载力减少沉降差。适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基,提高地基的承载力和降低压缩性。对饱和粘土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理,使砂石桩与软粘土构成复合地基,加速软土的排水固结,提高地基承载力。

3地基处理的步骤

进行地基处理时,必须结合具体情况,慎重选择,必要时应作方案比较,以找出最佳途径。地基处理方法的确定按下列步骤进行。

⑴根据结构类型、荷载大小及使用要求,结合地形地貌、地层结构、土质条件、地下水特征、环境情况和对邻近建筑物影响等因素,初步选定几种可供考虑的地基处理方法。

⑵ 对初步选定的各种地基处理方法,分别从加固原理、适用范围、预期效果、材料来源及消耗、机具条件、施工进度和对环境的影响等方面进行技术 经济 分析和对比选择最佳的地基处理方法,必要时可选择两种或多种地基处理措施组成的综合处理方法。

⑶ 对已选的地基处理方法,必须根据建筑物安全等级和场地复杂程度,在有代表性的场地上进行相应的现场试验和试验性施工,并进行必要的测试,以检验设计参数和处理效果。如达不到设计要求时,应找出原因并采取改进措施和修改设计。

⑷经地基处理后的地基承载力设计值应按地基承载力标准值乘以综合修正系数确定。地基处理技术人员应掌握所承担的地基处理目的,加固原理,技术要求和质量标准等。施工中应有专人负责控制和监测,并做好施工记录,在出现异常情况时,必须及时同有关部门妥善解决。

结语:工程质量的好坏很大程度取决于地基处理好坏,地基处理是一项技术性很强的工作,在考虑地基处理的设计与施工时,必须注意坚持因地制宜的原则,不可盲目施工。不但要制定合理的方案,还需要落实到技术措施和施工质量的保证上,才能获得地基处理预期的效果。保证工程建设的质量,取得良好的经济效益和社会效益。

参考文献

【1】黄绍明,高大钊,软土地基与地下工程[M],北京;中国建筑工業出版社,2005。

【2】叶书麟,叶观宝,地基处理与托换技术[M],北京;中国建筑工业出版社,2005。

【3】顾晓鲁,钱鸿缙,刘慧珊等.地基与基础[M],北京;中国建筑工业出版社,2003。

【4】马小峰,浅谈软土地基处理方法[J].山西建筑,2008 。

作者:包明臣 李凤锐 李娜

第4篇:软弱地基处理方法

随着我国建筑工程项目的不断增多,软弱地基的处理变的越来越重要, 软弱地基处理的好坏, 不仅关系到工程建设的速度, 而且关系到工程建设的质量, 因此提高软弱地基处理方法具有重要的价值和意义。

1 软弱地基形成的原因

软弱地基是由淤泥、淤泥质土、杂填土、冲填土或者其它高压缩性土层 形成的地基,这些地基基本上很少受到地质变动或者地形的影响,也从没有受到 过地震、荷载等物理作用的影响,更没有受到土颗粒间化学作用的影响。

软弱地 基是一种不良的地基,其稳定性非常的差、强度较低、压缩性较高、容易出现液 化,沉降量也很大。因此在工程的建设过程中,要充分考虑地基的变形和稳定等问题。

在软弱地基上建设的工程,由于其地基强度不够和变形,往往不能满足工 程的质量,所以要采用一定的措施,对软弱地基进行处理,从而提高地基的稳定性,减少地基的沉降和不均匀下降。

2 软弱地基的处理方法

软弱地基的处理的方法主要包括为:换填垫层法、预压法、挤密法、深 层搅拌法、高压喷射注浆法、灌浆法、强夯法、加筋法等。

①换填垫层法。该方法是用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中的部分或全部软土层, 并分 层夯实成低压缩性的地基持力层,地基持力层有利于防止地基的冻胀,有利于提 高地基的承载能力,也有利于加速软土的排水固结,同时也有利于减少地基的沉 降量。

②预压法。预压法有两种分类方法,一种是堆载预压法,另外一種是砂井 预压法。此种方法有利于利用外载作用,提高软土的排水固结,增强它的抗剪强 度和能力。由于预压目的不同,需要采用不同的预压方式。如果利用预先荷载加 压,能够减少建筑物的沉降量;如果利用建筑物本身的荷载分级加荷进行预压, 能够增加地基强度和提高地基的承载能力。 砂井预压法是在软土层中按一定距离 设置砂井来改变软土层的排水边界条件,该方法可以加速软土的固结,缩短预压 时间。该方法是在通过在软土层中按一定的距离设置砂井,通过设置的砂井来改 变软土层的排水条件,排水条件的提高有利于加速软土的固结,有利于减少预压 的时间。

③挤密法。该方法是通过望土中打入桩管成孔,并把填入孔中的砾石等 材料捣实。此种方法主要针对的是含砂粒、瓦屑的杂填土等较多的松散土地基, 对于粘性大的饱和软土地基不太合适。

④深层搅拌法。该方法通过水泥、石灰等 建筑材料的固化剂,运用深层搅拌机械对各种材料进行搅拌,使得固化物和软土 搅拌均匀,从而产生一系列的物理或者化学反应,这样就能够使得软土强度大大 高于天然强度,其压缩性、渗水性比天然软土大大降低。该方法适合于各种成因 的软土层,尤其是对于厚度较大的饱和软黏土。

⑤高压喷射注浆法。该方法是使 用较大的压力,把水泥浆液从管路中喷射而出,该方法能够通过切割破坏土体, 并能和土拌和均匀,并产生部分的置换作用,通过自然凝固后成为拌和桩体,并 与地基形成良好的复合地基。

⑥灌浆法。该方法通过运用钻机成孔,根据需要灌 浆的合适的深度, 把注浆管慢慢放入孔中, 并使得钻孔的周围和顶部用东西封死, 然后开始启动压力泵, 往孔隙和岩石的间隙中注入搅拌均匀的水泥浆。

⑦强夯法。 该方法能够通过较大的压力和冲力对地基产生很大的作用, 从而使得地基得到加 固,使得的土的压缩性进一步缩小,增大了地基的强度,使得地基的抗液化的能 力得到加强,大大降低和消除黄土的是湿陷性。同时,该方法有利于使得土层均 匀,预防以后出现的差异沉降。

⑧加筋法。该方法是运用强度较大的条带、纤维 等土工聚合物埋入土层中,它有利于增加地基的承载力,降低或者消除地基的沉 降量,提高建筑物的稳定能力。对于强度较大的土工合成材料,使得地基能够承 受更大的抗拉力,减少地基的断裂的可能,使得地基的整体性和刚度得到进一步 增强,增强地基的承载能力,改善地基土体的应力场和应变场。该方法适合于各 种软土地基和各种高填土等。

3 软弱地基局部处理

在工程建设中,需要经常对地基作局部的加固处理,这样可以保证工程 的质量,缩短工程建设的进度。在对软弱地基作局部处理时,要首先查明局部地 基异常的原因和范围,然后根据软弱地基的实际情况,适用各种软弱地基处理方 法,使得建筑物的各个部位的沉降量趋于一致,从而较少地基的不均匀沉降。

① 松土的处理。当遇到范围较小的松土坑时,可以先将松软土挖掉至老土,然后用 压缩性相近的材料回填,当天然土为砂土时,用砂或级配砂石回填,回填时应分 层洒水,夯实或用平板振捣器振密,每层厚度不大于 20cm,同时根据土的性质 和范围的不同,采用不同比例的灰土分成夯实。应通过配置适当的钢筋提高地基 上部的刚度能力。

②砖井和土井的处理。如果砖井在基槽的中央,这时的内填土 已经变得很密实, 当出现这种情况时, 应把井的砖圈放低到槽低下面 1 米的位置, 同时用合适比例的灰土夯实到槽低,当井的直径大于 1.5 米以后,这时采用提高 上部结构的刚度,并运用钢筋做墙内的地基,使得地基梁跨越砖井,对于井在基 础的转角处的情形,一方面应对基础进行必要的加固处理,另一方面采用拆除回 填的方法进行合适的处理。

③局部范围内硬土处理。对于桩基周围有部分过分坚 硬的土质时,要对这些东西进行局部的处理,这就需要挖掉旧的墙基、老灰土、 大树根等等,这样就能减少地基的不均匀下降,也能有效避免建筑物建成之后的 开裂,从而保证建筑物的质量。

④管道处理。对于槽底附近的上下水管道,要采 取其它的措施,防止出现漏水情况,避免出现水侵湿地基,使得地基出现不均匀 的沉降。对于在槽底下方出现管道的情况,要把管道进行清除,或者将基础局部 落低,使得管道穿过基础墙,同时也要防止建筑物下沉,从而对管道形成破坏漏 水,造成地基的不均匀沉降,影响建筑物的质量问题。

⑤橡皮土的处理。对于地基的土质出现粘性土的时候,这种土一般含有较多的水分,对这部分进行夯排以后,就会形成所谓的橡皮土,因此,对于这样的情况,要采用其它办法先进行处理,比如进行晾槽或者使用白灰沫等办法,使得土的含水量得到有效的降低,对于出现的地基颤动情况,应把这些土进行全部的挖除,并填入相应部分的砂土,从而消除地基颤动情况。

4 建筑设计处理措施

在对各种软弱地基处理的同时,可以通过对建筑物设计进行有效的处理,来减少建筑物的不均匀沉降,这样即能节约工程建设的成本,又保证了工程建设的质量。在不改变建筑物使用要求的前提下,建筑物的设计要尽量简单,对于复杂的建筑物,应根据建筑物的实际情况,可以把建筑物进行适当的划分,从而形成各个较好的单元,对于建筑物的差异大的情况,可以把建筑物的距离离开一定的距离。如果拉开一定距离的两个单元需要进行连接时,可以采用自由沉降连接,或者运用其它措施进行处理。通过增强建筑物刚度和强度,增加建筑物对 地基不均匀变形的调整能力。在开挖基槽时,如果发现有淤泥或淤泥质土时,不 要扰动其原状结构。在建筑建设过程中,可根据具体的情况,优先先盖建筑物的 重点部分,通过对各部分进行有效的调整,降低建筑物的沉降差异。

5 总结 通过对软弱地基的处理,改良各种不良地基,使得满足各种大型和高程 建筑的需要。在软弱地基处理的时候,要结合拟建区域内地基土的组成及力学性 质等实际情况,采用不同的地基处理方法,保证工程建设的质量,取得良好的经 济效益和社会效益。

作者:林小娴

第5篇:分析岩溶地基岩土工程勘察与地基处理

【摘要】针对岩溶地基岩土工程勘察方法应用要点,例如物探勘察方法、示踪实验方法、遥感勘察方法等等,进行多角度分析,并简单介绍妥善处理岩溶地基的重要性,提出相应的处理措施,旨在为相关人员提供参考。

【关键词】岩溶地基岩土工程;工程勘察;地基处理

我国岩溶地区分布比较广泛,特别是在南方地区,岩土受到岩溶的影响,土体结构发生较大变化,形成不同规模的洞穴,降低岩土体的稳定性与强度。通过对岩溶地基岩土工程进行科学勘察,并妥善处理岩溶地基,能够有效提高岩土工程地基的可靠性與安全性,具体方法如下。

1、岩溶地基岩土工程勘察要点分析

第一,物探勘察方法。此种勘察方法比较常见,主要利用电磁和雷达,针对岩溶地基岩土工程进行全面的勘察。在岩溶深度比较大区域应用较多。通过科学应用物探勘察方法,能够帮助勘察人员进一步了解岩溶的具体分布范围,但是,此种勘察方法操作难度比较大,要求勘察人员具备良好的操作技能。

第二,示踪实验方法。针对岩溶区域来讲,通常位于水源比较丰富的地区,利用物探勘察方法,无法得到准确的勘察数据,故勘察人员采取示踪实验方法比较多。在勘察的过程当中,通过加入一定量的示踪剂,密切观察地下水流的状态,包括岩溶发展状况。通过运用此种勘察方法,操作流程比较简单,可以获取准确的勘察数据。

第三,遥感勘察方法。遥感技术应用广泛,在岩溶地区地质勘察工作之中,通过运用遥感勘察方法,能够帮助勘察人员快速采集地质信息,并根据这些信息,绘制地质图,保证岩溶地质能够更加直观的显示出来,帮助勘察人员更加深入的了解该地区地质条件。同时,勘察人员合理运用岩土工程勘察中遥感信息,具体见表1。

2、地基处理方法

2.1地基加固处理方法

地基加固处理方法主要包含岩溶灌浆方法、压力注浆方法、顶柱方法与强夯方法等等。岩溶灌浆方法应用范围比较广泛,能够保证岩溶地基的软弱土得到有效处理,造价比较低,加固原理较为简单,通过采取灌浆方法,对溶洞进行有效的填充,提高溶洞的稳定性与安全性,将地下水和土层之间有效切断,提升溶洞的稳固性。

因为岩溶区域的溶洞大部分为软塑性粘土,容易引发严重的漏水事故,溶洞和上部土洞贯通,要想提升加固效果,可以采取联合灌浆处理方法,针对溶洞内部的填充物,进行旋喷处理,提升溶洞的可靠性,避免出现坍塌[1]。

2.2冲孔灌注桩

此种岩溶地基处理方法比较简单,在多层溶洞岩土工程当中应用比较多,有关人员需要结合岩土工程施工特点,科学确定出钻孔具体位置,然后使用钻井,进行钻孔处理,将钻孔内部碎石与各类杂物彻底清理,在钻孔内部,灌入适量的泥浆。泥浆灌注结束后,还要密切观察钻孔是否出现渗漏,若出现渗漏现象,还要在钻孔内部回填黏土,进而达到良好的封堵效果。

通过多次重复上述步骤,一直到全部钻孔施工完毕。通过采取钻孔灌注桩处理方法,能够简化岩溶地基处理流程,处理成本也比较低,不需使用大型施工设备,在一些地形地貌比较复杂的区域,具备良好的适用性。

2.3填垫处理方法

岩溶地基勘察工作结束后,施工单位结合最终的勘察数据结果,针对岩溶地基进行有效的处理,从而有效提高地基的安全性,在众多处理方法中,填垫方法应用比较广泛,对于不同处理内容,可以将此种方法分为多种,具体见表2。

2.4跨越处理方法

在部分岩溶地基处理过程当中,跨越方法比较常见,结合处理原理,可将此种处理方法分为以下几种:

第一,板跨处理方法。通过利用水泥和混凝土,制作出板跨结构,然后将其放在地基上部,进一步提高地基安全性与可靠性。如果洞径比较小,则需要应用此种处理方法[2]。

第二,梁跨处理方法。在处理深度比较大的岩洞时,应用此种处理方法,能够显著增强地基的可靠性。

第三,拱跨处理方法。针对深度达、内部结构复杂的溶洞,采取拱跨处理方法,可以取得较好的处理效果。

结合岩溶地基施工特点,为了有效提高岩溶地基岩土处理质量,相关人员要根据咽痛地基岩土工程勘察数据,有针对性地选择处理方法,并加强日常的质量监督与管理力度,制定完善的监督管理制度,从而保证岩溶地基施工的安全性,减小外界不利因素对岩土工程产生的影响。

结语:

综上,通过全方位分析了岩溶地区岩土工程地基处理方法,例如地基加固处理方法、冲孔灌注桩、填垫处理方法、跨越处理方法等等,能够取得良好效果,提高岩溶地基岩土工程地质处理效率与质量。

参考文献:

[1]李金钊,赵运平.岩溶地区岩土工程勘察中需要注意的问题及应对策略[J].中国设备工程,2019,(22):203-204.

[2]杨晓杰.某大厚度湿陷性黄土场地岩土工程勘察及地基处理对比分析[J].建材与装饰,2019,(32):238-239.

作者简介:

彭德然,1965年6月出生,湖南平江,本科,从事方向:地球物理勘查。

作者:彭德然

第6篇:岩溶地基岩土工程勘察及其地基处理探讨

摘要:在岩溶地区内部,由于长时间受到相应作用的干扰,使得地质土层发生一定改变,随着土洞、岩溶洞的出现,导致岩土强度大幅下降。我国的岩溶分布范围相对较广,在土地中占据较大比例,如果施工区域位于该地区,容易对项目安全造成影响。为此,在施工之前需要细致勘查岩体强度、硬度,并采取科学合理的措施进行处理。

关键词:岩溶地基;岩土工程勘察;地基处理

一、岩溶地基岩土工程勘察内涵和优势分析

地质勘探工作是岩土工程的重要环节,可以给工程施工方案提供比较广泛的数据支撑,保证工程设计、施工方式的合理性,确保工程的总体质量。由于目前岩土工程建设跨度大、范围广,因此极有可能在岩溶基地地区展开施工工作,必须制定合理的施工方法,提升对地基的加固效果,才能控制工程的风险。所以,施工单位需要重视工程施工的勘察工作,了解岩溶地基的状况,并制定合适的施工方式,才能有效控制工程的施工风险。

岩溶地基的勘察包括地质调查、物探、钻探等等,针对不同的岩溶地基状况,施工人员需要使用合适的方式了解地基的真实状况。有一些区域由于岩溶的存在会增加地形的复杂程度,如果施工人员依然采用过去的施工和草所方式,将会影响工作效率,也不利于勘察精度,破坏工程的正常日常安排。所以,技术人员会在勘察工作开始之前收集现场资料,使用合适的方式勘查现场地质结构状况。

岩溶地基的岩土工程勘察能在不受地形约束的情况下,达成勘察工作目的。由于岩溶地貌复杂,内部有很多石笋、石柱等等,使用原有的勘察方法会造成工作难度增加,也难以满足精度与要求。使用立体勘察技术,能克服地形环境对勘察工作的影响,也能提升工程勘察的效率。

二、岩溶地基處理基本原则

1.可行性原则

岩溶地基处理时,必须保证所使用的技术方案可行,为此需要针对技术进行大范围的验证,确保技术能发挥效果。同时,岩土工程的资金必须高效使用,所以拟定方案时也要分析工程的经济效益,确保对成本的控制在预算内,制定出符合经济效益要求的最佳方案,确保经济上的可行性。

2.安全性

岩溶区域地基进行处理时,要保证岩溶区域的安全,避免出现安全问题,影响岩土工程的正常建设。为此,需要强化对施工环节的掌控,明确不同环节的施工标准,提升施工人员的安全意识,加强对安全问题预防,保证施工人员安全。

3.适用性

由于岩溶地区的内部地质环境比较复杂,因此需要对当地地基的状况使用合适的处理方法。为了获得最佳的地基处理效果,工作人员应该充分利用地质勘察数据,通过计算、实验等方式进行验证,确保方案的适用性。

三、岩溶地基岩土地基处理措施

1.制定施工方案

从所在地理位置、特征、深浅程度、面积等方面考察,并结合当地情况做到因地制宜,确定真实、可行的方案内容。

2.具体分析现存问题

在面对不同类型的地形地貌时,施工过程必须采取不同处理方法。在处理岩溶区域时,由于部分地区会受到岩溶影响形成溶洞,增加工程难度,从而引发各种类型的安全事故。为此,需要具体分析已经出现的问题,并采取合理有效的方法进行处理。

3.经济安全统一

在岩溶地基处理过程中,不仅要重视施工安全性,还需要考虑经济性因素,并将二者融合在一起。由于我国岩溶地区面积宽广,在该地区施工时,难度与成本都要高于常规项目建设,所以,施工中必须注重成本管控,降低非成本资金的投入,节省辅助资源,保障公司效益最大化。

4.案例分析

某高层住宅建筑项目周边场地较为宽阔平坦,场地内部存在一定岩溶区域,浅层区内有溶沟槽的发育表现,深层存在溶洞、暗河,整体条件相对复杂。内部溶洞分布不均匀,且基岩面起伏程度较大,给施工带来一定困难。考虑到溶洞内部强大附加应力,若只靠较筏板法不能解决工程中的不均问题,必须采用复合地基方法,通过夯扩桩与冲孔桩结合,合理控制沉降问题,防止出现坍塌的情况。

5.填垫法施工

在岩溶区域地基勘察结果的基础上,选取合适的处理方法提升地基稳定性,能够为日后工程打下良好基础。填垫法是在岩溶地基处理过程中较为常见的方式之一,在实际工程中还被分为:充填、换填、挖填等多种方法。

(1)充填法。用于露出的土洞中,不仅能让两侧围岩发挥支撑作用,还能防止岩石出现移位的情况,以此达到地基加固的效果。

(2)换填法。通过挖除地基内部一定范围的软土,再填入强硬度高、压缩性低、侵蚀抵抗性高的原料,提升地基稳固程度。例如:选择块状石、片状石、混凝土等材料用于回填。该方法具有承载能力高、刚硬度大、变形量小的特点,可用于浅层地基处理工作。

(3)挖填法。主要用于浅埋的土洞中,预防地下水活动将地基掏空。

6.加固法施工

加固法作为岩溶区域地基处理的常见方法,主要包括:溶洞灌浆、压力注浆、强夯法等。

(1)溶洞灌浆。普遍应用于多溶洞、柔弱土层中,不仅处理范围广,造价成本还相对较低。通过对各个溶洞进行填充,保障其内部处于密实状态,加强土体内部结构稳定性,切断溶洞、土层、地下水之间的联系,防止因进一步发展对地基稳固性产生干扰。

(2)压力注浆法。应用于深度较大的溶洞填埋工作中,使用压浆泵将浆液注入到土层内部,利用填充、挤密的方法去除内部存在的水、空气,在填充物硬化后,形成全新的坚硬岩体,以此来优化地基的稳定性、抗渗漏性等。

(3)强夯法。主要应用于覆盖类型的岩溶地带内部,用以处理面积较大的土洞、塌陷区域。使用重锤在高空自由下落冲击土地,使其能够迅速固结,提高地基承载值。

7.跨越法施工

跨越法在岩溶区域的地基处理工作中较为常见,主要包括板跨、梁跨、拱跨等方法。

(1)板跨方法。主要应用在深度大、直径小、不方便进入的岩溶地基施工中。在现实工作中,施工人员需要考虑建筑整体性质、地基承受能力等因素,挑选出适宜使用的混凝土板、钢筋混凝土板,用于封顶、加固工作,有效提升整体稳定性。

(2)梁跨法。应用于埋藏深度大、处于地基持力层的土洞,在解决时可以选择使用梁跨土洞、塌陷区域的形式加固地基,从而提升整体稳固程度。

(3)拱跨法。应用在溶洞深度大、直径宽、形状复杂、有水流的岩溶地基处理中,尤其是工程中的边墙、堑式挡墙。

8.桩基法施工

采用桩基法开展地基处理工作主要包括:冲孔灌注桩、钻孔桩、预应力管桩等方法。

(1)冲孔灌注桩方法。主要应用在地基下方的多层溶洞,适用于面积较小、顶板薄弱的地基中。施工前,需要先在桩位安置超前钻,并用该设备探查洞中的真实情况,使用冲击钻设备进入到设计位置。

(2)钻孔桩方法。大多应用在地下存在孤石、有夹层但表面凹凸不平的状况中。合理使用钻孔桩,能轻易穿过石块、夹层等物质的阻挡,确保嵌岩的效果优秀。但该方法不适用于裂缝、溶沟较多的岩石,极容易出现倾斜、卡钻的情况。

(3)预应力管桩。通常被应用于施工范围内存在土洞、地下河、淤泥的情况,预制桩不会受到以上因素的影响,充分发挥其应有作用。但在特殊环境难以保证成桩质量。

结束语

前文围绕岩溶地基岩土工程勘察及地基处理进行了简要的分析和描述。从总体的角度来讲,地基的勘察和地质的处理是工程建设工作当中的重要组成部分,直接影响工程建设质量,相关工作人员应该对此有所重视,应用先进的技术手段,为工程项目建设的顺利开展创造良好条件。

参考文献

[1]付朝东.岩溶地基岩土工程勘察及地基处理分析[J].技术与市场,2020,27(2):164,166.

[2]张志刚,张恩重.岩溶地基岩土工程勘察及地基处理分析[J].工程建设与设计,2020,(17):46-47,50.

[3]邹弦,文武,程绍萍.岩溶地基岩土工程勘察及地基处理研究[J].四川水泥,2020,(4):260.

作者:廖维斌

第7篇:地基处理

软土地基处理技术

摘要

近年来随着我国经济的快速发展,多高层建筑蓬勃发展,大量建筑不可避免的会建在一些软土地层,然而由于软土地基具有孔隙密度比大、天然含水量高、压缩性强、承载能力低等特点,使得在地基填土和建筑自重作用下,会出现不均匀沉降、承载力和稳定性、渗流等地基问题。当天然地基不能满足建筑物要求时,需要采用各种地基处理措施,形成人工地基以满足建筑物对地基的各种要求,保证其安全与正常使用。本文介绍了地基处理方法及分类以及软弱地基处理的方法及选择。现实中应结合实际,选出最优的处理方案。

一、 引言

基础是建筑物和地基之间的连接体。基础把建筑物竖向体系传来的荷载传给地基。从平面上可见,竖向结构体系将荷载集中于点,或分布成线形,但作为最终支承机构的地基,提供的是一种分布的承载能力。

如果地基的承载能力足够,则基础的分布方式可与竖向结构的分布方式相同。但有时由于土或荷载的条件,需要采用满铺的伐形基础。伐形基础有扩大地基接触面的优点,但与独立基础相比,它的造价通常要高的多,因此只在必要时才使用。不论哪一种情况,基础的概念都是把集中荷载分散到地基上,使荷载不超过地基的长期承载力。因此,分散的程度与地基的承载能力成反比。有时,柱子可以直接支承在下面的方形基础上,墙则支承在沿墙长度方向布置的条形基础上。当建筑物只有几层高时,只需要把墙下的条形基础和柱下的方形基础结合使用,就常常足以把荷载传给地基。这些单独基础可用基础梁连接起来,以加强基础抵抗地震的能力。只是在地基非常软弱,或者建筑物比较高的情况下,才需要采用伐形基础。多数建筑物的竖向结构,墙、柱都可以用各自的基础分别支承在地基上。中等地基条件可以要求增设拱式或预应力梁式的基础连接构件,这样可以比独立基础更均匀地分布荷载。

1

如果地基承载力不足,就可以判定为软弱地基,就必须采取措施对软弱地基进行处理。软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。在建筑地基的局部范围内有高压缩性土层时,应按局部软弱土层考虑。勘察时,应查明软弱土层的均匀性、组成、分布范围和土质情况,根据拟采用的地基处理方法提供相应参数。冲填土尚应了解排水固结条件。杂填土应查明堆积历史,明确自重下稳定性、湿陷性等基本因素。

在初步计算时,最好先计算房屋结构的大致重量,并假设它均匀的分布在全部面积上,从而等到平均的荷载值,可以和地基本身的承载力相比较。如果地基的容许承载力大于4倍的平均荷载值,则用单独基础可能比伐形基础更经济;如果地基的容许承载力小于2倍的平均荷载值,那么建造满铺在全部面积上的伐形基础可能更经济。如果介于二者之间,则用桩基或沉井基础。

二、 地基处理的目的及其处理对象

当地基强度稳定性不足或压缩性很大, 不能满足设计要求时,可以针对不同情况对地基进行处理。处理的目的是增加地基的强度和稳定性、减少地基变形等。地基处理的对象包括软弱地基与不良地基两方面,软弱地基是指在地表下相当深度范围内存在的软弱土,包括淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土及饱和松散粉细砂与粉土。这类土的工程特性为压缩性高、强度低、通常很难满足地基承载力和变形要求。而不良地基包括施陷性黄土地基、膨胀土地基、泥炭土地基、山区地基及岩溶与土洞地基等。

三、 地基的处理方法分类

利用软弱土层作为持力层时,可按下列规定执行:1)淤泥和淤泥质土,宜利用其上覆较好土层作为持力层,当上覆土层较薄,应采取避免施工时对淤泥和淤泥质土扰动的措施;2)冲填土、建筑垃圾和性能稳定的工业废料,当均匀性和密实度较好时,均可利用作为持力层;3)对于有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业废料等杂填土,未经处理不宜作为持力层。局部软弱土层以及暗塘、暗沟等,可采用基础梁、换土、桩基或其他方法处理。在选择地基处

2 理方法时,应综合考虑场地工程地质和水文地质条件、建筑物对地基要求、建筑结构类型和基础型式、周围环境条件、材料供应情况、施工条件等因素,经过技术经济指标比较分析后择优采用。

地基处理设计时,应考虑上部结构,基础和地基的共同作用,必要时应采取有效措施,加强上部结构的刚度和强度,以增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力。对已选定的地基处理方法,宜按建筑物地基基础设计等级,选择代表性场地进行相应的现场试验,并进行必要的测试,以检验设计参数和加固效果,同时为施工质量检验提供相关依据。

经处理后的地基,当按地基承载力确定基础底面积及埋深而需要对地基承载力特征值进行修正时,基础宽度的地基承载力修正系数取零,基础埋深的地基承载力修正系数取1.0;在受力范围内仍存在软弱下卧层时,应验算软弱下卧层的地基承载力。对受较大水平荷载或建造在斜坡上的建筑物或构筑物,以及钢油罐、堆料场等,地基处理后应进行地基稳定性计算。结构工程师需根据有关规范分别提供用于地基承载力验算和地基变形验算的荷载值;根据建筑物荷载差异大小、建筑物之间的联系方法、施工顺序等,按有关规范和地区经验对地基变形允许值合理提出设计要求。地基处理后,建筑物的地基变形应满足现行有关规范的要求,并在施工期间进行沉降观测,必要时尚应在使用期间继续观测,用以评价地基加固效果和作为使用维护依据。复合地基设计应满足建筑物承载力和变形要求。地基土为欠固结土、膨胀土、湿陷性黄土、可液化土等特殊土时,设计要综合考虑土体的特殊性质,选用适当的增强体和施工工艺。复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定,或采用增强体的载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定。

常用的地基处理方法有:换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。

1、 换填垫层法

3 适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。其主要作用是提高地基承载力,减少沉降量,加速软弱土层的排水固结,防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。

2、 强夯法

适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土,软-流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程,在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度,减少压缩性,改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。

3、砂石桩法

适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基,提高地基的承载力和降低压缩性,也可用于处理可液化地基。对饱和粘土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理,使砂石桩与软粘土构成复合地基,加速软土的排水固结,提高地基承载力。

4、振冲法

分加填料和不加填料两种。加填料的通常称为振冲碎石桩法。振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土和饱和黄土地基,应在施工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。振冲碎石桩主要用来提高地基承载力,减少地基沉降量,还可用来提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度。

5、水泥土搅拌法

分为浆液深层搅拌法(简称湿法)和粉体喷搅法(简称干法)。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。不宜用于处理泥炭土、塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基。若需采用时必须通过试验

4 确定其适用性。当地基的天然含水量小于30%(黄土含水量小于25%)、大于70%或地下水的pH值小于4时不宜采用于法。连续搭接的水泥搅拌桩可作为基坑的止水帷幕,受其搅拌能力的限制,该法在地基承载力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的应用有一定难度。

6、高压喷射注浆法

适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时,应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。高压旋喷桩的处理深度较大,除地基加固外,也可作为深基坑或大坝的止水帷幕,目前最大处理深度已超过30m。

7、预压法

适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。当软土层厚度小于4m时,可采用天然地基堆载预压法处理,当软土层厚度超过4m时,应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程,必须在地基内设置排水竖井。预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。

8、夯实水泥土桩法

适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。该法施工周期短、造价低、施工文明、造价容易控制,目前在北京、河北等地的旧城区危改小区工程中得到不少成功的应用。

9、水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法

适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应根据地区经验或现场试验确定其适用性。基础和桩顶之间需设置一定厚度的褥垫层,保证桩、土共同承担荷载形成复合地基。该法适用于条基、独立基础、箱基、

5 筏基,可用来提高地基承载力和减少变形。对可液化地基,可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合地基,达到消除地基土的液化和提高承载力的目的。

10、石灰桩法

适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、杂填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土层时,可采取减少生石灰用量和增加掺合料含水量的办法提高桩身强度。该法不适用于地下水下的砂类土。

11、灰土挤密桩法和土挤密桩法

适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基,可处理的深度为5~15m。当用来消除地基土的湿陷性时,宜采用土挤密桩法;当用来提高地基土的承载力或增强其水稳定性时,宜采用灰土挤密桩法;当地基土的含水量大于24%、饱和度大于65%时,不宜采用这种方法。灰土挤密桩法和土挤密桩法在消除土的湿陷性和减少渗透性方面效果基本相同,土挤密桩法地基的承载力和水稳定性不及灰土挤密桩法。

12、柱锤冲扩桩法

适用于处理杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基,对地下水位以下的饱和松软土层,应通过现场试验确定其适用性。地基处理深度不宜超过6m。

13、单液硅化法和碱液法

适用于处理地下水位以上渗透系数为0.1~2m/d的湿陷性黄土等地基。在自重湿陷性黄土场地,对Ⅱ级湿陷性地基,应通过试验确定碱液法的适用性。 在确定地基处理方案时,宜选取不同的多种方法进行比选。对复合地基而言,方案选择是针对不同土性、设计要求的承载力提高幅质、选取适宜的成桩工艺和增强体材料。

四、 软弱地基形成的原因

6 软弱地基是由淤泥、淤泥质土、杂填土、冲填土或者其他高压缩性土层形成的地基,这些地基基本上很少受到地质变动或者地形的影响,也从没有受到过地震、荷载等物理作用的影响,更没有受到土颗粒间化学作用的影响。软弱地基是一种不良的地基,其稳定性非常的差、强度较低、压缩性较高、容易出现液化,沉降量也很大。因此在工程的建设过程中,要充分考虑地基的变形和稳定等问题。在软弱地基上建设的工程,由于其他基强度不够和变形,往往不能满足工程的质量,所以要采用一定的措施,对软弱地基进行处理,从而提高地基的稳定性,减少地基的沉降和不均匀下降。

五、 软弱地基处理方法的选择

地基处理设计时,应考虑上部结构,基础和地基的共同作用,必要时应采取有效措施,加强上部结构的刚度和强度,以增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力。对已选定的地基处理方法,宜按建筑物地基基础设计等级,选择代表性场地进行相应的现场试验,并进行必要的测试,以检验设计参数和加固效果,同时为施工质量检验提供相关依据。

地基处理工程要做到确保工程质量、经济合理和技术先进的原则。可根据下列条件进行选择:

1、地质条件:查明岩土的性质、成因类型、地质年代、厚度和分布范围。对于岩层,还应查明风化程度及地层的接触关系,调查天然地基的地质构造,查明水文及工程地质条件,确定有无不良地质现象:如滑坡,崩塌、岩溶、土洞、冲沟、泥石流、岸边冲刷及地震等。

2、设计施工条件:设计时应考虑工期及用料情况:工期不宜安排得太紧应该时间充分在施工工期紧迫,时间有限的情况下,除个别路堤在不影响总体施工的情况下,可适当的不作地基处理。桥梁基础处,可用多种方案进行优选,选择最合适经济的方案,同时选用有资质有大型先进设备的建设单位以保证施工的质量和安全性。施工时地基稳定性一定要好,而且对于工程遗留问题一定要少。工程用料要求就地取材。施工时应采用科学的管理方法。

3、场地环境条件:首先要弄清楚软土地区的水文地质情况,由于软土地基的复杂性,用于强度计算的土工参数,无论从测定方法中还是测定过程中都存在

7 诸多的不确定性,理论上也无法达到完善。所以勘察人员要考察地质资料,实地进行多元勘探。工程地质条件复杂,还应进行工程地质分区,做到勘探详细化。在勘察设计时如地质工作做的不详细,在施工时如有不能实施或实施危险性高,必须进行补充勘察及勘探工作,对地质情况作进一步了解之后在作出修改方案。还要考虑施工时对周围环境的影响。如:新填土会挤压原有道路、房屋,产生侧向位移或附加沉降;用砂桩、砂井时,施工有噪声,靠近居民点会扰民;采用降低水位法时,要考虑引起周围地基的下沉和对周围居民用水的影响故应预先调查或做隔水墙,并考虑施工后注水复原的问题;采用填土堆载时要有大量的土料运进运出工地,会影响交通和环境卫生;打石灰桩、灌注药物或采用电渗排水时,会污染周围地下水,应慎重对待。

六、总结

我国地域辽阔,工程地质条件千变万化,公路穿越软土地区是经常发生的事情。软土地基的危害性很大,如果在公路施工过程中处理不当或干脆不处理,或者因为工作中的细小疏溜,往往会给建筑物的正常使用留下隐患,一旦发生问题再进行处理,便直接造成经济损失和社会形象的负面影响。因此根据不同施工条件选用合适的方法处理软土地基,可以有效的防止或解决出现的问题,保证工程的顺利完成,减少财务支出,避免更大的事故或破坏情况发生。软土地基的处理方法很多,每种处理方法都有一定的试用范围、局域性、优缺点。没有一种方法是万能的。要根据具体的工程情况,因地制宜确定适合的地基处理方法。

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第8篇:地基处理

1、 试验检测在软土地基处理效果评定中的基本原则及常用方法

基本原则:

对地基处理效果的检验,应在地基处理施工结束后,经过一定时间休止恢复再进行。

为了检测地基处理的效果,通常在同一地点分别在处理前后进行测试,以进行比较,要注意:

(1)前后两次测试应尽量使用同一台仪器,统一标准进行。

(2)由于各种测试方法都有一定的适用范围,因此必须根据测试目的和现场条件选择最有效的方法。

(3)无论何种方法,都有一定的局限性,故尽可能多采用多种方法进行综合评价。 (4)测试位置应尽量选择有代表性的部位,测试数量按有关规定的要求进行。

方法:

1 地基与桩体强度:包括单桩和复合桩地基静荷试验、标准贯入试验、静力触探与动力触探试验、桩身高应变检测、钻芯法等。

2 地基变形:包括地基沉降与水平位移测试。

3 应力监测:包括土压力和孔隙水压力测试。

4 桩身完整性:采用桩身低应变检测和声波透射法测试。

5 动力特性;采用波速测试、地基刚度测试。

2、软土地基的主要特性

软土地基是指压缩层主要由淤泥、淤泥质土或其他高压缩性土构成的地基。其承载能力很低,一般不超过50KN/m2。在软土地基修筑堤防工程,必须解决好四个方面的问题:①地基的强度和稳定性问题。②地基的变形问题。③地基的渗漏和溶蚀问题。④地基的振动液化与振沉问题。因此,研究堤防工程软土地基的特征,提出相应的处理措施就十分重要了。

软弱土包括淤泥、淤泥质土、杂填土及饱和松散粉细砂与粉土。堤防工程中主要是指天然孔隙比大于或等于1。5的亚粘土、粘土组成的淤泥和天然孔隙比大于1。0小于1。5的粘土组成的淤泥质粘土。其主要特征如下:

1、孔隙比和天然含水量大我国软土的天然孔隙比e一般在1~2之间,淤泥和淤泥质土的天然含水量W=50~70%,高的可达200%,普遍大于液限。

2、压缩性高我国淤泥和淤泥质土的压缩系数一般a1~2都大于0。5MPa-1,建造在这种软土上的建筑物将发生较大的沉降,尤其是沉降的不均匀性,会造成建筑物的开裂和损坏。

3、透水性弱软弱土尽管其含水量大,透水性却很小,渗透系数K≤1(mm/d)。因此,土体受到荷载作用后,呈现很高的孔隙水压,影响地基的压密固结。

4、抗剪强度低 软土通常呈软塑~流塑状态,在外部荷载作用下,抗剪性能极差,我国软土无侧限抗剪强度一般小于30KN/m2(相当于0。3KN/m2)。不排水剪时,其内摩擦角几乎为零,抗剪强度仅取决于凝聚力C,一般C<30KN/m2;固结快剪时,内摩擦角=5°~15°。

5、灵敏度高 软粘土上尤其是海相沉积的软粘土,在结构未被破坏时具有一定的抗剪强度,但一经扰动,抗剪强度将显著降低。其灵敏度(含水量不变时原状土与重塑土无侧限抗压强度之比)一般在3~4之间,有的甚至更高。

3、强夯法的原理及适用性

强夯法加固地基的机理,虽然国内外学者从不同的角度进行了大量的研究,但至今尚未形成成熟和完善的理论。对强夯法加固地基的机理认识,首先应分宏观机理和微观机理。宏观机理从加固区土所受冲击力、应力波的传播、土的强度对土加密的影响做出解释。微观机理则对冲击力作用下,土微观结构的变化,如土颗粒的重新排列、连接做出解释。宏观机理是外部表现,微观机理是内部依据。其次应对饱和土和非饱和土加以区别,饱和土存在孔隙水排出土才能压实固结这一问题。还应区分粘性土和无粘性土,它们的渗透性不同,粘性土存在固化内聚力,砂土则不然。另外对一些特殊土,如湿陷性黄土、填土、淤泥等,由于它们具有各自的特殊性能,其加固机理也存在特殊性。强夯机理研究中还有一个必须研究的内容就是夯击能量的传递,即确定夯击能量中真正用于加固地基的那部分能量和该部分能量加固地基的原理。

Leon认为,强夯加固作用应与土层在被处理过程中的三种不同机理有关。其一是加密作用,以空气和气体的排出为特征;其二是固结作用,以孔隙水的排出为特征;其三是预加变形作用,以各种颗粒成分在结构上的重新排列以及颗粒结构和形态的改变为特征。由于加固地基土的复杂性,他认为不可能建立对各类地基具有普遍意义的理论。

目前普遍一致的看法认为,经强夯后,土强度提高过程可分为四个阶段:①夯击能量转化,同时伴随强制压缩或振密(包括气体的排出、孔隙水压力上升);②土体液化或土体结构破坏(表现为土体强度降低或抗剪强度丧失);③排水固结压密(表现为渗透性能改变、土体裂隙发展、土体强度提高);④触变恢复并伴随固结压密(包括部分自由水又变成薄膜水,土的强度继续提高)。其中第①阶段是瞬时发生的,第④阶段是强夯终止后很长时间才能达到的(可长达几个月以上),中间两个阶段则介于上述两者之间。

强夯法适用性:

实践证明,强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。对高饱和度的粉土与粘性土等地基,当采用在夯坑内回填块石、碎石或其他粗颗粒材料进行强夯置换时,应通过现场试验确定其适用性。

4、固结度的计算方法及在软基加固施工中的作用

固结度计算

在进行地基的固结度计算时,将砂石桩的排水近似看成砂井

地基的排水来进行计算,它建立在三维比奥渗透固结理论的基础上。砂井地基既有竖向排水固结,又有径向排水固结,如图1 所示,整个渗流是一个轴对称的三维渗流。

首先介绍瞬时加荷条件下的固结度理论。

竖向排水固结度

式中: Uv ———竖向排水平均固结度,

m ———正奇数

Tv ———竖向固结时间因数(无因次)

cv ———竖向固结系数,

t ———固结时间,s ;

H ———土层的竖向排水距离,cm ,双面排水时H 为土层厚

度的一半,单面排水时H 为土层厚度。

径向排水固结度

总平均固结度

以上是瞬时加荷条件下的固结度理论,在实际工程中,荷载总是分级逐渐施加的,因此,由上述理论方法求得的固结时间关系必须加以修正,修正的方法有改进的高木俊介法和改进的太沙 基法。

改进的高木俊介法

该法是根据巴伦理论,考虑变速加荷使砂井地基在辐射向和垂直向排水条件下推导出砂井地基的总平均固结度,其特点是不需要求得瞬时加荷条件下的地基固结度,而是可以直接求得修正后的平均固结度,其固结度的计算式为:

改进的太沙基法

该法得到的固结度仅是对本级荷载而言的,总固结度等于各级荷载增量作用下固结度的叠加,对总荷载还要按荷载的比例进行修正。 修正后的太沙基法总平均固结度为:

其中,竖向和径向固结系数的选取很关键。不同的土层因为土的物理力学参数不同,因此竖向和径向固结系数也有差异,计算的固结度也将不同

分别计算各个土层的固结系数并求出固结度,进行对比分析,可以看出不同土层的固结情况。而且,在堆载作用下各个土层的抗剪强度增长量和沉降量也会不同,在由上述方法计算的固结度基础上可以求得各个土层的抗剪强度增长量和沉降量。另外,在不同的堆载等级作用下,软土地基的受力状态必将发生改变,进而影响土的物理力学参数,因此,在不同等级的堆载作用下,土的固结系数是不同的。在每级加荷结束后,都要重新测量土工参数,以求得固结系数,再计算在该级堆载作用下的固结度或固结度增量。根据改进的高木俊介法和太沙基法计算的地基固结度可以看出: 1) 高木俊介法计算的结果稍微偏大,但随着堆载等级的增加,两种方法的计算结果渐趋一致。其原因主要是太沙基法是假定每一级荷载增量Pi 所引起的固结过程是单独进行的,与上一级荷载增量所引起的固结度无关,总固结度是在各级荷载增量作用下固结度的叠加,而高木俊介法不需要求得瞬时加荷条件下的地基固结度,这些假设条件和计算方法的不同导致两种计算结果的差异。

2) 地基土在第一级堆载下的排水固结效果最显著,土的平均固结度均大于60 % ,在达到最大的堆载等级时,两种方法计算的固结度都接近了100 % ,表明堆载预压排水固结法能够较好地消散孔隙水压力,加速地基土的固结,从而使土的有效应力增大,使土体强度得到逐步增长。用砂石桩结合堆载预压法处理软土地基达到了预期的效果。

作用:

1、计算平均附加应力,计算残余变形

2、计算达到允许残余变形所需要的时间

3、估算强度增长

4、减少排水距离

5、分析比较复合地基、柔性桩、散体桩、刚性桩的变形特征

复合地基一般按强度可分为散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基(半刚性桩复合地基)、及刚性桩复合地基。散体材料桩复合地基和柔性桩复合地基容易区别,因为前者需要土的围裹才能称得上“桩”,后者则可以独立成型。柔性桩复合地基和刚性桩复合地基也应该是强度上的区别,但又为量化的区分点,因强度和诸多因素有关,也不可能有,只是一般把CFG桩复合地基,低强度混凝土桩复合地基等视为刚性桩复合地基,其它一般可视为柔性桩复合地基。

柔性桩是指无须桩周土的围箍即能自立,桩身刚度和强度较小、压缩量较大,单桩沉降以桩身压缩为主、受桩端持力层性状影响不大的复合地基竖向增强体。一般常把水泥搅拌桩、旋喷桩等一类低强度成形桩称为柔性桩。

如果按桩身抗压强度来进行划分,一般强度低于2MPa的称为柔性桩。因为柔性桩桩身强度很低,在荷载作用下,很容易产生侧向变形,且土所能提供的约束作用较小,这也是柔性桩复合地基变形和沉降的主要原因。

与散体材料桩依靠桩周土提供的被动土压力维持桩体平衡、承受上部荷载的作用不同,柔性桩同刚性桩一样是依靠桩周摩阻力和桩端端阻力把作用在桩体上的荷载传递给地基土的,因而柔性桩复合地基中土的垂直应力的扩散范围较散体材料桩复合地基大、深度深,加固效果也明显。

碎石桩是地基处理中应用最广泛的桩型之一,碎石桩是以碎石为主要材料制成的复合地基加固桩。碎石桩和砂桩等在国外统称为散体桩或租颗粒土桩。所谓散体桩是指无粘结强度的桩,由碎石柱或砂桩等散体桩和桩间土组成的复合地基亦可称为散体桩复合地基。目前在国内外广泛应用的碎石桩、砂桩、渣土桩等复合地基都是散体桩复合地基。

6、分析比较复合地基的承载力传力区别

由于桩体刚度大小的差异,柔性桩与刚性桩在荷载传递的规律上也不尽相同。在均质地基中,柔性桩在荷载作用下,桩体的压缩应变由上而下逐渐减小,桩与四周土体之间的相对位移也由上而下逐渐减小,桩侧摩阻力也是自上而下逐渐减小,桩侧摩阻力的发挥远早于桩端端阻力的发挥。柔性桩桩身变形和桩侧摩阻力均主要发生在临界桩长范围内。而在均质土中的理想刚性桩,在荷载作用下桩周各处摩阻力和桩端端阻力的发挥是同步的;桩侧摩阻力桩体深度方向的分布也是均匀的,并且随着作用荷载的增加同时达到极限摩阻力。然而,由于理想的刚性桩实际上并不存在,在荷载作用下的桩体,总会产生一定的压缩变形,桩侧摩阻力总是先于桩端端阻力,即使是对于模量很大的钢筋混凝土桩,在长细比足够大的情况下,同样可能呈现出柔性桩的性状。因此,柔性桩是相对于刚性桩而言的。

刚性桩强度与刚度都很高,在置换率与柔性桩同样的情况下,桩承担大部分基础荷载,土所分担的荷载很小。 刚性桩顶的轴向荷载大,在桩径与长度与柔性桩相同时,传至底部的轴向力方面刚性桩就比柔性桩大

由于柔性桩复合地基中桩间土分担的荷载份额较多,桩土应力比小,地基中的主要受力区与天然地基相似,位于基础底面处的沿线处,且超出基础宽度较多。 刚性桩则相反,因主要荷载由桩承担,沿桩身下传,桩间土所受的应力是越往下越大,到了桩底时最大。桩底以下的土是主要的受力区,因为桩底轴力也全部传到土上,桩底以下的土中应力分布状态与天然地基相近,但深度却在桩长以下,刚性桩将土的主要受力区推到桩长以下去了。

半刚性桩介于柔性桩与刚性桩之间,土的主要受力区可能在加固深度的中间,或者接近于基底或者近桩底,视桩长与土应力比的不同而变化。

7、分析比较格栅、土钉、锚索、锚杆的加固机理

锚杆:将拉力传至稳定岩土层的构件。当采用钢绞线或高强钢丝束作杆体材料时,也可称为锚索。

土钉:是一种基于新奥隧道法原理,在天然边坡或开挖形成的边坡、基坑原位岩土体中近于水平设置加筋杆件并沿坡面设置混凝土面层,使整体土工系统的力学性能得以改善从而提高边坡、基坑稳定性的原位加筋技术。 土工格栅加固土工的机理

土工格栅对土的加固机理存在于格栅与土的相互作用中,一般认为,这种相互作用可归纳为以下三种情况: 1)格栅表面与土的摩擦作用; 2)格栅孔眼对土的“锁定”作用; 3)土对格栅肋条的被动阻抗作用。

上述三种作用均能充分约束土颗粒的侧向位移,从而,大大地增加了土体的自立稳定性,至于这三种作用在土体中各自发挥的程度将随格栅种类,开孔大小,土颗粒级配等因素而定。

土钉墙加固与传统的护坡和挡土墙支撑机理不一样,土钉墙在边坡的一定范围内形成了一个加固区,由于很密的土钉锚杆的作用,滑移面不可能出现在加固区,只能产生于非加固区,从而使滑移面远离边坡,达到稳定边坡的目的,加固区的整体稳定,包括加固区抗倾覆与抗滑移问题,用增加加固区的宽度和底排土锚杆打成向下倾斜穿过滑移面等措施来解决,土钉墙通过下述几个方面的综合作用使边坡周边土体形成加固区。

1.锚固作用

密布的锚杆与砂浆柱体相结合对周围土体产生有效的锚固作用,限制了砂浆柱体周围的土体变形。①土钉不需要施加预应力,而是在土体发生变形后使其承受拉力工作;②土钉支护在边坡中比较密集,起到了加筋的作用,提高了土的强度,为被动受力机制。由于土钉在全长范围内与土体接触,其荷载传递沿整个土体进行。

2.土钉浆孔对土体的挤密作用

由于土钉锚杆的密度比较大,挤密作用的影响也较大,使加固区的土体比非加固区土体密度大。密集的土钉与土钉之间土形成复合土体,其结构类似重力式挡土墙,个别土钉的破坏不会使整个结构的功能完全丧失。

3.护坡作用

土钉墙的面层不是主要受力结构,其主要作用在于保持土体的局部稳定性。在公路边坡治理中,土钉墙的面层还起到防止冲刷、防止雨水渗入坡体影响边坡稳定性的重要作用。

4.土钉受力及规模

一般锚杆长度在15~45m之间,直径较大,锚杆所承受的荷载可达400kN以上,某些预应力锚索设计荷载更可达3000kN。其端部的构造较土钉复杂,以防止面层冲切破坏;而土钉长度一般为3~10m,浆体直径100mm左右,一般不提供很大的承载力。单根土钉受荷一般在100kN以下,面层结构较简单,利用小尺寸垫板及挂网喷射混凝土即可满足要求。

在国内,一般情况下,锚索是需要施加预应力的,因此它是主动受力,多应用于已出现变形或对变形要求严格的工程部位;锚杆则一般不施加预应力(有时也会施加很小的预应力),因此它是被动受力,只有当被锚固岩土体发生一定变形时它才发挥锚固力。此外,锚索长度一般在20-50米,锚杆则不到20米。在国际上,锚索只是锚杆的一种类型。

预应力锚索框架梁支护结构采用对预应力锚索施加的预应力将滑动岩土体与稳定岩体紧密连结为一体,增加岩土体各层面的抗滑力,同时又通过坡面上框架梁将各个锚索有效地连成一个整体,形成一个由表及里的加固体系,进而达到防止整体边坡失稳的目的,是一种新型的抗滑结构。

喷锚支护体系是由密集的锚杆群、被加固的原位岩土体、喷射混凝土面层和必要的防水系统组成的。锚杆依靠于土体之间的界面粘结力或摩擦力,使锚杆沿全长与周围土体紧密连接成为一个整体,形成一个类似于重力式挡土墙的结构,抵抗墙后传来的土压力和其他载荷,达到加固边坡的目的 1. 喷锚支护体系作用机理

喷锚支护体系是靠锚杆、土体、钢筋网和混凝土面层共同工作来提高边坡岩土的结构强度和抗变形刚度,减少岩土体侧向变形,增强边坡的整体稳定性的一种支护体系。

锚杆的主要作用是约束和加固土体,它不仅能够弥补土体抗拉、抗剪的不足,而且锚杆在注浆施工过程中,水泥浆能够渗入到岩土体内部的裂隙中,通过水泥浆对岩土体的补强作用,提高岩土体自身的结构强度。

挂钢筋网喷射混凝土面层能够将单个锚杆连接成一体,形成锚杆群,使锚杆与土体紧密的连接成为一个整体。同时,喷射混凝土能封闭坡面,避免坡面受到水流的冲刷。

喷锚支护能改善岩土体的性质,加强岩土体的内在强度和整体性,提高其自身的自承自稳能力,充分发挥岩土体的潜能。

锚索穿过滑动面 靠稳定岩体来提供的拉力来加固非稳定岩体

土钉更多的是起到土钉挡土墙的作用 锚杆的作用介于两者之间

8、如何理解岩土工程中变形控制是一门艺术

在岩土工程中,很重要的是控制变形,控制变形的目的是为了保证建筑结构的安全,满足人们生产生活的正常需求。岩土工程作为上部结构的基础,不能产生超过设计许可变形。变形控制的精髓是让变形在可控的的范围内较大程度发挥岩土体自身的强度,在满足安全性的情况下,节约成本,节约资源。

变形控制要建立在符合相应的工程特点上的,变形控制要因地制宜,具体情况具体分析。例如复合地基要使桩体上有一定厚度的垫层,发挥上部地基的承载力。新奥法施工也是边检测边施工,发挥围岩自身的承载潜力。另外还应注意的是,在现行的地基设计中,地基与上部结构设计是分开的,但是应在地基设计时考虑上部结构形式,选用合适的地基,如果上部结构为超静定,则下部基础不应产生较大形变,以免上部结构产生大的应力。

9、浅谈含水量对地基力学特性的影响

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