试述建筑工程地基处理方法与技术
摘要:地基处理工程技术在工程建筑中有着十分重要的作用,因此我们要加强对地基基础的处理,只有这样才能有效的保障建筑物的内部结构,让建筑物不会因地基的问题出现建筑结构质量安全问题。本文简单介绍了建筑工程地基基础施工的概念和影响因素,论述了建筑工程地基处理技术与方法。
关键词:建筑工程;地基因素;技术与方法; 引言
任何类型的建筑物,其荷载力最终都要转嫁到地基上,因为地基的强度低,而与之相反,上部建筑的材料强度很高,这样的高低差异就会很容易造成一定的应力和变形。所以,为了保证建筑物在使用过程中的性能以及建筑物的安全,就需要对地基进行相应的加固处理。
一、建筑工程地基处理的目的及意义
任何建筑物的荷载最终将传递到地基上,由于上部结构材料强度很高,而地基土强度很低,压缩性较大,因此通过设置一定结构型式和尺寸的基础才能解决这个矛盾。基础具有承上启下的作用,它一方面处于上部结构的荷载及地基反力的共同作用下,承受由此产生的内力;基础底面的反力反过来又作为地基土的荷载,使地基产生应力和变形。基础设计时,除了需保证基础结构本身具有足够的刚度和强度外,同时还需要选择合理的基础尺寸和布置方案,使地基的强度和沉降保持在规范允许范围内。因此,基础设计又常被称为地基基础设计。凡是基础直接建在未经加固的天然土层上时,这种地基称之为天然地基。若天然地基很软弱,则事先需要经过人工处理再建造基础,这种地基称之为人工地基。地基处理的目的是针对在软弱地基上建造结构物时有可能产生的问题,采用人工的方法改善地基土的工程性质,以达到满足结构物对地基稳定和变形的要求,其目的主要包括:提高地基土的抗剪强度,增加地基土的稳定性;降低地基土的压缩性,减少沉降和不均匀沉降;改善软弱土的渗透性,加速固结沉降过程;改善土的动力特性和提高其抗震性能。消除或减少特殊土的不良工程特性,如黄土的湿隐性,膨胀土的膨胀性等。
二、传统的建筑工程地基处理技术
1、强夯法与碎石桩法的结合运用
该项技术的工作原理主要是指在施工过程中,首先在填土层将碎石桩体处理好,这样做主要是为了将基土进行挤密及排水固结。接着再选择强夯点。通过强大的冲击可以将碎石桩体击散,这样就可以将碎石通过桩径挤入到周围的护土层,这样会使其在地基的上面形成紧密的碎石和土相混合的硬壳层,这样就会达到建筑物对地基强度的要求。
同时在施工过程中强夯法的应用很重要。该方法的施工技术难点在于夯击的次数、夯击的深度等这些方面的把握,如果把握的不好,就会很大程度上影响夯击的效果。在理论上来说,夯击加固的深度是根据土层的厚度进行的。单位夯击量必须要考虑到地基土壤的性质、土壤的结构类型、载荷大小以及打算夯击的深度等这些因素。对于夯击的次数来说,这要有地基土壤的性质来决定,但是在通常情况下,我们可以先夯击二到三遍,最后我们可以再进行一次小的夯击。但是在夯击时,每两段夯击之间必须要间隔一定的时间段,这样才可以保证夯击的效果。
2、碎石桩与CFG桩的结合运用
在文章的前半部分我们讲到,桩基技术的主要作用就是将冲击力从上往地基深部进行传导,这样来提高桩基的承载力,但是单一的碎石桩基的承载力是十分有限的,在这种情况下,我们可以选用CFG桩来替代碎石桩,从而提高桩基的承载能力。这样一来,碎石桩的作用就会转向将上部的土层液化问题进行处理的角度。在地基处理中,发挥好这两种方法的优势,就会使地基的沉降速度得到很大的降低,同时还可以保证地基的沉降很均匀。
3、CFG桩与粉喷桩的结合运用
CFG桩法与粉喷桩法结合的作用是利用二者的团结能力与天然地基土混合组成复合地基,这样既能发挥CFG桩高承载力的特点,又能因为CFG桩的嵌入而使粉喷桩的约束作用得到增强。
另外,由于采用了粉喷桩,上部地基土的变形能力得到改善,这无疑有助于提高土体的抗剪强度,避免了CFG桩的嵌入对原先固结好的土体形成破坏。
在桩身混凝土的浇筑过程中,首先要消除水的影响,桩基水病害一般表现为孔底积水和孔壁积水。对孔底积水的处理可采取水泵抽取的方式,也可以采用部分干拌混凝土混合料或干水泥填入孔底的方式。而对孔壁渗水的处理,可采取在桩身混凝土浇筑前采用防水材料封闭渗漏部位。主要目的是保证混凝土质量,提高桩身混凝土强度。
另外,桩身混凝土的密实性对混凝土的强度影响也非常重要,施工中一般采用串流筒下料及分层振捣浇筑的方法,必须力求在最短的时间内完成桩身的浇灌,以便快于混凝土自身重量压住水流的渗入。
三、建筑工程地基处理方法
1、排水固结法
排水固结法主要用于解决地基的沉降和稳定问题。原理是软土地基在荷载作用下,通过布置竖向排水井(塑料排水袋或砂井等),逐渐排出软土中的孔隙水,孔隙比减小,地基发生固结变形,地基土的有效应力增加,其抗剪强度逐渐增长,
从而使地基沉降提前完成或提高沉降速率。
电渗排水法。主要利用其来降低粘性土中的含水量或降低地下水位,以达到提高地基承载力或边坡稳定性的目的。在土中插入接通直流电的金属电极,通过直流电场的作用,使软土中的水从阳极流向阴极,并将水从阴极排除,借助电渗作用来逐渐排除土中水。
堆载预压法。房屋建造之前,在建筑场地通过临时堆填与建筑物相等或大于建筑物荷载的土石等,对软土地基进行加载预压,预先完成部分或大部分的地基沉降,并通过地基土固结达到提高地基承载力的目的。
砂井法。在软粘土地基中,设置一系列砂并,在砂井之上铺设沙垫层或砂沟,人为地增加土层固结排水通道,缩短排水距离从而加载固结,并加速强度增长。
2、振冲法
振冲法在处理地基过程中需要使用振冲器来进行,主要适用于粘性土、砂性土和淤泥质粘性土的地基处理。利用振冲器所产生的振动力对土层所产生的挤压作用,使回填的材料和周围的土层达到固结的程度,从而有效的提高其综合承载力和稳定性,降低地基的沉降性。但利用振冲法所形成的地基也是一个整体,然后与原始地基形成很好的结合,从而达到密实的效果。这种方法同样也具有非常好的经济性,同时施工时间也较短,目前已成为工程企业施工中广泛采用的一种地基处理方法。振冲法在施工中需要针对不同的土壤质地采取相应的措施,不同性质的土壤所采取的操作方法也各不相同,比如在对砂性土壤进行地基处理时,要注意实行挤密操作,使土体密度增大至70%以上,甚至达到95%,全面提高土层的基础强度,挤密过程中的回填材料必须是施工实地的土壤,这样才能保证地基的整体性和稳定性;在对粘性土壤进行地基处理时,则只需要用替代材料来置换掉原始地基土壤进行回填就能达到工程施工的土壤密实度要求,无需填入当地土壤。
3、粉煤灰吹填技术
粉煤灰具有非常强的透水性,运用在冲填土地基加固过程中可以迅速提升冲填土固结速率,是缩减工程建设时间与加固施工费用的有效手段。在实际使用时,应该按照一定比例把淤泥与粉煤灰混合起来,确保获得均匀搅拌然后再进行冲填,良好搅拌能改善泥土固结效果。
结束语
随着经济的发展,建筑工程的发展速度不断增快,地基已经成为建设工程施工中最为基础的部分之一,对地基处理也是施工中最重要的环节之一,同时也关系着整个工程的质量。在建设工程中,对地基处理的方法较多,选择处理方法要根据工程的实际情况,选择适用的方法,才能确保地基的安全。
参考文献
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[2]刘建设,张卫国《探讨现代房屋建筑地基基础工程施工技术》科技创新与应用.2012(14)
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