論地基處理的問(wèn)題與對(duì)策

學(xué)校圖標(biāo)畢業(yè)論文論地基處理的問(wèn)題與對(duì)策學(xué)院 年級(jí) 專(zhuān)業(yè) 學(xué)號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)老師 20年月摘要在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中包括了對(duì)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和對(duì)地基的處理，二者是密不可分的。地基處理的好壞將直接關(guān)系到基礎(chǔ)的選型和造價(jià)。本文就地基的處理和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行的討論。在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)的選型必須根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的荷載、地基土體的承載力和工程造價(jià)綜合各方面的情況進(jìn)行確定。地基處理的目的是指提高軟弱地質(zhì)地基的承載力，保證軟弱地質(zhì)地基的穩(wěn)定性；降低不良地基的壓縮性和安全性，減少地基礎(chǔ)的下降尤其是不均勻沉降；防止地基受到振動(dòng)沖擊作用時(shí)產(chǎn)生沉降現(xiàn)象；消除濕陷性土的濕陷性和膨脹土的脹縮性等。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高層和超高層建筑、水利水電、路橋、地質(zhì)災(zāi)害治理等工程建設(shè)項(xiàng)目蒸蒸日上。目前在國(guó)內(nèi)較為常用的地基處理方法有：墊層法、強(qiáng)夯法、和灰土擠密樁、石灰樁、砂樁、碎石樁、深層攪拌法和高壓旋噴注漿法等。關(guān)鍵詞：地基；軟弱地基；加固技術(shù)；目錄TOC\o"1-5"\h\z摘要 I關(guān)鍵詞：地基；軟弱地基；加固技術(shù)； I\o"CurrentDocument"第一章地基的定義及分類(lèi) 1\o"CurrentDocument"1.1地基的定義 1\o"CurrentDocument"1.2地基的分類(lèi) 1\o"CurrentDocument"第二章發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 2\o"CurrentDocument"地基事故 2\o"CurrentDocument"浙江蕭甬鐵路發(fā)生地基整體下沉事故 2\o"CurrentDocument"地基滑坡造成的工程事故 3\o"CurrentDocument"特殊土導(dǎo)致事故原因 3\o"CurrentDocument"第三章地基分析研究及對(duì)策 4\o"CurrentDocument"常見(jiàn)地基事故分類(lèi)及原因綜述 4\o"CurrentDocument"地基變形造成工程事故 4\o"CurrentDocument"地基失穩(wěn)造成工程事故 4\o"CurrentDocument"地基滲流造成工程事故 4\o"CurrentDocument"3.2地基處理方法 5\o"CurrentDocument"3.2.1換填墊層法 5\o"CurrentDocument"強(qiáng)夯法 5\o"CurrentDocument"砂石樁法 6\o"CurrentDocument"水泥粉煤灰碎石樁CFG樁）法 7\o"CurrentDocument"預(yù)壓法 8\o"CurrentDocument"置換及拌入法 9\o"CurrentDocument"加筋法 9結(jié)論 10致謝 11參考文獻(xiàn) 第一章地基的定義及分類(lèi)地基土層的形成存在著年代遠(yuǎn)近不同,埋藏深淺不同,分布疏密不同,范圍大小不同,沒(méi)有規(guī)律可循,只有認(rèn)真作好地基,精心分析處理,才能避免其上建筑物的安全隱患。一旦地基處理不當(dāng)，就會(huì)造成各種原因的地基事故，釀成不可挽回的損失，發(fā)生一起起不可必要的悲劇。如今，國(guó)內(nèi)外建筑行業(yè)中越來(lái)越重視地基的處理，產(chǎn)生了各種有效地地基處理方法。本課題在各種學(xué)術(shù)基礎(chǔ)上加以研究、分析各種地基，發(fā)現(xiàn)地基存在的問(wèn)題，對(duì)此進(jìn)行行之有效的地基處理。1.1地基的定義地基是指建筑物下面支承基礎(chǔ)的土體或巖體。作為建筑地基的土層分為巖石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。地基有天然地基和人工地基兩類(lèi)。天然地基是不需要人加固的天然土層。人工地基需要人加固處理，常見(jiàn)有石屑?jí)|層、砂墊層、混合灰土回填再夯實(shí)等。1.2地基的分類(lèi)地基時(shí)建筑物下面支撐基礎(chǔ)的土或巖體。其中又分天然地基和人工地基。天然地基是天然狀態(tài)下即可滿(mǎn)足承擔(dān)基礎(chǔ)全部荷載要求，不需要人工加固，但也有很多地基屬于不良地基，需要人工處理。而常見(jiàn)的不良地基有軟粘土、雜填土、沖填土、飽和松散土、濕陷性黃土，膨脹土、含有機(jī)質(zhì)土和泥炭土、山區(qū)地基土、巖溶。第二章發(fā)現(xiàn)問(wèn)題2.1地基事故2.1.1浙江蕭甬鐵路發(fā)生地基整體下沉事故2005年5月9日上午7時(shí)10分，浙江蕭甬鐵路余姚西至驛亭區(qū)間，由于地方一磚瓦廠(chǎng)取土，造成鐵路地基土體移位，路堤發(fā)生整體下沉事故。【如圖】圖2-1圖2-22.1.2地基滑坡造成的工程事故陜西韓城市人民醫(yī)院住院部病房突然發(fā)生坍塌，一間病房墜落進(jìn)30多米深的土崖下，被黃土掩埋。針對(duì)事故發(fā)生原因，醫(yī)院認(rèn)為是土崖下的預(yù)制廠(chǎng)、機(jī)械廠(chǎng)（前身為磚瓦廠(chǎng)）取土掏空地基，加之下雨引發(fā)垮塌，但機(jī)械廠(chǎng)老板認(rèn)為是醫(yī)院下水管道滲漏觸發(fā)地基松動(dòng)導(dǎo)致垮塌。2.1.3特殊土導(dǎo)致事故原因?qū)幍陆冻菂^(qū)金涵鄉(xiāng)瓊堂104國(guó)道旁的一棟五層民房發(fā)生坍塌，屋內(nèi)居住的5人幸運(yùn)逃生,經(jīng)過(guò)蕉城區(qū)建設(shè)局質(zhì)監(jiān)站技術(shù)人員初步鑒定，樓房坍塌主要原因系西側(cè)軟土地基下陷所致。由于房子的西側(cè)有一條排水溝，而房子與排水溝之間只有15厘米的灰土填筑隔離，受排水溝的水長(zhǎng)期浸泡，再加上連日的大雨，致使地基下陷，這是房子坍塌的主要原因。而該民房基礎(chǔ)沒(méi)有地圈梁，又是磚墻承重，砌柱砂漿強(qiáng)度很低，整個(gè)房子結(jié)構(gòu)比較脆弱，也是造成塌陷的一個(gè)原因。第三章地基分析研究及對(duì)策3.1常見(jiàn)地基事故分類(lèi)及原因綜述3.1.1地基變形造成工程事故地基在建筑物荷載作用下產(chǎn)生沉降，包括瞬時(shí)沉降、固結(jié)沉降和蠕變沉降三部分，當(dāng)總沉降量或不均勻沉降超過(guò)建筑物允許沉降值時(shí)，影響建筑物正常使用造成工程事故，特別是不均勻沉降，將導(dǎo)致建筑物上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫、整體傾斜，嚴(yán)重的造成結(jié)構(gòu)破壞，建筑物傾斜導(dǎo)致荷載偏心將改變荷載分布，嚴(yán)重的可導(dǎo)致地基失穩(wěn)破壞。3.1.2地基失穩(wěn)造成工程事故結(jié)構(gòu)物作用在地基上的荷載密度超過(guò)地基承載力，地基將產(chǎn)生剪切破壞，包括整體剪切破壞，局部剪切破壞和沖剪切破壞三種形式，地基產(chǎn)生剪切破壞將使建筑物倒塌或破壞。3.1.3地基滲流造成工程事故土中滲流引起地基破壞造成工程事故主要有下述幾種情況滲流造成潛蝕，在地基中形成土洞、溶洞或土體結(jié)構(gòu)改變，導(dǎo)致地基破壞滲流形成流土，管涌導(dǎo)致地基破壞地下水位下降引起地基中有效應(yīng)力改變，導(dǎo)致地基沉降嚴(yán)重的可造成工程事故。除此以外，還有地基滑動(dòng)和地震會(huì)造成地基方面的事故，釀成不可挽回的損失。特殊土以及一些其他的地基同樣也會(huì)讓地基不穩(wěn)，而發(fā)生事故。3.2地基處理方法3.2.1換填墊層法當(dāng)建筑物基礎(chǔ)下的持力層比較軟弱、不能滿(mǎn)足上部結(jié)構(gòu)荷載對(duì)地基的要求時(shí)，常采用換填土墊層來(lái)處理軟弱地基。即將基礎(chǔ)下一定范圍內(nèi)的土層挖去，然后回填以強(qiáng)度較大的砂、砂石或灰土等，并分層夯實(shí)至設(shè)計(jì)要求的密實(shí)程度，作為地基的持力層。（2）具體表現(xiàn)為：置換作用。將基底以下軟弱土全部或部分挖出，換填為較密實(shí)材料，可提高地基承載力，增強(qiáng)地基穩(wěn)定。應(yīng)力擴(kuò)散作用?；A(chǔ)底面下一定厚度墊層的應(yīng)力擴(kuò)散作用，可減小墊層下天然土層所受的壓力和附加壓力，從而減小基礎(chǔ)沉降量，并使下臥層滿(mǎn)足承載力的要求。加速固結(jié)作用。用透水性大的材料作墊層時(shí)，軟土中的水分可部分通過(guò)它排除，在建筑物施工過(guò)程中，可加速軟土的固結(jié)，減小建筑物建成后的工后沉降。防止凍脹。由于墊層材料是不凍脹材料，采用換土墊層對(duì)基礎(chǔ)地面以下可凍脹土層全部或部分置換后，可防止土的凍脹作用。均勻地基反力與沉降作用。對(duì)石芽出露的山區(qū)地基，將石芽間軟弱土層挖出，換填壓縮性低的土料，并在石芽以上也設(shè)置墊層；或?qū)τ诮ㄖ锓秶鷥?nèi)局部存在松填土、暗溝、暗塘、古井、古墓或拆除舊基礎(chǔ)后的坑穴，可進(jìn)行局部換填，保證基礎(chǔ)底面范圍內(nèi)土層壓縮性和反力趨于均勻。因此，換填的目的就是：提高承載力，增加地基強(qiáng)度；減少基礎(chǔ)沉降；墊層采用透水材料可加速地基的排水固結(jié)。3.2.2強(qiáng)夯法用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。強(qiáng)夯置換法適用于高飽和度的粉土，軟-流塑的粘性土等地基上對(duì)變形控制不嚴(yán)的工程，在設(shè)計(jì)前必須通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性和處理效果。強(qiáng)夯法和強(qiáng)夯置換法主要用來(lái)提高土的強(qiáng)度，減少壓縮性，改善土體抵抗振動(dòng)液化能力和消除土的濕陷性。對(duì)飽和粘性土宜結(jié)合堆載預(yù)壓法和垂直排水法使用。強(qiáng)夯法屬高能量夯擊，使用巨大的沖技能使土中出現(xiàn)沖擊波和很大的應(yīng)力，迫使土顆粒重新排列，排出孔隙中的氣和水，從而提高地基強(qiáng)度，降低其壓縮性。強(qiáng)夯法是用于處理碎石土、砂土、粘性土及雜填土等地基。高飽和度的粉土、軟塑及流塑的粘性土等可以用粗顆粒材料進(jìn)行強(qiáng)夯置換。強(qiáng)夯置換必須通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性和處理效果。機(jī)具設(shè)備：主要設(shè)備包括夯錘、起重機(jī)、脫鉤裝置等。夯擊點(diǎn)布置：一般按正方形或梅花形網(wǎng)格排列。其間距根據(jù)基礎(chǔ)布置、加固土層厚度和土質(zhì)而定，一般為5-15m。夯擊遍數(shù)：通常為2-5遍，前2-3遍為“間夯”，最后一遍為低能量的“滿(mǎn)夯”、每個(gè)夯擊點(diǎn)的夯擊數(shù)一般為3-10擊。最后一遍只夯1-2擊。兩遍之間的間隔時(shí)間一般為1-4周。對(duì)于粘性土或沖積土常為3周，若地下水位在5m以下，地質(zhì)條件很好時(shí)，可隔1-2d或進(jìn)行連續(xù)夯擊。加固范圍：對(duì)于重要工程的加固范圍，應(yīng)比設(shè)計(jì)的地基長(zhǎng)、寬各加一個(gè)加固深度；對(duì)于一般建筑物，在離地基軸線(xiàn)意外3m布置一圈夯擊點(diǎn)即可。強(qiáng)夯施工前，應(yīng)試夯，做好強(qiáng)夯前后實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析，確定正式施工各項(xiàng)參數(shù)。夯擊時(shí)，重錘應(yīng)保持平穩(wěn)，夯擊準(zhǔn)確，如錯(cuò)位或夯底傾斜過(guò)大，宜用砂土將坑底整平，才能進(jìn)行下一遍夯擊。每夯擊一遍完成后，應(yīng)測(cè)量場(chǎng)地平均下沉量，然后用土將夯坑填平，方可進(jìn)行下一遍夯擊。最后一遍的場(chǎng)地平均下沉量，必須符合要求。雨天施工，夯擊坑內(nèi)或夯擊過(guò)的場(chǎng)地有積水時(shí)，必須及時(shí)排出。冬天施工首先應(yīng)將凍土擊碎，然后再按各點(diǎn)規(guī)定的夯擊數(shù)施工。3.2.3砂石樁法用于擠密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、雜填土等地基，提高地基的承載力和降低壓縮性，也可用于處理可液化地基。對(duì)飽和粘土地基上變形控制不嚴(yán)的工程也可采用砂石樁置換處理，使砂石樁與軟粘土構(gòu)成復(fù)合地基，加速軟土的排水固結(jié)，提高地基承載力。（1）適用范圍砂石樁用于松散砂土、粉土、黏性土、素填土及雜填土地基。砂石樁法早期主要用于擠密砂土地基，隨著研究和實(shí)踐的深化，特別是高效能專(zhuān)用機(jī)具出現(xiàn)后，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。為提高其在黏性土中的處理效果，砂石樁填料由砂擴(kuò)展到砂、礫及碎石。砂石樁處理飽和黏土地基，如不經(jīng)過(guò)預(yù)壓，處理后地基仍將可能發(fā)生較大的沉降，對(duì)沉降要求嚴(yán)格的建筑結(jié)構(gòu)難以滿(mǎn)足允許的沉降要求。因此，飽和軟黏土上變形控制要求不嚴(yán)的工程也可采用砂石樁置換處理。（2）加固機(jī)理砂石樁加固地基的幾種主要作用如下。擠密、振密作用：砂石樁主要靠樁的擠密和施工中的振動(dòng)作用使樁周?chē)恋拿芏仍龃?，從而使地基的承載能力提高，壓縮性降低。當(dāng)被加固土為液化地基時(shí)，由于土的空隙比減小、密實(shí)度提高，可有效消除土的液化。置換作用：當(dāng)砂石樁法用于處理軟土地基，由于軟黏土含水量高、透水性差，砂石樁很難發(fā)揮擠密效用，其主要作用是部分置換并與軟黏土構(gòu)成復(fù)合地基，增大地基抗剪強(qiáng)度，提高軟基的承載力和提高地基抗滑動(dòng)破壞能力。加速固結(jié)作用：砂石樁可加速軟土的排水固結(jié)，從而增大地基土的強(qiáng)度，提高軟基的承載力。（3）設(shè)計(jì)砂石樁設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有樁徑、樁位布置、樁距、樁長(zhǎng)、處理范圍、材料、填料用量、復(fù)合地基承載力、穩(wěn)定及變形驗(yàn)算等。對(duì)于砂土地基，砂土的最大、最小孔隙比以及原地層的天然密度是設(shè)計(jì)的基本依據(jù)，應(yīng)事先提供資料。樁徑砂石樁直徑可采用300?800mm,可根據(jù)地基土質(zhì)情況和成樁設(shè)備等因素確定。對(duì)飽和黏性土地基宜選用較大的直徑。樁位布置砂石樁孔位宜采用等邊三角形或正方形布置。對(duì)于砂土地基，因靠砂石樁的擠密提高樁周土的密度，所以采用等邊三角形更有利，它使地基擠密較為均勻。對(duì)于軟黏土地基，主要靠置換，因而選用任何一種均可。3.2.4水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）法用于處理粘性土、粉土、砂土和已自重固結(jié)的素填土等地基。對(duì)淤泥質(zhì)土應(yīng)根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性?；A(chǔ)和樁頂之間需設(shè)置一定厚度的褥墊層，保證樁、土共同承擔(dān)荷載形成復(fù)合地基。該法適用于條基、獨(dú)立基礎(chǔ)、箱基、筏基，可用來(lái)提高地基承載力和減少變形。對(duì)可液化地基，可采用碎石樁和水泥粉煤灰碎石樁多樁型復(fù)合地基，達(dá)到消除地基土的液化和提高承載力的目的。（1）適用范圍適用于處理黏性土、粉土、砂土和已自重固結(jié)的素填土等地基。對(duì)淤泥質(zhì)土應(yīng)按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)或通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。就基礎(chǔ)形式而言，既可用于條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)，又可用于箱形基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)。采取適當(dāng)技術(shù)措施后亦可應(yīng)用于剛度較弱的基礎(chǔ)以及柔性基礎(chǔ)。（2）技術(shù)指標(biāo)根據(jù)工程實(shí)際情況，水泥粉煤灰碎石樁可選用水泥粉煤灰碎石樁常用的施工工藝包括長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁、振動(dòng)沉管灌注成樁及長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁三種施工工藝。主要技術(shù)指標(biāo)為：樁徑宜取350?600mm。樁端持力層應(yīng)選擇承載力相對(duì)較高的地層。樁間距宜取3?5倍樁徑。樁身混凝土強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，通常不小于C15。褥墊層宜用中砂、粗砂、碎石或級(jí)配砂石等，不宜選用卵石，最大粒徑不宜大于30mm。厚度150?300mm，夯填度不大于0.9。實(shí)際工程中，以上參數(shù)根據(jù)場(chǎng)地巖土工程條件、基礎(chǔ)類(lèi)型、結(jié)構(gòu)類(lèi)型、地基承載力和變形要求等條件或現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。對(duì)于市政、公路、高速公路、鐵路等地基處理工程，當(dāng)基礎(chǔ)剛度較弱時(shí)宜在樁頂增加樁帽或在樁頂采用碎石+土工格柵、碎石+鋼板網(wǎng)等方式調(diào)整樁土荷載分擔(dān)比例，提高樁的承載能力。設(shè)計(jì)施工可依據(jù)現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79進(jìn)行。3.2.5預(yù)壓法用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土等飽和粘性土地基。按預(yù)壓方法分為堆載預(yù)壓法及真空預(yù)壓法。堆載預(yù)壓分塑料排水帶或砂井地基堆載預(yù)壓和天然地基堆載預(yù)壓。當(dāng)軟土層厚度小于4m時(shí)，可采用天然地基堆載預(yù)壓法處理，當(dāng)軟土層厚度超過(guò)4m時(shí)，應(yīng)采用塑料排水帶、砂井等豎向排水預(yù)壓法處理。對(duì)真空預(yù)壓工程，必須在地基內(nèi)設(shè)置排水豎井。預(yù)壓法主要用來(lái)解決地基的沉降及穩(wěn)定問(wèn)題。3.2.6置換及拌入法置換及拌入法有換填墊層法、振沖置換法、高壓噴射漿法、深層攪拌法、褥墊法等多種方法;采用砂、碎石等材料置換軟弱土地基中部分軟弱土體或在部分軟弱土地基中摻入水泥、石灰或砂漿等形成加固體，與未被加固部分的土體一起形成復(fù)合地基，從而達(dá)到提高地基承載力減少沉降量的目的。3.2.7加筋法加筋法有加筋土法、錨固法、樹(shù)根樁法、低強(qiáng)度砼樁復(fù)合地基法、鋼筋砼樁復(fù)合地基法等多種方法。通過(guò)在土層埋設(shè)強(qiáng)度較大的土工聚合物、拉筋、受力桿件等達(dá)到提高地基承載力，減小沉降，維持建筑物穩(wěn)定。在大部分的工程施工中在確定地基處理方案時(shí)，宜選取不同的多種方法進(jìn)行比選。對(duì)復(fù)合地基而言，方案選擇是針對(duì)不同土性、設(shè)計(jì)要求的承載力提高幅質(zhì)、選取適宜的成樁工藝和增強(qiáng)體材料，保證文明施工、環(huán)保施工。常見(jiàn)的種類(lèi)有三種：土工合成材料，土釘墻技術(shù)和加筋土。結(jié)論地基能否承載得起高層建筑關(guān)鍵在于能否能處理好地基。因此提出地基是提高建筑物安全的重要環(huán)節(jié)。提高地基的承載力能加大地基處理的強(qiáng)度。才能保障建筑物的壽命以及質(zhì)量。地基處理的研究與方案是對(duì)傳統(tǒng)處理地基技術(shù)有了重大的突破，對(duì)工程安全、工程質(zhì)量、工程壽命、環(huán)境保護(hù)與勞動(dòng)保護(hù)等方面都具有重大的意義。通過(guò)對(duì)軟弱地基的處理，改良各種不良地基，使得滿(mǎn)足各種大型和高程建筑的需要。在軟弱地基處理的時(shí)候，要結(jié)合擬建區(qū)域內(nèi)地基土的組成及力學(xué)性質(zhì)