岩土工程地基处理论文(精选8篇)
基础工程地基处理工程施工勘察要点有哪些?
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关键词:岩土工程,岩土勘察,地基处理
随着城市经济和建筑业的发展, 各种形式的建筑物层出不穷, 建筑项目的增加直接导致了岩土工程项目数量的剧增。岩土工程是伴随着建筑业发展起来的高技术、高难度的工程项目, 岩土工程中的地基处理问题成为了工程的重要问题之一。要想保证岩土工程的质量, 延长建筑物的使用寿命, 加强岩土工程地基处理的水平, 加大地基处理的科技投入, 采取有效的处理措施是非常有必要的。
1 岩土工程勘察现状
建筑岩土工程的现状主要表现在四个方面:地质形态、界面划分、岩土参数、技术素质。其中地质形态是指建筑工程项目的现场勘察中, 通常会有不明地下物体、地下空洞, 涉及到地基的分布形态、埋藏深度等的确定。界面划分主要指的就是岩土风化程度的划分, 以及对地质构造的判定。岩土参数主要包括对岩土层, 颗粒土、风化岩等相关指标的勘察。技术素质针对的是岩土工程的勘察技术人员, 这些人要对岩土勘察的工作有相当广的认识度, 同时要加强不同专业之间的交流。
2 工程概况
建筑工程为某市的一个建筑区内的一幢商住楼。这幢楼的结构为框架剪力墙结构, 建筑面积将近三万平方米, 其中地下建筑面积为两千多平方米, 建筑高度为四十米, 地下两层, 地上十五层, 筏型混凝土基础, 内墙、外墙、梁柱是主体结构。根据相关勘察报告, 这个建筑物所处地区的地基为沉积层, 在粉质粘土层, 地基承载力特征值为180k Pa。
3 岩土勘察分析
这项建筑工程的层数较多, 荷载相当大, 对地基承载力的要求非常高。不论是建筑设计, 还是具体的建筑施工, 这其中的难度都要远远超过普通的建筑物地基处理的难度。假如将这桩建筑物的地基直接建在粉质粘土层上, 180k Pa的承载力是不能够满足其建筑设计的要求的。如果采用钻孔灌注桩, 虽然建筑场地的桩端持力层能够满足建筑设计的要求, 但是施工中会造成严重的泥浆污染。经过综合分析各个方面的因素, 本工程最终采用的是长螺旋钻管内泵压CFG桩, 在进行工程的设计时, 将CFG桩的桩端放在沙层中, 长达16~18m的桩长能够满足不仅能够满足建筑设计的要求, 而且场地土的承载力得到了非常好的发挥。CFG桩地基的设计需要确定桩长、桩径、桩间距、桩身强度, 以及褥垫层厚度一共五个参数。以设计方案为依托, 设计的CFG桩的桩长为16~18m, 桩径为400mm, 桩间距为3~5d, 桩身混凝土强度确定为C25, 褥垫层的厚度为300mm。
4 岩土工程地基处理的技术
4.1 施工机械
本工程使用的机械是两台履带式长螺旋钻机。
4.2 施工工艺
1) 测量定位。在岩土工程的地基处理中, 通常使用打孔灌石灰的方法来进行测量定位, 具体指先用Ф30的钢管进行300mm深的打孔, 然后将石灰粉灌到孔中, 最后把钢筋插进去。岩土工程的是施工中, 所有的桩孔都是一次性定位完成的。2) 钻机定位。在岩土工程的施工中, 钻机在还没有进入到场地之前, 要自自行踏勘场地的情况, 倘若场地的地基较软, 那么要适当增加支腿来进行接地处理。如果场地的坡度大于30度, 那么要用枕木进行施工, 钻机在工作时, 必须要保持平衡。3) 钻进成孔。在工程中, 要根据地层的变化和工作电流值合理调整钻进速度、钻压等, 通常采用的是间歇式的钻进方法, 钻进工作要在设计工作深度的标准上, 再加深30~60秒, 等到电流稳定了以后, 再进行桩长的确认, 以此满足各项要求以后, 再停止进钻。4) 混凝土搅拌。岩土工程施工中使用的混凝土主要是商品混凝土, 在施工的过程中, 必须要控制好混凝土的坍落度, 保证混凝土的质量。每一个桩灌完混凝土以后, 都要封顶, 以此来保护桩头。5) 如果在岩土工程地基处理中, 遇到了地下障碍, 使装位发生了偏移, 那么要及时处理, 在最短的时间内实现再次就位。同时, 如果混凝土泵送的过程中遇到了管道堵塞等异常情况, 也要及时进行有效的处理。
5 岩土工程地基处理施工中的质量控制
通过试验桩的实践证明, 适当增加试验桩的长度, 让桩端能够进入粉质粘土层, 不仅能够满足地基承载力的要求, 而且能够有效避免桩底土的扰动。在场地的局部桩端的持力层的的位置, 或者是沙层较厚的位置, 仍然要保持原桩端的持力层不发生变化, 而且在施工的过程中, 要尽可能地避免桩端进入沙层的深度多大的现象, 这样能够避免涌砂现象的出现, 保证了工程的质量。根据多年来的工程经验, 原桩底端的细沙中通常会含有含水层, 这种沙层是在一定的地下水压力的条件下形成的, 因此非常容易产生涌砂现象, 进而造成桩底虚空。这也正是造成单桩承载力不够的原因之一。所以, 钻探人员要严格控制钻探的速度, 在钻进预定的深度以后, 就要尽量的少钻, 当混凝土淹没了钻头一定的高度以后, 在进行提钻工作。同时, 提钻的速度要保持住, 既不能过快, 也不能过慢, 要密切注意泵送速度的匹配度, 防止沙层涌砂现象的发生。就工程施工场地的土质情况分析, 如果桩长的范围内存有一定的粉细砂层, 或者粉土层极度松散, 那么在采用长螺旋钻管内泵压CFG桩工艺进行施工的过程中, 就需要认真考虑在粉层中剪切液化时, 可能发生一定程度的窜孔现象。与此同时, 还能够选择跳打的方式, 通过提高钻进的速度, 减少对已经打好的桩能量的积累, 坚决杜绝发生窜孔现象。这项进行地基处理的岩土工程, 钻头要穿越细沙、卵石层, 最终将孔打在粉细砂层中, 这样的过程很容易倒是阀门打不开。因此要增加桩长, 尽量在中低压缩性的沙粒粉土层打孔, 以此能够有效避免阀门打不开的现象, 进而保证岩土工程地基处理的有效性, 提高工程的质量, 延长建筑的使用寿命。
6 总结
我国是一个幅员辽阔的国家, 各个地区的土质不尽相同, 而且国内还没有全面的地质研究系统, 缺乏对各地的地基进行相关指标的测试与试验, 因此, 岩土工程勘察的各项指标的正确应用有非常大的难度。在当前的建筑工程中, 工程的地基处理方案各式各样, 经常出现各种工程事故, 使得工程地基造价提高。所以, 科学合理的地基处理方法是提高工程质量的关键。
参考文献
[1]徐任华.CFG桩复合地基在高层建筑中的应用[J].广东建材, 2004.
[2]李海政.岩土工程地基加固处理方法探讨[J].技术与市场, 2011.
[3]苏永.探讨岩土工程勘察及地基处理技术[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2011.
关键词:岩土勘察;地基处理;要求;技术
1.地基处理技术的发展现状
我国的地基处理技术经历了两大阶段。第一阶段:50~60年代为起步应用阶段,这一时期大量的地基处理技术是从国外引进的,尤其是从前苏联引进的,广泛使用的是置换法等浅层处理方法,主要为砂石垫层、砂桩挤密、石灰桩、灰土桩、化学灌浆、重锤夯实、预压法等。第二阶段:70年代到今,为应用、发展、创新阶段。大批国外先进技术被引进,结合我国自身特点,初步形成了具有中国特色的地基处理技术及其支护体系,许多领域达到了国际领先水平。可以说我国的地基处理技术达到了一个较高的水准。
2.地基基础在岩土工程中的重要性
地基处理是指对建筑物和设备的基础下的受力层进行提高其强度和稳定性的强化处理。根据青冶工程(QYETC)技术人员的经验,地基处理一般是指用于改善支承建筑物的地基(土或岩石)的承载能力或抗渗能力所采取的工程技术措施。所以对建筑物的安全性和使用年限都是有着至关重要的作用的。
3.岩土工程的地基处理难点
3.1地质形态问题
结构差异比较大,风化程度、软弱程度、空洞、不明地下物等等,而不同的地区又有不同的地质结构。有岩土体和岩石风化程度的界面划分,地质构造和软弱结构面的判定,不良地质体的地质界面等。不明地下物体、空洞及其分布形态、埋藏位置和深度的确定的问题。
3.2岩土参数问题
难于取到原状岩土样和难于进行室、内外试验的岩土层即粗颗粒土、残积土和风化岩等,因此难于确定其岩土设计参数(承载力、变形指标等)。而那些埋藏较深,地质结构复杂而且又难以取到原状的岩土来说很多信息都是不确定的,例如土质松软,结构类型等。
3.3勘察技术人员的问题
一些勘察技术人员专业水平能力差,缺乏对各专业的野外和室内勘察原始资料的整理、分析、利用的能力,缺乏辨别真伪、补充印证、归纳总结的能力,缺乏建筑、结构设计各方面的知识,知识面单一,综合能力不强,常造成勘察的目的性不明确,所提供的资料不能满足设计的需要。
3.4技术限制
因为地球岩土构造的差异性比较大,全球地质灾害的影响,导致了许多新的问题出现,碰到重大项目和复杂工程时束手无策,还有大型、高层建筑需要有一定的抗震要求等,不知应采用何种技术方法和手段去解决所碰到的技术问题。要想解决这一问题就必须要有更先进的科学技术,而我国原有的技术相对滞后,先进的技术运用面比较窄。
4.地基处理方法
4.1建筑工程地基基础的设计
(1)扩展基础的计算。首先计算基础底面积,根据地基的承载力和变形来进行计算;其次,进行基础高度以及变阶处高度的计算,根据其剪切和冲切来计算和明确;最后进行基础底板配筋的计算,根据其抗弯能力来进行计算和明确。
(2)箱筏基础的设计:第一,箱形基础高度应该符合结构刚度和承载力的相关要求,箱形基础底板厚度应结合建筑工程结构的实际受力情况、防水要求以及整体的刚度。同时底板除了要进行正截面受弯承载力计算以外,还要促使其斜截面的受剪承载力满足施工要求。此外,箱形基础的底板还应符合冲切承载力的相关要求。第二,平板式的阀基板厚也应符合冲切承载力的有关要求,且对其柱边缘处的阀板所受的剪承载力进行验算。第三,梁板式的阀基底板板格也应符合冲切承载力的相关要求,同时还要验算底层柱下基础梁顶面局部所受的承载力。
(3)桩基础的设计。在进行桩基础设计时,针对桩基的受力特征和使用功能,计算桩基础的水平承载力和竖向承载力,以及桩身和承台的承载力。如果桩端持力层为粘性土、软弱土或者粉土的时候,应该对其沉降进行验算。此外,若桩基要穿越自重湿陷性黄土、比较厚和松散的填土以及欠固结土层进入到比较硬的土层时,应该考虑桩侧的负摩阻力。
4.2岩土工程地基具体处理方法
近些年来随着基建规模的日益扩大,建筑用地资源日趋紧张,为了充分、有效、科学、合理地利用土地资源,建设者们开始考虑采用合适的地基处理技术对一些软弱天然地基进行处理施工,以克服软弱地基出现的变形、强度差、不稳定等问题,对其进行人工加固,以满足建筑物对地基的要求。按照加固原理的不同,可以对地基处理方法进行分类。
(1)换土垫层法
当建筑物基础下的持力层比较软弱,不能满足上部荷载对地基的要求时,常采用换土回填法来处理。施工时先将基础以下一定深度、宽度范围内的软土层挖去,然后回填强度较大的砂、石或灰土等,并夯至密实。换土回填按其材料分为砂地基、砂石地基、灰土地基等。根据所用土料的不同,垫层主要有素土垫层,砂垫层,碎石垫层(粒径不大于50mm),灰土垫层等类型。换土垫层法的施工步骤是先挖运原软弱土,清净基坑水土,再回填砂石,并逐层振压碾实。
(2)预压法
预压法指的是为提高软弱地基的承载力和减少构造物建成后的沉降量,预先在拟建构造物的地基上施加一定静荷载,使地基土压密后再将荷载卸除的压实方法。对软土地基预先加压,使大部分沉降在预压过程中完成,相应地提高了地基强度。预压法适用于淤泥质粘土、淤泥与人工冲填土等软弱地基。预压的方法有堆载预压和真空预压两种。施工时,根据地面沉降和土中孔隙水压力的消散情况,对预压加以控制。这种方法适用于软黏土、粉土、杂填土等。
(3)高压喷射注桨法
高压旋喷注浆法是在化学注浆法的基础上发展起来的。高压喷射注浆就是利用钻机钻孔,把带有喷嘴的注浆管插至土层的预定位置后,以高压设备使浆液成为2Mpa以上的高压射流,从喷嘴中喷射出来冲击破坏土体,与浆液搅拌混合,并按一定的浆土比例有规律地重新排列。浆液凝固后,便在土中形成一个固结体与桩间土一起构成复合地基,从而提高地基承载力,减少地基的变形,达到地基加固的目的。
(4)强夯法
强夯法是利用质量8t-10t的重锤从10-20m高度自由下落来夯实土体,夯击土体产生很大冲击能,在地基中产生冲击波和很大动应力,密实土体,从而提高土的强度,降低压缩性。该方法施工简单,加固效果好,对于处理砂性土、非饱和黏性土及杂填土地基效果较好,对非饱和的黏性土地基,一般采用连续夯击或分遍间歇夯击的方法。但它也存在诸多缺点,比如施工噪声大震动大,对周边现有建筑物影响较大,一般不适用于房屋密集区。
(5)振冲法
振冲法又称振动水冲法,是以起重机吊起振冲器,启动潜水电机带动偏心块,使振动器产生高频振动,同时起动水泵,通过喷嘴喷射高压水流,在边振边冲的共同作用下,将振动器沉到土中的预定深度,经清孔后,从地面向孔内逐段填入碎石,使其在振动作用下被挤密实,达到要求的密实度后即可提升振动器,如此反复直至地面,在地基中形成一个大直径的密实桩体与原地基构成复合地基,提高地基承载力,减少沉降,是一种快速、经济有效的加固方法。
5.结语
水泥粉煤灰碎石桩的应用在很大程度上保证了水利工程建设的质量,它以自身粘结度高的优势被广泛应用于水利工程建设中,主要是将水泥、粉煤灰及碎石等材料相互搅拌复合的一种地基形式,这样不仅仅可以增加建筑物的抗压能力,更能对地基起到加固的作用,下面进行详细的分析与阐释,具体如下:
3.1.1 对地基上有一定的挤密作用。对于松弛的土质而言,它们不仅颗粒小且土质分散,难以集中,这就导致地基土与土之间的空隙较大,承载力极其弱。其中也会随着水量的逐渐增大而出现流动等现象,为了有效改善土质,从物理学角度而言,增加其密度是极其重要的,故此利用水泥、粉煤灰及碎石等材料来提供土质的密度,并取得了较好的效果。
3.1.2 桩体的排水作用。水泥粉煤灰碎石桩复合地基在成桩前期,由于桩孔内和周边填充了过滤性很好的粗颗粒,形成了渗透性比较好的.通道,对于防止振冲产生的超孔隙水压力升高的问题,还能提高地基排水速度,它不仅不会降低桩体强度,还能使土体强度增强。
3.1.3 桩的预震效应。水泥粉煤灰碎石桩复合地基成桩时,振冲器加速激振土体,不仅能提高相对密实度,而且还能有很强的预震作用,有效增强了砂土的抗液化能力。
3.1.4 桩的置换作用。水泥粉煤灰碎石桩是水泥经过水解和水化反应及其与粉煤灰的凝硬反应,生成了一种不能溶于水的结晶化合物,它不仅增强了桩体的抗剪强度,而且还提高了变形模量,因此,在载荷的作用之下,水泥粉煤灰碎石桩的压缩性要小于桩间土的压缩性。地基的附加应力,跟随地层的变形将其压力集中到了桩体上,而大部分的压力是由桩周和桩端来承载,桩间的应力就减少了,所以,符合地基的承载力有显著的增加。
3.2 预应力管桩
预应力混凝土管桩主要分为先张法、后张法预应力管桩。其中,先张法预应管桩是应用的先张法预应力的工艺和离心成型法制作而成的空心筒体细长混凝土预制构件,先张法预应管桩是由圆筒形的桩身、端头板及其钢套箍三个部分。我国目前常用的管桩沉桩的方式主要是:锤击法、静压、震动、预钻孔法等,其中,静压法是被工程上最常采用的方法之一。打桩的时候震动很大、噪音也很大,影响了居民生活,所以目前我国启用了大吨位的静力压装机,静力压桩机分为顶压式和抱压式两种,其中,抱压式是依靠摩擦力大于阻力的原理工作的,一般情况下,静力压桩机的最大压桩力为5000~6000KN,甚至可以将直径50~600mm的预应力管桩压到持力层,推动了预应力管桩在工程上的使用。预应力混凝土管桩常用的使用方法是分为捶击法和静压法两种。捶击法沉桩是优点是速度快、质量高,静压管桩施工法是通过压装机的自身重量及配重的重量,经过科学的压梁,用管桩侧面夹子夹住管桩,然后将其压入土中。预应力管桩施工结束之后,要检查管桩,工程上常用桩基高应变法和低应变法两种方式对单桩的承载力进行监测,影响预热力管桩承载力的因素有桩端极限阻力和极限侧摩擦力。目前,水利工程中基础处理方法就是预应力管桩,尤其沿海地带应用广泛,保障了水利工程管桩基础处理的质量,还为整体工程的安全性提供可很大的保障。
4 水利工程施工中软土地基处理技术简介
水利工程软土地基处理技术是比较常用的一种地基处理技术,在水利工程建设中是不容忽视的一项技术,从某种程度上来讲,软土地基施工技术的好坏将直接影响水利工程建设的质量及使用寿命。软土地基具有其自身的发展特点:承载力差、含水量高、渗透性也较强,对土质结构中的土壤变化及空隙大小有着极其明显的影响。这就导致处理软土地基的施工技术难度增大,但依据需要处理的方式也比较多,但最为主要的则是砂与砂之间的换土技术,就是通过对软土地基进行更换土质,大大增加其稳定性,提高材料的抗压能力,然后再采用深层搅拌技术,将材料进行固化,这种方式的搅拌提供了软土地基的硬度,加固了地基的稳定性。此外,还用一种方法是比较常用的,则是排水固定法,顾名思义就将软土地基多余的水大量排出,从而加固软土地基的强度。
5 结束语
即把一定深度范围内的断层和破碎风化岩层清理干净,直到新鲜岩基,再回填混凝土。若断层破碎带需要处理的深度太大,为克服深层开挖的困难,应采用大直径钻头钻孔到需要深度再回填混凝土;或开挖一层回填一层,在回填的混凝土中预留竖井或斜井,作为继续下挖的通道,直到预定深度为止。对贯通坝址上、下游的宽而深的断层破碎带或深厚覆盖层的河床深槽,处理时,要解决地基的承载能力,同时,又要截断渗流通道。在这种情况下,为解决承载力问题,可采用支承拱的办法,把上部结构的荷载通过横跨断层和深槽的支承拱,传到两侧坚固的岩层中,防止深槽开挖的困难。为截断渗流通道,要修筑截水槽或防渗墙,在需要时,也可辅以深孔帷幕灌浆。
2水利工程软弱夹层的处理技术措施和方法
软弱夹层是指基岩层面之间或裂隙面中间强度较低已泥化或易于泥化的夹层,受到上部结构荷载作用后,很可能出现沉陷变形和滑动变形。软弱夹层的处理方法,视夹层产状和地基的受力条件确定。对陡倾角夹层,若未和库水位相通,处理它主要是解决承载力问题,可以采用开挖和回填混凝土的办法进行处理。若夹层和库水位相通,除对坝基范围内的夹层进行开挖处理外,还要在夹层上游库水位入口处进行封闭处理,切断库水进入夹层的通道。对缓倾角夹层,尤其是倾向下游的泥化夹层,因其层面的抗剪强度很低,处理是为了提高地基的抗滑稳定能力。若夹层不深,开挖工程量较小,要全部挖除。如果夹层埋深较大,或夹层上部有足够厚度的支撑岩体,能够维持基岩的深层抗滑稳定,则可以考虑只挖除坝体上游部位的夹层,并进行封闭处理。若夹层埋藏较深,并且没有深层滑动的危险,处理主要是为了加固地基,应采用灌浆方法进行处理。
3岩溶处理的技术措施和方法
岩溶是可溶性岩层长期受地表水或地下水的溶蚀和溶滤作用后产生的一种自然现象。处理岩溶的主要目的是避免发生渗漏,确保蓄水,提高坝基的承载能力,进而确保大坝的安全稳定。对岩溶的处理可采取堵、铺、截、围、导、灌等措施。堵就是堵塞漏水的洞眼;铺就是在漏水的地段做铺盖;截就是修筑截水墙;围就是将间歇泉、落水洞等围住,使之与库水隔开;导就是将建筑物下游的泉水导出建筑物以外;灌就是进行固结灌浆和帷幕灌浆。
4工程的基岩锚固技术措施与方法
锚固技术由于效果可靠,施工方便,经济合理等优点,在水利工程中广泛使用。在水利工程中,利用锚固技术可以解决以下几方面的问题。a.高边坡开挖时锚固边坡;b.坝基、岸坡抗滑稳定加固;c.锚固建筑物,改善受力条件提高抗震性能;d.大型洞室支护加固;e.混凝土建筑物的裂缝和缺陷修补锚固;f.大坝加高加固。
5结束语
水利工程施工中的岩石地基处理,根据当地的岩石地基地质情况,注意有针对性,统筹采取科学合理有效的措施和方法,以确保水利工程的质量和安全。
摘要:地基是水利水电工程施工中最为重要的一个环节,基于此,本文针对水利水电地基工程施工技术进行了简要分析,以期为相关工作人员提供参考,实现水利水电工程的良好运行。
关键词:水利水电;基础工程;施工技术
1引言
地基的稳固程度对于水利工程的运行安全有着十分重要的影响,然而在实际工程中,部分单位对于地基施工不够重视,导致其存在严重的质量隐患,直接影响到水利建筑的施工寿命与运行可靠性。
2水利水电工程地基施工概述
地基即是指承托建筑物基础的这一部分很小的场地。而基础即是指建筑物向地基传递荷载的下部结构,该结构具有承上启下作用。现阶段建筑物地基中主要面临四大问题:①强度和稳定性;②变形问题;③渗漏问题;④液化问题。而在水工建筑物中对地基进行处理目的主要是为了有效解决上述问题,而在水利水电地基工程中,主要的处理的对象则是软弱地基和特殊土地基。软土地基即是指强度较低,但压缩性却极高的软弱土层,压缩层按照其特征分,可以分为五类:①淤泥;②软粘性土;③淤泥质土;④泥炭土质;⑤泥炭。软土地基具有以下特性:①孔隙比以及天然的含水量较大。我国的软土的天然空隙比e通常在1~2之间,而软土中淤泥以及淤泥质土含水量W通常介于50~70%之间,最高能够达到200%,远远超过最大的液限。②压缩性较高。我国软土中的淤泥以及淤泥质土的压缩系数a通常介于1~2之间,且大于0.5MPa-1,在该地基上建造建筑物会出现较大的沉降,且沉降不够均匀,从而损坏建筑物的结构,使其发生开裂。③透水性较差。虽然软土的含水量较高,但透水性却很差,当渗透系数k不超过1(mm/d)时,透水性就十分的差。所以,当软土在承受了较强的荷载后,空隙的水压会增高,地基的压实密度以及结构的性能都会受到影响。④抗剪强度较低。一般来说,软土会呈现出由软塑-流塑的状态,当软土受到外部荷载作用后,其抗剪性就会变差,通常我国软土的抗剪强度不超过30kN/m2,如果土层自身就拥有排水出路时,其内部的摩擦角几乎为零,其受到的有效压力也就越大,固结速度越快。反之,如果土层内部含有较好的排水出路,荷载越大,强度则越小。特殊土地基主要包括湿陷性黄土、膨胀土、红粘土、冻土等。这些土结构的承载能力较低,通常每平方米小于50kN,难以达到水工建筑的地基施工的设计要求,若此种土质在路基填土或者桥涵构造物基础中出现时,更难以达到所规定的压实度值,所以更要对其进行处理。为了确保地基施工能够为建筑物提供较为稳定的支撑,保证整个水利水电施工的质量,必须对天然地基的基础进行勘察、分析,选择合适的地基处理技术,确保地基质量达标后,方可开始后续工程施工。
3水利水电地基施工技术分析
3.1水利水电地基施工准备工作
水利水电地基施工一般从两个方面开始施工。(1)利用从线到面的方式进行浅基础的施工,首先要对施工的大致范围有个了解,制造出一条具有分割作用的线条,再逐渐扩大施工的面积,施工时要考虑到水位下降问题以及适当的增加排水系统,按照施工地的地质条件并有效结合先前的施工方式,寻找最为合适的保护建筑结构的施工方式,对其进行有效的预防,便于其能够更好的投入使用。(2)由于地基能够对建筑的上层进行支撑,所以对于其强度以及面积的要求很高,要对地基基础进行综合的考察,主要考察内容如下:①地基是否具备耐久韧性;②地基是否具备较好的抗水侵蚀性;③地基是否具备足够的抗化学腐蚀性;④地基是否具有较强的抗低温能力。此外,尽管允许地基发生变形,但变形程度要控制在一定的范围内。
3.2水利水电地基的主要施工技术
(1)排水固结法为了有效解决淤泥软粘土的地基沉降的问题,则可以使用排水固结法,有效报纸淤泥软黏土的地基稳定,排水固结主要由加压系统和排水系统两部分构成。其原理主要在于对极限平衡区的发展范围进行控制,在路堤的两侧进行填筑。(2)焕土垫层法如果淤泥土层厚度较小,则需要将不符合相关设计要求的淤土质进行置换,通常回填的材料有五种类型即:砂垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层以及土垫层等。也可以使用机械对地基进行碾压处理,处理的深度为2~3m。此方法通常适用于基坑面积较宽、开挖土方量较大的回填土方工程。(3)强夯法利用强夯法能够提高地基的承载能力,减少地基变形的程度。通常利用将80kN夯锤起吊至6~30m的高度,锤发生自由落体运动时能够有效的对土质进行夯实。此方法比较适用于那些厚度小的淤泥以及淤泥质土地基,比如河流冲积层、滨海沉积层,或者由黄土、粉土等地基,使用强夯法能够对施工现场的适应性有所确定。(4)旋喷法旋喷法一般用来开展地基防渗施工,在土层的预定浓度中装置好旋喷机具自带的特殊喷嘴的注浆管,而后对进行提神,使得喷嘴能够按照一定的速度进行旋转,旋转过程中产生较高的压力,高压会迫使水泥的固化浆液跟土体发生混合后,凝固并硬化成桩,合成的桩跟被加固的土体比起来,强度更大,压缩性更小,防渗的效果也就更好。(5)振动水冲法振冲法是利用振冲器,在受到振动以及冲击荷载的共同作用下,地基会先成孔,并在孔内填入较多的砂、碎石等材料,并分层对其进行振实或者夯实,这样一来,地基就能够得到很好的加固。(6)土工合成材料加筋加固法此方法是在提防的地基表面平铺一些合成材料,以便加大地基的表面,使得堤防荷载能够均匀的分散到地基中。一旦地基出现塑性剪切破坏时,地基表面上平铺的土工合成材料能够阻止面形遭到破坏,或者减少破坏的范围,最终能够提高地基的承载力。(7)预压砂井法此方法:①在排水系统以及加压系统的共同配合作用下,有效的排出基土中的孔隙水,增加土基的.有效应力,使其实现硬化固结的目的,通常是先清除掉加固范围内的植被以及表土,并将砂垫层平铺在地基上。②将塑料排水板插入砂垫层中,布置水管要横向布置,以便能够对地基的排水条件进行改善。③将密封膜铺设在砂垫层上部,并用真空泵抽出密封膜内的地基气压,要求地基气压超过80kPa。利用此方法进行地基加固时,耗费的时间长,抽真空的范围也有限,因而该方法更适用于那些施工工期较短,要求较高的淤泥或者淤泥质土的地基处理。(8)堤身自重挤淤法此方法原理在于不断提高堤身的自重,将处于流塑装药的淤泥或者淤泥质土向外挤出,并在堤身自重的作用下充分的消散掉淤泥或者淤泥质土中的空隙水压力,使得土质的有效应力有所增加,最终能够有效提高地基的抗剪强度。为了防止挤淤过程中出现沉陷不均匀的问题,要减缓堤坡、降低填筑堤身的速度,并分期对堤身进行加高。此方法具有节约投资的优点,但施工工期较长,因而更适用于那些地基呈现流塑态的淤泥或者淤泥质土,且施工工期不太紧凑的地基施工。
4结语
总之,现代社会背景下,水利水电施工单位要紧跟时代的步伐,不断提高自身的施工技术实力,严格遵循地基工程施工的相关要求,有针对的做好地基处理工作,在提升地基工程质量的同时,提高建筑工程的整体施工质量,从而有效提高施工单位的市场竞争力以及适应力,促进施工企业的可持续的发展。
参考文献
[1]林桌礼.关于水利水电地基工程施工技术的分析[J].科技与企业,(15):256.
[2]贾宏伟.水利水电工程施工中有关不良地基处理技术[J].中华建设,(07):156~157.
[3]梁硕秋.水利水电地基工程施工技术探讨[J].中国新技术新产品,(13):61.
1 岩土工程中软土地基
地基是整个工程的重要基础,地基结构的稳定性直接关系到整个工程的质量。软土地基由于含水量较大、压缩系数高,所以达不到工程设计的强度要求。如果不经过处理,在施工中会出现固结沉降、瞬时沉降以及次固结沉降等危害,不仅会影响到施工进度,增加施工成本,而且会对周围构筑物的稳定性产生一定的影响。为了避免这种现象的发生,在地基施工之前,应该进行详细的地质勘察,了解软土层的分布情况以及主要成分和特征,然后制定出适宜的加固处理方法,提高地基结构稳定性。
2 岩土工程软土地基的处理方法
2.1 换填加固法
换填加固法是地基加固处理中比较简单而常用的方法,主要是利用具有良好性质的土替换不良性质的软土,从而提高地基结构的稳定性。换填加固法有两种施工方式,开挖换填和强制挤出换填。
在开挖换填加固处理中,根据岩土工程中地基的土质状况选择全部开挖还是部分开挖,如果不良地基的厚度达到3米,则需要进行全部开挖,将不良地基土全部挖除,替换成性质良好的土。如果仅是表层土质不良,则采用部分开挖即可,将表层的不良土质替换成工程性质优良用土,改善地基土质的性状。
强制换填加固法有两种形式,一种是利用路基土自身的重力将不良软土从地基中强制性挤出,另一种是在软土中加入炸药,利用爆破的力量将软弱土挤出地基。这两种方法在使用时具有很大的影响力,第一种重力法实施时会影响到地基周围的土质结构,第二种爆破法所产生的震动,会对周围的环境造成不良影响。所以在采用强制换填加固法时应该谨慎考虑,根据实际情况需求而决定是否采用。
2.2 砂垫层加固法
砂垫层加固法是在软弱地基的上层铺设0.5~1.2m的薄砂层,通常称之为砂垫层。砂垫层的最好是选用排水性能比较好的砂砾作为砂垫层材料,以便保证路基排水所需的排水性能。砂垫层的主要作用是作为地基内的排水层来降低地基内的水位或者减少路堤的含水量。
2.3 反压护道加固法
当地基的填筑高度(道路工程)作处理时的容许安全高度大时,地基可能会发生滑动破坏,在这个时候就可以采用反压护道加固方法,这是可以在道路路基的两边修筑具有一定高度的护道,然后利用护道自身的重力来增加路堤的稳定的力矩,以便用来与路堤的滑动力矩相平衡。这种方法虽然效果比较好,但是需要用大量的填料,而且还占用大量的土地,所以在土地资源与填料资源都十分丰富的情况下利用这种方法比较合适。
2.4 堆载预压加固法
堆载预压加固法的操作原理是在进行地基填筑时,使地基的实际填筑高度比工程设计高度高,然后利用超出部分地基的重力作用对地基进行堆载预压,从而让下部地基的固结速度加快,让地基的沉降量达到设计的要求;或者是采用砂袋在地基上面进行加载,可以达到同样的效果。
采用堆载预压加固方法处治地基是为了控制地基的剩的余沉降量,将其控制在容许的合理范围之内。所以在进行堆载预压加固之前要弄清楚地基的剩余沉降量以及地基软土的沉降量随着时间变化的规律,根据需要控制的沉降量与地基沉降规律来确定堆载的填料的重量。在进行堆载时还要考虑土基的稳定状况,不能对地基的承载强度造成破坏。在选用堆载的填料时,应当选用那些堆载结束以后能够应用在邻近工程中的填料,以达到环保和节约的目的。
2.5 竖向排水固结法
竖向排水固结法的目的是加快软弱地基中水分的排出速度,当地基的软土层比较厚而软土的渗水系数比较小时,软土内的水分就不容易排出,软土的自然固结速度很慢,固结时间会很长。实践证明比较有效的方法是在软土地基中加入排水通道,竖向排水固结法的具体操作方法是在软土地基内设置竖向的排水通道,这样就能让软土地基内的水分能够以最短的距离到达土基表面,能够迅速排出地基内的水分,达到加速土基固结的目的,排水通道通道采用的材料是沙砾或者是排水板。竖向排水固结方法通常与堆载预压法或者是分阶段施工法配合使用,这种固结方法对于比较厚的粘土土质的处理效果比较好,对于地基中有泥炭质土或者砂层土的处治效果不是很好。
2.6 挤密桩固结法
挤密砂桩固结法主要是利用螺旋式钻在软土地基中钻成桩体腔,然后将石灰、粉煤灰以及水泥等物质灌入到桩体内,这些物质都具有较强的吸水性,所以会吸收软土地基中的部分水分,从而降低软土地基的含水量。挤密砂桩的作用就是在桩体周围加快软土的固结速度,提高软土地基的密实性,降低含水量,最终提高地基结构稳定性。在挤密砂桩施工时,应该根据不良软土的特点以及灌注的物质,合理控制桩体的直径和桩与桩之间的距离,保证软土地基固结的速度。
结束语
在岩土工程施工中,会遇到各种不同的土质,而对于有些不良地基类型,由于土质的工程性质不符合设计标准的要求,无法满足地基结构的承载力,所以需要进行加固处理。软土地基就是岩土工程中不良地基的常见类型,对于软土地基的加固处理需要根据现场的实际情况而有针对性的采取加固方法。在土质的工程性质比较复杂的情况下,可以采取多种加固手段,以达到改善地基土质,提高地基结构稳定性的目的。在岩土工程地基加固处理过程中,在选择加固处理方法后,应该进行严密的总体规划,每个步骤都应该严格按照规范要求的标准执行,切实保证加固质量。
参考文献
[1]马婷婷,魏久平,艾大利.岩土工程地基加固技术分析[J].学园,2014-3-25.
[2]郑瑞荣.岩土工程地基加固处理方法探讨[J].科技与企业,2012-5-22.
关键词:房屋建筑工程;软地基;处理
中图分类号:TU753文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2012)09-0067-02
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。
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,从而得到平均的荷载值,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。
1软地基处理设计
软地基处理设计时,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。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。
2常用地基处理方法
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。
2.1换填垫层法
换填垫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。
2.2强夯法
强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、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、流塑的黏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,对饱和黏性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。
2.3砂石桩法
砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、黏性土、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,对饱和黏土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理,使砂石桩与软黏土构成复合地基,加速软土的排水固结,提高地基承载力。
2.4振冲法
振冲法分为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、粉质黏土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水、抗剪强度不小于20 kPa的黏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。
2.5水泥土搅拌法
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、黏性土、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的黏土,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时不宜采用此法。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140 kPa的黏性土和粉土地基中的应用有一定难度。
2.6高压喷射注浆法
高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、黏性土、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30 m。
3结束语
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。
参考文献:
[1]叶书麟.地基处理[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[2]陈希哲.土力学地基基础[M].北京:清华大学出版社,2004.
(编辑:尤俊丽)
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