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地基处理方案确定需考虑的因素

2013-04-11

河南科技 2013年12期
关键词:土层建筑物基础

廖 凡

(伊春市汤旺河区发改局,黑龙江 伊春 153037)

地基处理方案受上部结构、地基条件和环境影响三方面的影响,在制定地基处理方案之前,应充分调查掌握这些影响因素。

1.上部结构形式和要求建筑物的体形、刚度、结构受力体系、建筑材料和使用要求;荷载大小、分布和种类;基础类型、布置和埋深:基底压力、地基承载力和变形容许值等。这些决定了地基处理方案制订的目标。

2.地基条件地形及地质成因、地基成层状况;软弱土层厚度、不均匀性和分布范围;持力层位置及状况;地下水情况及地基土的物理和力学性质。各种软弱地基的性状是不同的,现场地质条件随着场地的位置不同也是多变的。即使同一种土质条件,也可能具有多种地基处理方案。如果根据软弱土层厚度确定地基处理方案,当软弱土层厚度较薄时,可采用简单的浅层加固的方法。如换土垫层法;当软弱土层厚度较厚时,则可按加固土的特性和地下水位高低采用排水固结法、水泥土搅拌桩法、挤密桩法、振冲法或强夯法等。如遇砂性土地基,若主要考虑解决砂土的液化问题,则一般可采用强夯法、振冲法或挤密桩法等。如遇软土层中夹有薄砂层,则一般不需设置竖向排水井,而可直接采用堆载预压法;另外,根据具体情况也可采用挤密桩法等。如遇淤泥质土地基,由于其透水性质差,—般应采用竖向排水井和堆载预压法、真空预压法、土工合成材料、水泥土搅拌法等。如遇杂填土、冲填土(含粉细砂)和湿陷性黄土地基,在一般情况下采用深层密实法是可行的。

3.环境影响随着社会的发展,环境污染问题日益严重,公民的环境保护意识也逐步提高。常见的与地基处理方法有关的环境污染主要是噪声、地下水质污染、地面位移、振动、大气污染以及施工场地泥浆污水排放等。在地基处理方案确定过程中,应该根据环境要求选择合适的地基处理方案和施工方法。如在居住密集的市区,振动和噪声较大的强夯法几乎是不可行的。

建造在上层(或岩层)上的建筑物,可将其分为上部结构和下部结构两大部分。建筑物下面的土层或岩体承担着建筑物的全部荷载.将受到建筑物荷载影响的那一部分土层(相当于压缩层范围内土层)或岩层称为地基,而将建(构)筑物的下部结构称为基础。一般情况下,基础往往位于室外地面标高以下,它承受着上部结构的荷载,且将荷载传递到地基土中,其常见的功能主要有:

(1)以不同的基础型式,如不同的尺寸、刚度及埋深等,将上部结构传来的轴力、水平力、弯短等荷载传递到地基中,以满足地基土承载力的要求;

(2)根据上部结构的特点以及地基可能出现的变形情况,利用基础所具有的刚度(经计算确定),与上部结构共同调整因荷载不均或地基土的不均匀性产生的变形,以便使上部结构不致产生过多的次应力。

从不同的角度(材料、构造形式、作用、施工方法及埋深等)可将基础分为多种类型。不同类型的基础,既要使自身强度满足上部结构的荷载要求,还需适应地基的强度和稳定性,所以,进行基础设计时,实际上是进行地基及基础的设计。

设计时,需对地基、基础及上部结构进行考虑,虽然这三方面各自的功能、工作性状及研究方法不同,但对同一建筑物而言,在荷载作用下,这三方面却是相互联系、相互制约的整体。目前,实践中还难以将这三方面完全统一起来进行设计计算,设计时仍较多地采用常规设计方法。但在处理地基及基础问题时,应将三方面作为一个整体进行统筹考虑,才能收到较理想的效果。

设计时,既要保证基底的压力不超过地基承载力特征值,又要使地基的变形量不超过建筑物的地基变形允许值,并且应对设计方案进行技术经济的分析,使设计成果既安全实用,又经济合理。

现场试验最好安排在初步设计阶段进行,以便及时地为施工设计图提供必要的参数。试验性施工一般应在地基处理典型地质条件的场地以外进行,在不影响工程质量问题时,也可在地基处理范围内进行。地基处理工程与其他建筑工程不同,一方面,大部分地基处理方法的加固效果并不是施工结束后就能全部发挥和体现,一般须经过一段时间才能逐步体现;另一方面,每一项地基处理工程都有它的特殊性,同一种方法在不同地区应用其施工工艺也不尽相同,对每一个具体的工程往往有些特殊的要求。而且地基处理大多是隐蔽工程,很难直接检验其施工质量。因此,必须在施工中和施工后加强管理和检验。否则虽然采取了较好的地基处理力案,但由于施工管理不善,也就大去了采用良好处理方案的优越性。

在地基处理施工过程中要对各个环节的质量标准要求严格掌握,如换填垫层压实时的最大干密度和最优含水量要求,堆载预压的填土速率和边桩位移的控制;碎石桩的填料量、密实电流和留振时间的掌握等。施工过程中,施工单价应有专人负责质量控制,并做好施工记录。当出现异常情况时,须及时会同有关部门妥善解决。另外,施工单位还需做好地基处理施工质量检测工作,如搅拌桩、碎石桩的桩身质量检测等。地基处理施工过程中,为了了解和控制施工对周围环境的影响,或保护临近的建筑物和地下管线,常常需要进行一些必要的监测工作。监测方案根据地基处理施工方法和周围环境的复杂程度确定。如当施工场地临近有重要地下管线时,需要进行管线位移监测。对于一些地基处理方法,需要在施工过程中进行地基处理效果的监测工作,及时了解地基土的加固效果,检验地基处理方案和施工工艺的合理性,从而达到信息化施工的目的。例如在堆载颁压法施工期间,需要进行地面沉降、孔压等监测工作,以掌握地基土固结情况。

[1]冯明川.浅谈地基处理的分类及设计的合理选择[J].科技情报开发与经济.2003(08)

[2 王大勇.房屋结构设计通病分析[J].中国科技信息.2005(17)

[3]李萃群.浅议工程抗震设计中的思考和体会[J].广东科技.2007(06)

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