阐述建筑工程地基基础常见处理方法

阐述建筑工程地基基础常见处理方法

摘要:本文结合自己的工作经验,从目前的地基基础处理技术的实际出发,主要介绍几种常见的地基基础处理方法,使建筑地基基础更加稳固。

关键词:建筑工程;地基基础;处理方法

在建筑工程中,无论是高层建筑物还是给排水构筑物,其荷载都作用于地基上,地基则应同时满足容许承载力和容许沉降量的要求,如不满足,则应采取措施,对地基进行加固处理。

1地基基础处理方法

1.1换填料层法

换填法是将基础底面天然的或后天形成的软弱土层挖去或部分挖去,分层回填强度高、压缩性低且无腐蚀性的砂石、素土、灰土、工业废料等材料,压实后作为基础持力层,常见的有换填砂卵石和灰土法。其主要作用表现为以下几个方面:

1、换填强度较高的垫层材料后,可以有效地提高地基的承载力;

2、换填压缩性较低的材料后,可减少建筑物的沉降量;

3、换填透水性较大的材料（砂石）,可使基础下面的孔隙水压力迅速消散,避免基土的塑性破坏,并可加速垫层下软弱土层的固结及其强度提高。另外换填砂石等材料,因其颗粒粗大、孔隙大、无毛细水现象,可以防止材料受冻而造成的冻胀,如很多建筑物的散水和台阶以及道路的面层下均铺一定厚度的砂石,就是这个道理;

4、在湿陷性黄土地基中,用素土或灰土材料置换黄土,可消除湿陷变形;同时,换填后的填料因其密实度增加,还可做为防水层,减少下卧天然黄土层被水浸泡的可能性;

5、换填料层法除能满足上述要求外,在对环保要求较高的现代社会,它基本对周边环境不构成噪声、水质污染、大气污染、地面泥浆污染等,只有一定的振动感,但波及范围较小。

对于有些土质软弱、不能满足建筑物强度或变形要求的不良地基必须进行人工加固处理。不良地换填料层法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。如湿陷性土层下的地层为较厚、且承载力较高的砂砾石等地层时,可以采用换填料层法,挖除上部湿陷土层,用砂石或碎石回填进行地基处

理,可以达到满意的效果。

1.2压实法

压实法是物理过程,土质填料由固体、液体和气体三种组成,孔隙率较大,通过碾压,使填料颗粒互相靠近和小颗粒进入大颗粒间的孔隙中而重新排列,并排出空气和水分,减少孔隙率,从而增加单位体积内固体颗粒的数量和填料的密实度,使地基密实度和含水率满足要求。影响压实的因素,在对地基施加压力时,影响地基压实度的因素很多,主要有填料的类型、填料的含水量、施压分层的厚度、压实机械的类型和功能、施压遍数及施压的方法等。

施工作业程序化、标准化,地基填筑过程分为三阶段、四区段、八流程,三阶段:准备阶段、施工阶段、竣工阶段;四区段:填土区段、平整区段、施压区段、检验区段;八流程:施工准备及测量放线→基底处理→分层填筑→摊铺平整→洒水或晾晒→机械施压→检验签证→地基整形。

该地基处理方法主要适用于公路路基、铁路路基及机场、码头、堤坝等工程的填筑施工,这种方法更适用于那些土质较疏松,或者较软的地质。

1.3碱液法

碱液法加固地基,所注入土体的碱液本身不析出任何胶凝物质,它只是使颗粒表面活化,然后在接触处彼此胶结成整体,从而提高土的强度。

碱液法加固工艺及要求:1）确定灌注孔的平面位置,对于独立基础,宜在四周设孔,条形基础则在两侧各布置一排,孔距视加固情况而定;2）钻孔,用直径60mm～80mm的洛阳铲打孔至预定加固深度,孔可竖向也可向基础中心倾斜;3）埋管,先在孔中填入粒径为20mm～40mm的小石子至灌浆管下端标高处(基础以下0.3m～0.5m处),然后插入直径为20mm的开口钢管,再在管子四周填充厚20cm～30cm、粒径小于10mm的砂砾石,其上用灰土或素土分层捣实至地表;灌浆,用直径为25的胶皮管连接灌浆管和溶液桶,然后将碱液加温至95℃以上,开启阀门,溶液以自流方式注入土中。灌浆速度控制在1L/min～3L/min左右。溶液浓度一般在80g/L～120g/L,加固半径按40cm～50cm考虑,固体碱液用量可按每加固1m3土体耗用40kg～50kg计算。

化学法加固地基的施工方法较为简单,浆料硬化快,加固体强度高。但是,灌浆材料价格较高,通常仅限于浅层加固处理,加固深度通常为3m～5m。

1.4打桩法

1.4.1CFG

法水泥粉煤灰碎石桩复合地基是由水泥、,粉煤灰、碎石、石屑、或者砂加水拌合形成的高粘结强度桩,通过在基础和桩顶之间设置一定厚度的褥垫层保

证桩与土共同承担荷载,使桩、桩间土和褥垫层共同构成复合地基。

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。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。例如:济钢球团厂储料库,储料库表层土质为黄土状粉质黏土,天然地基承载力标准值fak=140kPa,满足不了竖向承载力的要求,本着既快捷又经济的原则。拟采用CFG桩复合地基进行地基处理,要求CFG桩复合地基承载力特征值不小于230kPa。复合地基中由于CFG桩中掺入少量的粉煤灰,不配筋以及充分发挥桩间土的承载力,其受力和变形类似于素混凝土桩,具有地基承载力高、变形小、稳定快、施工简单易行的优点,且工程造价低,经济效益和社会效益显著。

1.4.2粉体喷射搅拌法

粉体喷射搅拌法（DGMI法）是软土地基深层搅拌加固技术的一种。近年来,粉喷桩技术的应用在我国得到工程界的重视,发展很快,已广泛应用于公路、市政工程、工业与民用建筑软弱地基处理和坑壁支护工程,加固深度由15m提高到18m。粉体喷射搅拌法是将粉粒状加固材料水泥、生石灰粉搅合于软弱地基中,与原位土进行强制搅拌,使土与加固材料产生一系列物理化学反应,在改善土质性状的同时,提高其强度。目前采用的加固材料多是水泥,用粉喷桩加固软土地基形成了复合地基明显地提高了软土地基强度可加快路堤填土率,铺筑路面后的工后沉降量能得到有效的控制,保证了工程质量。

2针对不良地基的处理方法

处理不良地基应根据各类建设场地具体的工程条件和建筑物上的荷载的大小,从技术可靠、经济合理及施工可行的要求开始,进行技术和经济综合分析比较,选择合适的单一或复合型地基处理方案。

2.1湿陷性黄土地基的处理

在湿陷性黄土厚度较小的建设场地,一般采用单一的地基处理方法。如湿陷性土层下的地层为较厚、且承载力较高的砂砾石等地层时,可以采用换填法,挖除上部湿陷土层,用砂石或碎石回填进行地基处理,可以达到满意的效果当湿陷性土层以下的地层承载力较低时,则可以采用桩基础穿透湿陷性土层,将桩端支承在可靠的地层中;当湿陷性土层较薄,而地层中存在埋深不大且承载力较高的砂层或砂卵石等地层时,可以采用预制桩穿透湿陷性土层,将桩端支承在砂层或砂卵石等地层上。

在湿陷性黄土厚度较大建设场地,一般采用复合型的地基处理方法。先用挤密桩预处理以消除湿陷性,再施工桩基础。当建筑物荷载较大时,可采用素土挤密桩和钢筋混凝土灌注桩复合型地基处理方法。在岩土工程条件具备时,也可采用素土挤密桩和钢筋混凝土灌注桩后注浆复合型地基处理方法、素土挤密桩和预

制桩等复合型地基处理方法。当建筑物荷载不大时,也可采用素土挤密桩和CFG桩复合型地基处理方法;同样根据工程条件也可采用灰土桩和粉喷桩复合型等地基处理方法。此外,在条件具备时也可采用灰土挤密桩（DDC法）复合地基等地基处理方法。

2.2膨胀土地基处理

若地基土的组成,上部是膨胀土,下部是非膨胀土,当其膨胀土的厚度较小。可把基础砌置于非膨胀土之上:若地基土的组成。上部是非膨胀土,下部是膨胀土,当其非膨胀土的厚度较大时。基础深度宜浅埋。若用加深基础处理,上部结构措施亦可适当减少,反之上部结构需相应加强。墩基和桩基上的地圈梁宜与地面脱空10～20cm。同时应该对建筑场地的排水系统进行完善,防止雨水,生活、生产废水等渗入基础改变土层含水量;另外也应对上部建筑进行结构处理和保湿处理以此共同减小膨胀土地基对建筑的影响。

3结语

在选择地基加固方法时,既要考虑各种地基处理方法的适用范围又要综合考虑地基土质、施工难易程度、施工周期以及施工费用等情况,在保证质量和使用的条件下达到技术与经济的互补。