岩土工程地基加固处理研究

岩土工程地基加固处理研究

【摘要】

岩土工程是一个大型的复杂项目工程。本文在对地基承载能力验算的基础上,阐述了强夯处理、预压处理、土工聚合物处理以及沙石垫层处理地基的方法,最后得出根据不同地基情况选择不同地基处理方法的观点,以期为类似工程提供可资借鉴的经验。

【关键词】

地基稳定加固稳定验算加固方法

1前言

岩土工程工程量大、耗费时间长、开展工作难度比较大,成为土木工程施工中比较棘手的问题之一。不同地区的地质情况不同,甚至同一地区的地质情况也不尽相同,对于不同的地质条件的处理需要采取不同的方法。因此,在一些特殊地质条件下进行工程建设,首先做的第一件事就是勘测其地质条件,通过科学的勘测和计算分析对地基稳定性进行评价,最后运用相应的地基加固处理技术,保证岩土工程的稳定性。

2岩土工程分析与评价

对工程所在地的岩土分析主要从以下几个方面进行:工程所在地的地层状况、地下水分布状况以及如果在岩溶地区的岩溶发育状况等。在对不同地方的地质状况进行勘测时,通过大量的科学勘测得出一个结论:在一个有限的勘测深度范围内,一般的工程所在地的地层都有多层次的不同土体成分构成。从下到上大体分布为基岩层、残积层、冲积层(砂质粘土,中粗砂、淤泥质粉砂、粉质粘土等)、人工填土层。不同的土层具有不同的土质特点,可以从土体的颜色、粒径以及构成成分、形成过程等方面进行科学的分析。要对工程所在地的地下水分布状况与特征进行分析,分析其水位的升、降特征,水体所在的位置等。要对工程所在地的地下构造特征进行分析。分析其是否处于地震带,所设置的抗震设防烈度是否已经包括工程所在地点,要根据科学的《建筑抗震设计规范》对剪切地震波速数值进行科学的测量与分析,在对每一个层次的波速值获取以后,要根据具体的施工地点的土层厚度计算出等效剪切波速值,再根据施工现场的地震烈度进行科学地规划,做好抗震工作。

3地基稳定性验算方法

鉴于地基工程的重要性,在工程建设的初期,设计方就需要对地基进行稳定性验算。相较于均匀地基,非均匀地基除了需要进行地基基础承载力验算、还需要进行地基稳定性验算,通过以上验算对建筑物的倾斜、不均匀沉降等性能进行分析。目前对于地基整体性破坏、剪切破坏等特征,是通过进行平衡理论的分析以及有效应力分布原理的假设计算,以以上两个假设结果为依据进行地基承载能力分析,虽然上述计算是基于假设,但其分析结果具有一定参考价值的,对于地基整体稳定性的分析工作具有较为重要的意义。以《建筑抗震设计规范》为代表的权威理论,认为通过圆弧法进行验算复合目前对于数值计算要求的精度。在竖向和水平荷载共同作用下,当不能确定最危险滑动面时,对于均匀地基,一般采用极限平衡理论的圆弧滑动条分法:即危险滑动面上的力,对于要滑动的块体的中心所产生的抗滑力矩MR与滑动力矩MS满足以下计算公式要求:MR/MS>FsFs—抗滑稳定安全系数;当滑动面为圆弧时,取1.2;当滑动面为平面时,取1.3。抗水平滑动验算,对于承受较大水平推力时,地基可能发生侧向滑动的建(构)筑物,应满足下式要求:E/H≥FsE—水平抗力(KN);H—作用于基础底面的水平推力(KN)。Fs—抗滑稳定安全系数,当滑动面为圆弧时,取1.2-1.3。若经上述验算所得稳定安全系数不足,则应加大基础埋深,继续验算直至满足要求为止。

4地基加固处理方法

4.1强夯处理法

强夯处理地基的方法就是通过重力作用土体,对地基达到压实夯牢的目的。在通常工况下,采用重锤的质量为8~10T,重锤落下的高度控制在20m左右。根据能量守恒定律,下落过程中重锤的势能转化为动能,在碰撞接触过程中,动能转化为地基土体的动能和势能,另一部分在碰撞中转化为其他能量,强大的冲击力在土体中进行传播,使得土体中的空隙得到较大程度的压缩,大大增强的土体的抗压强度,相应提高了地基承载能力。强夯处理法较为简单方便,且处理效果较好,对于土体适用范围较为广泛;然而由于强夯处理需要重锤从高处落下,在此过程中产生较为剧烈的震动,对周围建筑物有一定程度的影响,同时对于周围管线等也有不同程度的影响,因此在闹市区等建筑物密集的场所,强夯处理方法一般不推荐使用。

4.2预压处理法

对于一些软弱地基,同时地理位置环境又不适合于使用强夯处理时,通常采用预压法进行处理,相关施工工艺为:在拟建位置地基上施加静荷载,如覆盖土层,砂层等重物,在地基压实之后,然后进行荷载,由于重力的作用软弱地基得到了一定程度的压实,达到了一定的强度和承载能力。这种方法的处理,相当于在建筑构筑物之前,提前进行地基承载能力的试验,把地基变形控制在建筑物施加荷载之前,等建筑物荷载作用于软弱地基时,由于之前的预压使得地基具有较高的承载能力,不再会发生较大程度的沉降。预压法操作较为简单方便,取材方便使得造价较低。

4.3土工聚合物处理法

作为一种化纤合成材料,土工聚合物通常在地基的处理中发挥了较大的作用。由于质量较轻,连续性好,抗拉能力和耐候性较好的特点,利用土工聚合物处理地基在目前得到了较大程度的推广。鉴于土工聚合物的抗腐蚀和防侵蚀的特点,边坡工程中土工聚合物方法得到了较为广泛的推广,在边坡的排水、隔离和加固补强中,充分发挥了土工布纤维的强度和韧性,避免了水土的流失,且耐久性较强,增强了地基承载了,保障了边坡安全。土工布纤维的处理方法,避免了传统砂石料的施工困难和防护效果不佳,对于格宾石笼也具有一定的替代作用。

4.4砂石垫层处理法

对于地基承载能力要求较高,同时地基部位又是具有一定厚度的软弱层的部位,需要对于软弱部位进行清除处理,然后进行夯实处理作业,最后填入具有较高强度的沙石材料,并保证沙石材料具有较好的级配,这样才能较好的承载上部传来的荷载,并较好的传递给下部地基。根据以往施工经验,地基沉降中浅层地基的沉降是最为主要的沉降要素,在沉降事故中占据较大的比例,通过置换处理的方法,再加上置换后的地基承载力扩散范围较为广泛,可以有效提高软弱地基土层的承载能力,减少浅层地基的沉降,进而消弱整体沉降水平。然而由于此种地基处理方法和工艺要求较为严格,因此造价较高,多数在高层或超高层建筑的地基处理中应用。

5结语

地基的加固处理是建筑工程比较重要的环节,同时施工费用较高,对于地基工程应该进行深入研究,针对不同的地基情况和承载能力要求,选择相适应的地基处理方法,达到经济和安全的最优化。

作者:马江 单位:宁夏回族自治区地质工程院

参考文献:

[1]李海政.岩土工程地基加固处理方法探讨[J].技术与市场,2011,(03):22~23.

[2]郑瑞荣.岩土工程地基加固处理方法探讨[J].科技与企业,2012,(10):236~237.