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摘要:为了满足设计与施工要求,需要对地基进行处理,文章介绍了地基处理的研究现状以及研究前景,详细介绍了多种地基处理的方法以及各自的适用范围,为地基处理在工程中的实际应用提供了理论参考。
关键字: 地基处理;研究现状;适用范围
中图分类号:TU47文献标识码: A 文章编号:
一、前言
建筑物的建造使地基中原有的应力状态发生变化,这就必须对地基进行加固、处理,以满足其稳定和沉降的要求。地基处理技术在一些欧洲国家发展较早[1],也取得了许多相关的研究成果和实践经验。我国地基处理技术的发展过程大体上可划分为两个阶段。第一个阶段,砂石垫层法、砂桩挤密法、石灰桩、化学灌浆法、重锤夯实法、堆载预压法、挤密土桩和灰土桩等地基处理技术先后被引进及开发利用。第二个阶段,大批国外先进的地基处理技术被引进,从而大大促进了我国地基处理技术的应用和研究。
二、地基处理方法
1、强夯法和强夯置换法
强夯法处理地基有设备简单、效果显著、经济和施工快的特点。强夯置换和强夯挤密在加固机理上是不同的,应用范围也不相同。强夯挤密法常用来加固碎石土、砂土、低饱和度的黏性土、素填土、杂填土、湿陷性黄土等各类地基。对于厚度小于6m的软黏土层采用强夯置换法处理,边夯边填碎石等粗粒形成深度为3~6m,直径2m左右的碎石桩体与周围土体形成复合地基,也已取得较好的加固效果。
2、排水固结法(静力排水固结法)
排水固结法又称预压法,适用于淤泥质土、淤泥、冲填土等饱和黏性土地基。饱和软黏土在荷载作用下,孔隙中水慢慢被排出,土的孔隙比减小,随着超静孔隙水压力消散,有效应力提高,土的强度增加。
3、深层搅拌法
深层搅拌法是通过特制机械沿深度将固化剂与地基土强制搅拌就地成桩加固地基的方法,当固化剂(水泥或石灰)为粉体时又称为粉体喷射搅拌法。深层搅拌法适用于处理淤泥、淤泥质土和含水量较高的地基及承载力特征值不大于120Kpa的黏性土、粉土等软土地基。该法目前在国外特别是日本和美国应用很广,国内近些年发展较快。
4、高压喷射注浆法
是将带有特殊喷嘴的注浆管置于土层预定深度,以高压喷射流使固化浆液与土体混合,凝固硬化加固地基土体的方法。它适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。
5、加筋地基
土工合成材料是一种新型的岩土工程材料,是岩土工程应用的合成材料产品的总称。加筋地基是将基础下一定范围内的软弱土层挖去,然后逐层铺设土工合成材料与砂石等组成的加筋垫层来做地基持力層。当埋设方式和数量得当时,就可以极大地改善地基承载力。土工合成材料的应用被称为岩土工程革命,土工合成材料进一步发展势必促进地基处理新技术的发展。
6、静动力排水固结法
静动力排水固结法是近些年来发展起来的一种软土地基处理新技术,它利用改进的强夯法的夯击机具与排水固结法中排水体系针对包括高含水量的软黏土地基进行处理。该法最早在深圳等地针对软土地基进行了大量的工程实践及监测测试,取得了成功,之后得到了逐步的推广运用。
7、CFG桩法
随着我国基础建设进程的加快,CFG 桩复合地基处理技术在我国的应用前景更加广阔。CFG 桩复合地基处理技术的主要特点是加快了施工速度、提高了施工质量、降低了施工成本,建设工程的经济效益和社会效益能够得到充分的保证,和其他地基处理技术相比,具有非常明显的优势,为建设单位、建设企业及业内人士较为关注的建设工程三大问题:施工进度、质量控制和成本控制难题得以解决。
8、水泥土搅拌桩法
水泥土搅拌桩法在施工中较为常见[2],其加固机理是用水泥做固化剂,通过使用特制的深层搅拌机械,在钻进的同时往软土中喷射水泥浆液,在地基深处将软土固化成为具有足够的强度的水泥土,这些加固土、柱体与柱体间的土构成了一种复合地基,从而达到地基加固的目的。水泥土搅拌桩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。水泥土搅拌桩加固的特点是施工工期短,效率高,施工中无振动,无噪声,无地面隆起,不排污,不挤土,不污染环境,施工工具简易,费用低廉等。
9、旋喷桩法
旋喷桩法是利用钻机将旋喷注浆管及喷头钻置于桩底设计高程,将预先配制好的浆液通过高压发生装置使液流获得巨大能量后,从注浆管边的喷嘴中高速喷射出来,形成一股能量高度集中的液流,直接破坏土体,喷射过程中,钻杆边旋转边提升,使浆液与土体充分搅拌混合,在土中形成一定直径的柱状固结体,从而使地基达到加固。旋喷桩适用范围较为广泛,具有施工占地少、振动小、噪音较低等优点,但其施工工艺比较复杂,需要配置专门的旋喷设备,成本较高,且容易污染环境,对于特殊的不能使喷出浆液凝固的土质不宜采用。
10、灰土桩
灰土挤密桩法的发展,具有我国自己的特点[3],其施工工艺比较简单。由于灰土具有一定的胶凝强度,桩体可分担较多基础荷载,同时又能较快地传布于一定深度的地基土层中,因此,灰土挤密桩地基的基础效果较好,而且灰土桩的材料主要是白灰和土,可以就地取材,经济效果更好。灰土桩是用石灰和土按一定比例拌和,并在桩孔内夯实加密后形成的桩,这种材料可达到挤密地基效果,提高地基承载力,消除湿陷性,提高地基抗变形能力。灰土桩承担的荷载是通过桩周摩擦力向周围土体传递的[4]。
三、结论
不同的地基采用的地基处理的方法不同,相同的地基由于设计和施工要求的不同,采用的方法也不同,在进行地基处理时,要充分调查现场的实际情况以及设计要求,采取多种方案进行比选,在实用性、经济性、环保性等方面做到最优。
参考文献
[1] 戢英, 软土地基处理技术及在公路施工中的应用[D].天津,学位论文,2006.12。
[2] 叶书麟,叶观宝,地基处理[M].北京:中国建筑工业出版社,2006。
[3]中华人民共和国建设部,建筑抗震设计规范(GB50011-2001)[S].北京:中国建筑工业出版社,2001,20-23。
[4] 强文伟. 灰土挤密桩在处理湿陷性黄土路基中的应用[J].科技传播,2011。
作者简介:崔彦平(1986-),女,河北保定人,长安大学公路学院硕士,主要研究方向:岩土工程
关键字: 地基处理;研究现状;适用范围
中图分类号:TU47文献标识码: A 文章编号:
一、前言
建筑物的建造使地基中原有的应力状态发生变化,这就必须对地基进行加固、处理,以满足其稳定和沉降的要求。地基处理技术在一些欧洲国家发展较早[1],也取得了许多相关的研究成果和实践经验。我国地基处理技术的发展过程大体上可划分为两个阶段。第一个阶段,砂石垫层法、砂桩挤密法、石灰桩、化学灌浆法、重锤夯实法、堆载预压法、挤密土桩和灰土桩等地基处理技术先后被引进及开发利用。第二个阶段,大批国外先进的地基处理技术被引进,从而大大促进了我国地基处理技术的应用和研究。
二、地基处理方法
1、强夯法和强夯置换法
强夯法处理地基有设备简单、效果显著、经济和施工快的特点。强夯置换和强夯挤密在加固机理上是不同的,应用范围也不相同。强夯挤密法常用来加固碎石土、砂土、低饱和度的黏性土、素填土、杂填土、湿陷性黄土等各类地基。对于厚度小于6m的软黏土层采用强夯置换法处理,边夯边填碎石等粗粒形成深度为3~6m,直径2m左右的碎石桩体与周围土体形成复合地基,也已取得较好的加固效果。
2、排水固结法(静力排水固结法)
排水固结法又称预压法,适用于淤泥质土、淤泥、冲填土等饱和黏性土地基。饱和软黏土在荷载作用下,孔隙中水慢慢被排出,土的孔隙比减小,随着超静孔隙水压力消散,有效应力提高,土的强度增加。
3、深层搅拌法
深层搅拌法是通过特制机械沿深度将固化剂与地基土强制搅拌就地成桩加固地基的方法,当固化剂(水泥或石灰)为粉体时又称为粉体喷射搅拌法。深层搅拌法适用于处理淤泥、淤泥质土和含水量较高的地基及承载力特征值不大于120Kpa的黏性土、粉土等软土地基。该法目前在国外特别是日本和美国应用很广,国内近些年发展较快。
4、高压喷射注浆法
是将带有特殊喷嘴的注浆管置于土层预定深度,以高压喷射流使固化浆液与土体混合,凝固硬化加固地基土体的方法。它适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。
5、加筋地基
土工合成材料是一种新型的岩土工程材料,是岩土工程应用的合成材料产品的总称。加筋地基是将基础下一定范围内的软弱土层挖去,然后逐层铺设土工合成材料与砂石等组成的加筋垫层来做地基持力層。当埋设方式和数量得当时,就可以极大地改善地基承载力。土工合成材料的应用被称为岩土工程革命,土工合成材料进一步发展势必促进地基处理新技术的发展。
6、静动力排水固结法
静动力排水固结法是近些年来发展起来的一种软土地基处理新技术,它利用改进的强夯法的夯击机具与排水固结法中排水体系针对包括高含水量的软黏土地基进行处理。该法最早在深圳等地针对软土地基进行了大量的工程实践及监测测试,取得了成功,之后得到了逐步的推广运用。
7、CFG桩法
随着我国基础建设进程的加快,CFG 桩复合地基处理技术在我国的应用前景更加广阔。CFG 桩复合地基处理技术的主要特点是加快了施工速度、提高了施工质量、降低了施工成本,建设工程的经济效益和社会效益能够得到充分的保证,和其他地基处理技术相比,具有非常明显的优势,为建设单位、建设企业及业内人士较为关注的建设工程三大问题:施工进度、质量控制和成本控制难题得以解决。
8、水泥土搅拌桩法
水泥土搅拌桩法在施工中较为常见[2],其加固机理是用水泥做固化剂,通过使用特制的深层搅拌机械,在钻进的同时往软土中喷射水泥浆液,在地基深处将软土固化成为具有足够的强度的水泥土,这些加固土、柱体与柱体间的土构成了一种复合地基,从而达到地基加固的目的。水泥土搅拌桩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。水泥土搅拌桩加固的特点是施工工期短,效率高,施工中无振动,无噪声,无地面隆起,不排污,不挤土,不污染环境,施工工具简易,费用低廉等。
9、旋喷桩法
旋喷桩法是利用钻机将旋喷注浆管及喷头钻置于桩底设计高程,将预先配制好的浆液通过高压发生装置使液流获得巨大能量后,从注浆管边的喷嘴中高速喷射出来,形成一股能量高度集中的液流,直接破坏土体,喷射过程中,钻杆边旋转边提升,使浆液与土体充分搅拌混合,在土中形成一定直径的柱状固结体,从而使地基达到加固。旋喷桩适用范围较为广泛,具有施工占地少、振动小、噪音较低等优点,但其施工工艺比较复杂,需要配置专门的旋喷设备,成本较高,且容易污染环境,对于特殊的不能使喷出浆液凝固的土质不宜采用。
10、灰土桩
灰土挤密桩法的发展,具有我国自己的特点[3],其施工工艺比较简单。由于灰土具有一定的胶凝强度,桩体可分担较多基础荷载,同时又能较快地传布于一定深度的地基土层中,因此,灰土挤密桩地基的基础效果较好,而且灰土桩的材料主要是白灰和土,可以就地取材,经济效果更好。灰土桩是用石灰和土按一定比例拌和,并在桩孔内夯实加密后形成的桩,这种材料可达到挤密地基效果,提高地基承载力,消除湿陷性,提高地基抗变形能力。灰土桩承担的荷载是通过桩周摩擦力向周围土体传递的[4]。
三、结论
不同的地基采用的地基处理的方法不同,相同的地基由于设计和施工要求的不同,采用的方法也不同,在进行地基处理时,要充分调查现场的实际情况以及设计要求,采取多种方案进行比选,在实用性、经济性、环保性等方面做到最优。
参考文献
[1] 戢英, 软土地基处理技术及在公路施工中的应用[D].天津,学位论文,2006.12。
[2] 叶书麟,叶观宝,地基处理[M].北京:中国建筑工业出版社,2006。
[3]中华人民共和国建设部,建筑抗震设计规范(GB50011-2001)[S].北京:中国建筑工业出版社,2001,20-23。
[4] 强文伟. 灰土挤密桩在处理湿陷性黄土路基中的应用[J].科技传播,2011。
作者简介:崔彦平(1986-),女,河北保定人,长安大学公路学院硕士,主要研究方向:岩土工程