姜富元
地基處理是提高地基的強度,提高所采取的技術(shù)措施的變形性質(zhì)和滲透,地基處理的重要性已被越來越多的人認識到,要注意對各種地基處理技術(shù)的推廣和發(fā)展,提高地基處理,加快基本建設(shè)速度水平,節(jié)約資金投入,以保證施工安全具有重要的意義,本文結(jié)合新版標準和筆者多年的施工經(jīng)驗,分析各種常見的地基處理方法的技術(shù)要點,與讀者交流分享。
我國基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展促成了大量施工企業(yè)的出現(xiàn),但這些企業(yè)中個別施工質(zhì)量不能保證,尤其是基礎(chǔ)工程專業(yè),沒有足夠的施工經(jīng)驗,不能應(yīng)付復(fù)雜的地質(zhì)情況,多變的環(huán)境條件下,這就要求更高的專業(yè)水準。在各種性質(zhì)不同的地質(zhì)和水文條件來看,建設(shè)項目需要采用滿足建筑的安全性和耐久性的要求不同的技術(shù)措施。普通地基處理包括各種地基處理方法,如換填地基、夯實地基、擠密樁地基、深層密實地基、旋噴注漿樁地基、灌漿地基、土工合成材料基礎(chǔ)等。筆者結(jié)合多年的施工經(jīng)驗,分析了各種常用地基處理方法的技術(shù)要點和適用模型。
一、換填地基法
建筑物基礎(chǔ)下的承力層相對軟弱,不能滿足地基上部荷載的要求,常用于替代軟基地基方法,取代根據(jù)回填材料的地基分為灰土地基、砂或者砂石地基、粉煤灰地基等。
灰土地基:灰土地基是在地基下挖去軟弱土層,配以一定比例的灰土,在最佳含水量下,充分混合、夯實或分層回填夯實,適用于加固軟土、濕陷性黃土、混合土等深度為1-4米的土層。
砂碎石(砂卵石)地基(墊層)采用砂礫(碎石或卵石)混合料,在地層中充填夯實(壓),提高地基基礎(chǔ)強度,降低地基壓力應(yīng)力,減少工程量變形,適用于軟、透水粘性土地基,包括淤泥和淤泥質(zhì)土,宜在3米以內(nèi)。
粉煤灰地基:粉煤灰可用于各種軟土地基基礎(chǔ)層置換,這個方法可以獲得當?shù)夭牧希┕し奖悖恍枰厥獾臋C械設(shè)備,工期可以縮短,成本可以降低,在北方,冬季施工可以解決凍脹的現(xiàn)象,因此,該方法被廣泛應(yīng)用。
二,夯實基礎(chǔ)
夯夯地基重錘夯是用起重機械提升重錘(2-3t)到一定高度,然后自由落下,反復(fù)夯實基土表面,使其形成更密集的硬殼層,使地基加固,適用于地下水位水位超過0.8米,稍濕的粘性土、砂土、濕陷性黃土、雜填土等。
強夯地基:對地基強夯是提升機將大噸位(一般8-30t)夯錘提升到6-30米的高度,自由下落,強夯地基,迫使土體孔隙壓縮,土體局部液化,使孔隙水和氣體逸出,使土料重排,通過老化壓實達到固結(jié),從而使地基承載力得到增強,我國目前強夯法是一種最常見最經(jīng)濟深層基礎(chǔ)處理方法的一種。
三、擠密樁地基
擠密樁采用沖擊或振動的方法,直徑一般為300-500mm圓柱鋼樁在原有基礎(chǔ)上打入且拔出樁管,形成樁孔,素土、石灰土、水泥土等材料回填并壓實,使樁體增大直徑與原來的地基一起形成復(fù)合地基。當該土壤(或石灰土)樁擠壓成一個洞,原來的土體在樁孔的位置是硬橫向擠壓,使土壤的致密度在一定范圍內(nèi)放置在樁附近改善;回填材料時,夯實材料進一步擴孔,根據(jù)不同樁料,一般有石灰土樁基礎(chǔ)、砂樁基礎(chǔ)、水泥粉煤灰碎石樁基礎(chǔ)、夯實水泥土復(fù)合地基等。壓實樁法通常在濕陷性黃土地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。壓實樁法,如石灰土和素土適用于地下水水位以上,深度在5到20m的濕陷性黃土、平原充填和雜填等地基處理。在消除土壤濕陷性的主要目的時,應(yīng)選擇素土擠密樁法。在提高地基土承載力或提高其水穩(wěn)性為主要目的時,應(yīng)選擇石灰土擠密樁法。壓實地基是一種復(fù)合地基,除了提供樁的承載力外,還充分發(fā)揮了土的承載力,相鄰樁孔之間的擠土結(jié)果表明,擠土效應(yīng)疊加在相鄰樁孔交界處,增加了樁中心的密實度,土體密度均勻,樁間距越近,疊加效應(yīng)越顯著,相鄰樁孔的合理中心距約為樁孔直徑的2-3倍。除了石灰土樁的壓實效應(yīng)外,由于石灰中正電荷鈣離子和負電荷粘土顆粒相互吸附,膠體凝固形成,土壤體的凝固效果隨之改善。隨著石灰土?xí)r代的增加,土體的強度逐漸增加,化學(xué)性質(zhì)中石灰土的空氣硬度和水硬度都得到充分發(fā)揮。
四、深層密實場地地基
振沖地基振沖法,是利用邊緣振沖的方式,從地基到孔邊逐段填筑碎石或連續(xù)填筑,使其在振沖下受到擠壓,從而反復(fù)填筑和振沖,直至地基中,形成大直徑密實樁與原地基形成復(fù)合地基,因此,是一種快速、經(jīng)濟、有效的提高地基承載力、減少沉降和不均勻沉降的方法。
水泥土攪拌樁基礎(chǔ):采用水泥作為固化劑,軟土和固化劑(漿液或粉體)強制混合,發(fā)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng)進行固化劑和軟土之間,使水泥土攪拌樁基礎(chǔ)凝聚咸水泥正直的固化體,良好的水穩(wěn)定性和較高的強度,形成了具有天然地基的復(fù)合地基。
五、旋噴注漿樁地基
旋噴樁基礎(chǔ)是一種高壓脈沖泵,用于在高速度和水平范圍內(nèi)通過在鉆桿下端的噴涂裝置,在射流中的土體上,將水泥泥漿噴灑到土壤體內(nèi)。通過流體沖擊力切割土層來破壞范圍,同時鉆桿以一定的速度(20r/分鐘)旋轉(zhuǎn),同時緩慢地提起(15-30cm/分鐘),使土體預(yù)水泥泥漿充分攪拌和混合,在膠結(jié)硬化后,在地基上形成一個相對均勻的直徑和一定強度(0.5-0.8兆帕)的圓筒,使地基增強。
六、灌漿地基
灌漿處理采用液壓或氣壓方式。通過注漿管,部分固化漿液(如水泥漿、水玻璃溶液等)。)均勻注入土層中,除去土層中的水或空氣,使土層變形。漿液會形成松散顆粒,使原土層發(fā)生裂隙膠結(jié),強度高、滲透性好、穩(wěn)定性好。
灌漿處理在施工地基局部加固處理中,這種處理方法也廣泛應(yīng)用于復(fù)墾工程、隧道加固、邊坡防護、水利工程中,根據(jù)地質(zhì)灌漿工程的條件、泥漿的擴散能力和滲透率,以及泥漿在形成流型和分布的過程中,灌漿方法分為灌漿法、滲透灌漿法、壓實灌漿方法,劈裂灌漿法,高壓噴射灌漿法,電化學(xué)灌漿法等。
隨著建筑業(yè)、新能源和新技術(shù)的蓬勃發(fā)展,地基處理技術(shù)的發(fā)展前景十分樂觀。在實際工程實踐中,盡管原位試驗指標相同,但地基土的力學(xué)性能與地層的成因、應(yīng)力組成、粒徑分布、化學(xué)成分等有很大的差異。可能存在于同一地基內(nèi),土壤力學(xué)指標色散較大,加上溶解巖、裂隙、暗池、古河、洪水等諸多不利地質(zhì)條件,地基處理方法的選擇,必須深入研究地質(zhì)水文調(diào)查文獻,著重因地制宜地調(diào)整措施,選擇可靠、經(jīng)濟的地基處理方案。