軟土地基基礎設計與探究
論文關(guān)鍵詞：軟土地基基礎 設計 處理方法
論文摘要：防止地基不均勻沉降對建筑物的危害，是軟土地基房屋設計的一個(gè)十分重要的問(wèn)題。軟土地基礎設計實(shí)用方法與要點(diǎn)結合工程實(shí)踐，對存在軟土地基時(shí)的基礎設計時(shí)應采取的措施和注意事項進(jìn)行了分析。結合工程實(shí)踐，對存在軟土地基時(shí)的基礎形式、設計時(shí)應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設計，應充分考慮軟土地基的變形特征，防止其對建筑物的危害。過(guò)大的均勻沉降雖然也會(huì )嚴重影響建筑物的使用和外觀(guān)，但從結構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，嚴童時(shí)甚至倒塌破壞。
近十幾年來(lái)，我國基本建設規模不斷擴大，其建設規模從速度前所未有，因而在諸如建筑、水利、國防、交通和鐵道等土木工程建設中，愈來(lái)愈多地遇到大量而復雜的不良地基及地基處理問(wèn)題，地基處理日益得到人們重視。地基基礎設計與施工是否恰當關(guān)系到整個(gè)工程質(zhì)量、進(jìn)度和投資，合理地選擇地基設計方法，做好基礎施工中的質(zhì)量控制是降低造價(jià)的重要途徑之一。
1、基本設計原則與要求
1。1基本技術(shù)要求
軟土工程設計應以最少的投資，最短的工期，達到設計基準期內安全運行，并滿(mǎn)足所有的預定功能要求，即包括三個(gè)方面：（1）預定功能要求；（2）安全性和耐久件要求；（3）投資和工期的經(jīng)濟性要求。
1。2注意場(chǎng)地條件，防治災害應充分搜集場(chǎng)地的地形、地質(zhì)、水文、水文地質(zhì)等資料，作為設計的依據。場(chǎng)地可能的自然災害，如暴雨、洪水、地震、滑坡、泥石流等；由于工程建設引起的災害，如采空塌陷、抽水塌陷、邊坡失穩、管涌、交水等；均應在堪察、預測和評價(jià)的基礎上，采取有效防治措施。
1。3合理選用巖土參數選用巖土參數時(shí)，應注意其非均質(zhì)性與參數測定方法、測定條件與工程原型之間的差異、參數隨時(shí)間和環(huán)境的改變，以及出于工程建設而可能產(chǎn)生的變化等。由于土體參數是隨機變量與模糊量，故在劃分工程地質(zhì)單元的基礎上，應進(jìn)行統計分析，算出各項參數的平均值、標準差、變異系數；確定其特征值和設計值。在選定測試方法時(shí)，應注意其適用性。
1。4定性分析與定量分析結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。對于下列問(wèn)題一般只作定性分析：（1）工程選址和場(chǎng)地適宜件評價(jià)；（2）場(chǎng)地地質(zhì)背景和地質(zhì)穩定性評價(jià)；（3）土體性質(zhì)的直觀(guān)鑒定。定量分析可采用解析法、圖解法或數值法性�？紤]安全儲備時(shí)，可用定值法或概率法。都應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，都市在詳細占有資料的基礎上，運用較為成熟的理論和類(lèi)似工程的經(jīng)驗，進(jìn)行論證，并宜提出多個(gè)方案進(jìn)行比較。
2、軟土地基的設計常用處理方法 2。1強夯法處理。強夯法是利用重錘自由落下的巨大沖力能所產(chǎn)生地沖擊波反復夯擊地基土，將夯面以下一定深度地土層夯實(shí)，以提高地基的承載力和土體的穩定性，降低壓縮性。強夯置換和強夯擠密在加固機理上是不同的，應用范圍也不相同。強夯擠密法常用來(lái)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(lèi)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夯法有加固效果的也可采用。通常認為強夯擠密法只適用于塑性指數小于10的土。對于設置有豎向排水系統的軟粘土地基，是否適用強夯法處理目前尚有不同看法。強夯置換施工前，應在施工現場(chǎng)有代表性的場(chǎng)地上選取一個(gè)或幾個(gè)試驗區，進(jìn)行試夯或試驗性施工。試驗區數量應根據建筑場(chǎng)地復雜程度、建筑規模及建筑類(lèi)型確定。對于一般的軟土地基加固有著(zhù)良好的效果�，F在常用的強夯技術(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/堆載預壓加強夯、強夯碎石墩。
2。2粉煤灰應用法。
粉煤灰具有容量小，滲透性好，有較高的靜力抗剪強度，較低的壓縮性，與石灰等堿性物質(zhì)產(chǎn)生水化反應后產(chǎn)生凝硬性。根據軟土地基存在的弱點(diǎn)，利用粉煤灰可處理軟土地基。粉煤灰應用的主要有二灰樁，粉煤灰混凝土樁，粉煤灰固結樁等，與土體形成復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(shí)，使復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，脫水擠密和膠凝作用。
2。2。2粉煤灰固結樁。在軟土地基中采用粉煤灰固結樁，具有成型可靠，形狀任意選擇，造價(jià)低廉，改良地基的效果好，抗變形能力強，樁體密實(shí)度高等優(yōu)點(diǎn)。粉煤灰固結樁由粉煤灰，石膏，水泥加水而成，加壓注入尼龍袋中，擠密周?chē)馏w，必要注漿管可上下反復二次壓漿，尼龍袋具有模板，過(guò)濾脫水，加壓和增強等作用，由于灌注加壓排水措施，尼龍袋微孔在灰漿向外滲出的過(guò)程中，水只能向外滲，并被隔離在袋外，形成固結硬化均勻的樁體。
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，在軟土地區采用鉆孔壓漿工藝施工粉煤灰混凝土樁時(shí)，必須使混凝土的塌落度達到140—180mm，且碎石最大粒徑為1—3cm，為保證樁身強度和降低成本，摻入35%—45%中粗砂作為細骨料。粉煤灰樁和樁間土一起通過(guò)鋪設在其上的褥墊層形成復合地基，其承載力的提高具有很大的可調性，沉降變形小，造價(jià)低。加入粉煤灰后，使樁體具有明顯的后期強度。根據其樁身強度較高的特點(diǎn)，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?chē)耐馏w形成復合地基，與土體結合緊密，承載能力較大，其樁體上存在應力集中現象，大部分荷載由樁體承擔，樁間土上的應力相應的減少，使復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(shí)，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，同樣提高復合地基的強度。
在利用水泥土粉噴樁加固軟土地基時(shí)，需考慮各種因素對加固強度的影響：①要以水泥粉為加固料，其強度最高;②攪拌時(shí)間為2min時(shí)就可以達到最佳的攪拌效果，若攪拌時(shí)間太長(cháng)，強度會(huì )有所降低，若攪拌的時(shí)間未達到2min時(shí)，強度會(huì )很低;③置換率越高，強度越高，而隨著(zhù)齡期的增加，強度大致呈線(xiàn)性增加;④當含水量為某值時(shí)，樁體的強度達到最高，一般樁體的需水量為4kg/m。
2。4、渣土樁法。在加固過(guò)程中，由于重錘的沖擊能造成一系列壓縮波，使土體內出現排水網(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(shí)沉降，使土體壓密，強度提高;同時(shí)重錘的沖擊作用使填料向夯擊方向和側向擠密，從而對其周?chē)耐馏w產(chǎn)生擠密加固作用，形成一個(gè)自?xún)认蛲獾臄D密圈。在擠密過(guò)程中，周?chē)馏w的孔隙水壓力隨之增高，形成超靜孔隙水壓力。根據巴倫固結原理因為固結時(shí)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，提高地基承載力。加固柱體本身與軟基有不同強度，它既是軟土固結的排水體，又是基礎的渣土樁。渣土樁和擠密后的地基tu共同組成復合地基，從而提高地基強度并減小地基變形。
2。5、排水固結法。排水固結法是由排水系統和加壓系統兩部分共同組合而成的* 排水系統通常有普通砂并、袋裝砂井和塑料排水帶等；加壓系統通常有堆載預壓法、真空預壓法、降低地下水位法、電滲法和聯(lián)合法。近幾年來(lái)，排水系統采用塑料排水帶和袋裝砂井較多，加壓系統采用堆載預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、復合地基處理法。復合地基是用專(zhuān)門(mén)機械將固化劑、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，在原地基中形成強度、剛度較大的加固樁體，同時(shí)也使樁周土體性質(zhì)得到改善，使樁體與樁間土體形成復合地基共同承擔外部荷載，可實(shí)現穩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速度和對地基的擠密作用，僅考慮樁的置換作用、應力集中效應，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、結束語(yǔ) 毫無(wú)疑問(wèn)，任何一個(gè)建筑物都需要好的地基基礎，尤其是建在軟弱地基上的建筑物。設計是優(yōu)質(zhì)地基基礎的主線(xiàn)，而施工則是其設計目標能否實(shí)現的關(guān)鍵階段，只有做好統籌規劃與施工管理，才能做到事半功倍，確保建設質(zhì)量和效果。
參考文獻：
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