軟土地基基礎(chǔ)設(shè)計與探究
論文關(guān)鍵詞：軟土地基基礎(chǔ) 設(shè)計 處理方法
論文摘要：防止地基不均勻沉降對建筑物的危害，是軟土地基房屋設(shè)計的一個十分重要的問題。軟土地基礎(chǔ)設(shè)計實用方法與要點結(jié)合工程實踐，對存在軟土地基時的基礎(chǔ)設(shè)計時應(yīng)采取的措施和注意事項進(jìn)行了分析。結(jié)合工程實踐，對存在軟土地基時的基礎(chǔ)形式、設(shè)計時應(yīng)采取的措施和注意事項進(jìn)行了分析。
引言
軟土地基一般是指抗剪強(qiáng)度較低、壓縮性較高以及具有其它不良性質(zhì)的地基土，如天然的淤泥與淤泥質(zhì)土。軟土地基上的房屋及其地基基礎(chǔ)設(shè)計，應(yīng)充分考慮軟土地基的變形特征，防止其對建筑物的危害。過大的均勻沉降雖然也會嚴(yán)重影響建筑物的使用和外觀，但從結(jié)構(gòu)安全的角度看不致有什么影響，而不均勻沉必將使建筑物發(fā)生裂縫、扭曲或傾斜。影響其使用和安全，嚴(yán)童時甚至倒塌破壞。
近十幾年來，我國基本建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，其建設(shè)規(guī)模從速度前所未有，因而在諸如建筑、水利、國防、交通和鐵道等土木工程建設(shè)中，愈來愈多地遇到大量而復(fù)雜的不良地基及地基處理問題，地基處理日益得到人們重視。地基基礎(chǔ)設(shè)計與施工是否恰當(dāng)關(guān)系到整個工程質(zhì)量、進(jìn)度和投資，合理地選擇地基設(shè)計方法，做好基礎(chǔ)施工中的質(zhì)量控制是降低造價的重要途徑之一。
1、基本設(shè)計原則與要求
1。1基本技術(shù)要求
軟土工程設(shè)計應(yīng)以最少的投資，最短的工期，達(dá)到設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)安全運(yùn)行，并滿足所有的預(yù)定功能要求，即包括三個方面：（1）預(yù)定功能要求；（2）安全性和耐久件要求；（3）投資和工期的經(jīng)濟(jì)性要求。
1。2注意場地條件，防治災(zāi)害應(yīng)充分搜集場地的地形、地質(zhì)、水文、水文地質(zhì)等資料，作為設(shè)計的依據(jù)。場地可能的自然災(zāi)害，如暴雨、洪水、地震、滑坡、泥石流等；由于工程建設(shè)引起的災(zāi)害，如采空塌陷、抽水塌陷、邊坡失穩(wěn)、管涌、交水等；均應(yīng)在堪察、預(yù)測和評價的基礎(chǔ)上，采取有效防治措施。
1。3合理選用巖土參數(shù)選用巖土參數(shù)時，應(yīng)注意其非均質(zhì)性與參數(shù)測定方法、測定條件與工程原型之間的差異、參數(shù)隨時間和環(huán)境的改變，以及出于工程建設(shè)而可能產(chǎn)生的變化等。由于土體參數(shù)是隨機(jī)變量與模糊量，故在劃分工程地質(zhì)單元的基礎(chǔ)上，應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)計分析，算出各項參數(shù)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)；確定其特征值和設(shè)計值。在選定測試方法時，應(yīng)注意其適用性。
1。4定性分析與定量分析結(jié)合定性分析是巖土工程分析的首要步驟和定量分析的基礎(chǔ)。對于下列問題一般只作定性分析：（1）工程選址和場地適宜件評價；（2）場地地質(zhì)背景和地質(zhì)穩(wěn)定性評價；（3）土體性質(zhì)的直觀鑒定。定量分析可采用解析法、圖解法或數(shù)值法性。考慮安全儲備時，可用定值法或概率法。都應(yīng)有足夠的安全儲備以保證工程的可靠定性分析和定量分析，都市在詳細(xì)占有資料的基礎(chǔ)上，運(yùn)用較為成熟的理論和類似工程的經(jīng)驗，進(jìn)行論證，并宜提出多個方案進(jìn)行比較。
2、軟土地基的設(shè)計常用處理方法 2。1強(qiáng)夯法處理。強(qiáng)夯法是利用重錘自由落下的巨大沖力能所產(chǎn)生地沖擊波反復(fù)夯擊地基土，將夯面以下一定深度地土層夯實，以提高地基的承載力和土體的穩(wěn)定性，降低壓縮性。強(qiáng)夯置換和強(qiáng)夯擠密在加固機(jī)理上是不同的，應(yīng)用范圍也不相同。強(qiáng)夯擠密法常用來加固碎石土、砂土、低飽和度的新性土、素填土、雜填土、濕陷性黃土等各類地基。對于飽和度較高的粘性土等地基，如有工程經(jīng)驗或試驗證明采用強(qiáng)夯法有加固效果的也可采用。通常認(rèn)為強(qiáng)夯擠密法只適用于塑性指數(shù)小于10的土。對于設(shè)置有豎向排水系統(tǒng)的軟粘土地基，是否適用強(qiáng)夯法處理目前尚有不同看法。強(qiáng)夯置換施工前，應(yīng)在施工現(xiàn)場有代表性的場地上選取一個或幾個試驗區(qū)，進(jìn)行試夯或試驗性施工。試驗區(qū)數(shù)量應(yīng)根據(jù)建筑場地復(fù)雜程度、建筑規(guī)模及建筑類型確定。對于一般的軟土地基加固有著良好的效果�，F(xiàn)在常用的強(qiáng)夯技術(shù)加固軟土地基的方法有：擠密碎石樁加夯法、砂樁加夯法、真空/堆載預(yù)壓加強(qiáng)夯、強(qiáng)夯碎石墩。
2。2粉煤灰應(yīng)用法。
粉煤灰具有容量小，滲透性好，有較高的靜力抗剪強(qiáng)度，較低的壓縮性，與石灰等堿性物質(zhì)產(chǎn)生水化反應(yīng)后產(chǎn)生凝硬性。根據(jù)軟土地基存在的弱點，利用粉煤灰可處理軟土地基。粉煤灰應(yīng)用的主要有二灰樁，粉煤灰混凝土樁，粉煤灰固結(jié)樁等，與土體形成復(fù)合地基加固深層軟土地基。
2。2。1二灰樁法。（1）以粉煤灰為主的二灰樁，主要是對軟土地基產(chǎn)生擠密和置換作用。用于軟土地基加固時，使復(fù)合地基承載力較天然地基承載力提高了142%，樁間土承載力提高了46%。（2）以石灰為主的石灰—粉煤灰樁，配比為粉煤灰：生石灰=3：7—1：9，主要對地基產(chǎn)生置換，成孔擠密，膨脹擠密，脫水?dāng)D密和膠凝作用。
2。2。2粉煤灰固結(jié)樁。在軟土地基中采用粉煤灰固結(jié)樁，具有成型可靠，形狀任意選擇，造價低廉，改良地基的效果好，抗變形能力強(qiáng)，樁體密實度高等優(yōu)點。粉煤灰固結(jié)樁由粉煤灰，石膏，水泥加水而成，加壓注入尼龍袋中，擠密周圍土體，必要注漿管可上下反復(fù)二次壓漿，尼龍袋具有模板，過濾脫水，加壓和增強(qiáng)等作用，由于灌注加壓排水措施，尼龍袋微孔在灰漿向外滲出的過程中，水只能向外滲，并被隔離在袋外，形成固結(jié)硬化均勻的樁體。
2。2。3粉煤灰混凝土樁。粉煤灰混凝土樁由粉煤灰，碎石，中粗砂和水泥組成，在軟土地區(qū)采用鉆孔壓漿工藝施工粉煤灰混凝土樁時，必須使混凝土的塌落度達(dá)到140—180mm，且碎石最大粒徑為1—3cm，為保證樁身強(qiáng)度和降低成本，摻入35%—45%中粗砂作為細(xì)骨料。粉煤灰樁和樁間土一起通過鋪設(shè)在其上的褥墊層形成復(fù)合地基，其承載力的提高具有很大的可調(diào)性，沉降變形小，造價低。加入粉煤灰后，使樁體具有明顯的后期強(qiáng)度。根據(jù)其樁身強(qiáng)度較高的特點，在軟土地基中采用就可得到更高的承載力。
2。3、水泥土粉噴樁法。粉噴樁與周圍的土體形成復(fù)合地基，與土體結(jié)合緊密，承載能力較大，其樁體上存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，大部分荷載由樁體承擔(dān)，樁間土上的應(yīng)力相應(yīng)的減少，使復(fù)合地基承載力較原土層有所提高，沉降量有所降低。采用該法加固軟土地基時，水泥粉具有較大的吸水，發(fā)熱和膨脹作用，對樁間土起到一定的加固作用，同樣提高復(fù)合地基的強(qiáng)度。
在利用水泥土粉噴樁加固軟土地基時，需考慮各種因素對加固強(qiáng)度的影響：①要以水泥粉為加固料，其強(qiáng)度最高;②攪拌時間為2min時就可以達(dá)到最佳的攪拌效果，若攪拌時間太長，強(qiáng)度會有所降低，若攪拌的時間未達(dá)到2min時，強(qiáng)度會很低;③置換率越高，強(qiáng)度越高，而隨著齡期的增加，強(qiáng)度大致呈線性增加;④當(dāng)含水量為某值時，樁體的強(qiáng)度達(dá)到最高，一般樁體的需水量為4kg/m。
2。4、渣土樁法。在加固過程中，由于重錘的沖擊能造成一系列壓縮波，使土體內(nèi)出現(xiàn)排水網(wǎng)絡(luò)，土的滲透性驟然增大，孔隙水迅速排出，孔隙壓力很快消散，從而產(chǎn)生瞬時沉降，使土體壓密，強(qiáng)度提高;同時重錘的沖擊作用使填料向夯擊方向和側(cè)向擠密，從而對其周圍的土體產(chǎn)生擠密加固作用，形成一個自內(nèi)向外的擠密圈。在擠密過程中，周圍土體的孔隙水壓力隨之增高，形成超靜孔隙水壓力。根據(jù)巴倫固結(jié)原理因為固結(jié)時間與排水距離的平方成正比，所以，增加排水途徑，縮短排水距離，才能加速軟土固結(jié)，提高地基承載力。加固柱體本身與軟基有不同強(qiáng)度，它既是軟土固結(jié)的排水體，又是基礎(chǔ)的渣土樁。渣土樁和擠密后的地基tu共同組成復(fù)合地基，從而提高地基強(qiáng)度并減小地基變形。
2。5、排水固結(jié)法。排水固結(jié)法是由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分共同組合而成的* 排水系統(tǒng)通常有普通砂并、袋裝砂井和塑料排水帶等；加壓系統(tǒng)通常有堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法、降低地下水位法、電滲法和聯(lián)合法。近幾年來，排水系統(tǒng)采用塑料排水帶和袋裝砂井較多，加壓系統(tǒng)采用堆載預(yù)壓和真空須壓法較多，也有采用真空加堆載聯(lián)合頂壓法，以及利用建筑自重加載法。
2。6、復(fù)合地基處理法。復(fù)合地基是用專門機(jī)械將固化劑、水泥、石灰或摻加粉煤灰單一的或混合物噴出后，在地基深處就地與軟土強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土間發(fā)生的一系列物理化學(xué)作用，在原地基中形成強(qiáng)度、剛度較大的加固樁體，同時也使樁周土體性質(zhì)得到改善，使樁體與樁間土體形成復(fù)合地基共同承擔(dān)外部荷載，可實現(xiàn)穩(wěn)定條件下的快速填土。這些加固土樁，不考慮加固土樁加快地基的排水固結(jié)速度和對地基的擠密作用，僅考慮樁的置換作用、應(yīng)力集中效應(yīng)，進(jìn)而減少總沉降量。加固土樁按施工劃分有拌和法和粉噴法。
3、結(jié)束語 毫無疑問，任何一個建筑物都需要好的地基基礎(chǔ)，尤其是建在軟弱地基上的建筑物。設(shè)計是優(yōu)質(zhì)地基基礎(chǔ)的主線，而施工則是其設(shè)計目標(biāo)能否實現(xiàn)的關(guān)鍵階段，只有做好統(tǒng)籌規(guī)劃與施工管理，才能做到事半功倍，確保建設(shè)質(zhì)量和效果。
參考文獻(xiàn)：
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