地基处理的方法及优缺点分析论文.doc

中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院毕业论文地基处理的方法及优缺点分析摘要在现今建筑是施工中有较多的地基处理对策，针对不同的情况会采取不同的地基处理。而地基处在在建筑工程中又是建筑施工中首屈一指的重要工作。本次论文简要的介绍了土质大致种类和每种土质的特点。然后概要的介绍了各种类型的地基的特点以及在处理上的难以程度，并且详细的阐述了深、浅基础地基处理的施工过程、工序要求和注意事项。关键词：建筑；土质分析；地基处理 1地基处理的目的、要求与规范1.1 地基处理的概述建筑物是建立在地基基础之上的，地基是一座建筑物的根本。建筑物的所有荷载最终都是要交由地基来承受的，地基的质量直接关系到建筑物的安全实用性能，并且也是包管工程建设质量的关键。所以地基处理是建筑施工中的首要任务。那么地基处理到底是做什么呢？对于大部分建筑物来说，由于建筑物的上部本体的材料的强度是很高的，而天然的地基强度很低，压缩性较大，所以需要在建筑物建设之前对天然的地基进行一系列的设置，包括设置一定的结构型式和尺寸才能解决这个矛盾。对于地基来说，它具有承上启下重要作用， 一方面它处于上部的建筑结构的荷载及地基在反作用力的共同作用下，承受由此产生的内力；另一方面，基础底面的反力放过来又作用于地基，成为地基收到向上的力的荷载，使地基产生应力和变形。总的来说，地基处理的目的就是：1. 改善剪切特性 ；2. 改善压缩特性；3. 改善透水特性；4. 改善动力特性；5. 改善特殊土的不良地基的特性。基础设计时，除了需保证基础结构本身具有足够的刚度和强度外，同时还需选择合理的基础尺寸和布置方案，使地基的强度和沉降保持在规范允许的范围内。因此，基础设计又常被称为地基基础设计。1.2 地基处理的要求上面已经说明了地基处理的重要性，也附带的说明的天然地基和人工地基的概念。在现实生产建设中，有一部分的天然地基属于比较适合建筑生产的，只需要微量的处理便可以投入建设使用，但这种地基只占极少的部分，大部分的地基都需要人工的去处理才能达到建设要求。然而地基处理是有很多要求不容忽视的。地基根据其不同的天然特性分为膨胀土地基、多年冻土地基、岩石地基等众多种类，每种种类的地基在处理上都有不同的特点和要求。但地基处理的目的是为了让其能够适合我们建设生产的需要，所以最主要的要求就是：（1）改善剪切特性 地基的剪切破坏以及在土压力作用下的稳定性，取决于地基土的抗剪强度。因此，为了防止剪切破坏以及减轻土压力，需要采取一定措施以增加地基土的抗剪强度。 （2）改善压缩特性 主要是采用一定措施以提高地基土的压缩模量，藉以减少地基土的沉降。另外，防止侧向流动（塑性流动）产生的剪切变形，也是改善剪切特性的目的之一。（3）改善透水特性 由于地下水的运动会引起地基出现一些问题，为此，需要采取一定措施使地基土变成不透水层或减轻其水压力。 （4）改善动力特性 地震时饱和松散粉细砂（包括一部分轻亚粘土）将会产生液化。因此，需要采取一定措施防止地基土液化，并改善其振动特性以提高地基的抗震特性 （5）改善特殊土的不良地基特性 主要是指消除或减少黄土的湿陷性和膨胀性等特殊土的不良地基特性基处理方法的优缺点分析。1.3 地基处理的重点建筑物的结构、荷载和体型的特点是：大跨度的轻钢结构，荷载小，水平荷载大，建筑体型特大，地面荷载为大面积堆载等特点，因此结构作用产生的基础沉降较小，但地面有大面积堆载50kN/m2，它的变形影响，超过基础底面范围，因此，柱下地基应考虑减少基础附加沉降与地面沉降协调。 根据建筑物的结构特点，应采取加固措施，减少建筑物主体不均匀沉降和地面的沉降。该场地主要是由于有吹填土存在，尤其尚未固结的吹填土，才形成不良地基，因此应首先解决吹填土的处理。 吹填土的分布，在本场地勘察结果揭示出有软弱土层的分布。处理方案的重点应放在处理部分淤泥土层的地段，分出主次，先治淤，治淤区又分一般与重点，淤泥处理好了，场地也就稳定了。2施工中常见基础类型及各自特点2.1 常见的基础类型地基的种类繁多，处理方法也不尽相同。根据受上部荷载的不同，建筑物的基础分为深基础和浅基础两类。浅基础是针对六层及六层以下的较底层建筑物，对于地基来说承受的荷载不是很大，处理的方法相对简单。浅基础有包含刚性基础和扩展基础两类。刚性基础的特点是有较高的抗压性，对自重或者活荷载较大的建筑物有较好的抗压刚性。但整体性、抗弯、抗拉、抗剪性能差，对于水平方向的力没有良好的抗击能力。所以不适合高层建筑。适用于地基坚实，均匀，上部荷载小的一般建筑。目前大部分的低层民用建筑都采用的是这种刚性基础。除了刚性基础外，浅基础中海油一种扩展基础，扩展基础是在刚性基础的本质上添加了钢筋对抗拉抗弯作用，改善了刚性基础对该方面的不足之处。这种基础额抗压、抗弯、抗剪性能都好，一般适合于六层的民用建筑和整体式结构的工业厂房。深基础是指从室外到设计地坪基础底面的垂直距离大于五米的基础。筏板基础由整块式钢筋砼平板或板与梁等组成，分梁板式；平板式。由于其扩大了基础底面积，增强了基础的整体性，抗弯刚度大，故可调整和避免结构局部发生显著不均匀沉降，适用于土质软弱又不均匀的地基。箱型基础由多个封闭式空间的箱体组成，其整体性能好，刚度大，调整不均匀沉降能力及抗震能力强，可清除因地基变形使建筑物开裂的可能，降低总沉降量。除此之外还有壳体基础、十字交叉梁基础、条形基础等。2.2 现在我国工程建设地基基础施工中存在的难题2.3.1 地基建设中的塌方难题 在工程项目的地基建设中，地基的塌方便是一个不可以忽视的难题。 在工程的地基建设整个过程中，如果出现了塌方这种难题，地基土一定会受到扰动，进而进一步的影响到地基的整体承载力，不仅会危害自身的工程建设，还会严重影响周围其他的建筑物的安全，甚至会造成安全事故，酿成重大的人员伤亡的悲剧。特别是在基坑开挖深度较深并穿过不一样的土层时，如果施工方不去根据不一样土层的工程特性来确定地基基坑的边坡开挖坡度和支护方法，就会使得边坡顶部受到堆载或外力的振动产生变形，因此引发塌方难题。大概是由于工程施工方在开挖土方时施工不妥，在需要作支护的时候没有去做应有的保护，也会造成塌方。 2.3.2 地基缺乏保护 工程项目的地基建设中另一个重要问题是地基处理好后以及在投入使用的过程中没有得到充足的保护，特别是在南方的多雨地区进行工程施工，如果不处理好地下水的问题，就会对地基建设带来严重的危害。如果地基的基础缺乏充足的保护，防水、排水对策不到位，就会造成地基进水，这样不但会造成地基基础施工困难，并且对地基的质量也会造成损害。特别是在多雨季节，一定要包管地基建设的基坑没有积水，及时的将被水浸泡的地基表层松软土部分清除。2.3.3 地基建设中的办理不善在地基处理过程中，由于办理方的疏忽，没有考虑其他因素会对地基质量造成影响问题。比如说，办理人员办理疏忽造成基坑填埋与设计不符，就会引起基坑的抗压力度不够，从而造成基坑的变形，影响地基建设的质量。3常见的地基处理方法与优缺点分析3.1 常见的地基处理方法常用的地基处理方法有：换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法等。 3.1.1 换填垫层法换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。其主要作用是提高地基承载力，减少沉降量，加速软弱土层的排水固结， 防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。3.1.2 强夯法强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土，软-流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程，在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度，减少压缩性，改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。 3.1.3 砂石桩法砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基，提高地基的承载力和降低压缩性，也可用于处理可液化地基。对饱和粘土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理，使砂石桩与软粘土构成复合地基，加速软土的排水固结，提高地基承载力。 3.1.4 振冲法振冲法分加填料和不加填料两种。加填料的通常称为振冲碎石桩法。振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土和饱和黄土地基，应在施工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。振冲碎石桩主要用来提高地基承载力，减少地基沉降量，还可用来提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度。 3.1.5 高压喷射注浆法高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时，应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。高压旋喷桩的处理深度较大，除地基加固外，也可作为深基坑或大坝的止水帷幕，目前最大处理深度已超过30m. 3.1.6 预压法预压法适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。当软土层厚度小于4m时，可采用天然地基堆载预压法处理，当软土层厚度超过4m时，应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程，必须在地基内设置排水竖井。预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。 3.1.7 夯实水泥土桩法夯实水泥土桩法适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。该法施工周期短、造价低、施工文明、造价容易控制，目前在北京、河北等地的旧城区危改小区工程中得到不少成功的应用。3.1.8 石灰桩法石灰桩法适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、杂填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土层时，可采取减少生石灰用量和增加掺合料含水量的办法提高桩身强度。该法不适用于地下水下的砂类土。 3.2 浅谈地基基础缺陷处理及地基加固3.2.1 地基处理的缺陷地基基础缺陷的处理应综合考虑下列因素：地基基础缺陷的种类及其对建筑物使用、安全、耐久性等方面的影响；上部结构的整体性、安全度、使用要求等具体情况对地基基础变形的适应性；地基基础变形、结构变形的数值，发展速度和趋势；地基基础缺陷和加固上部结构的可能性和经济性。 3.2.2 地基处理的措施地基基础处理的措施有：对上部结构进行维护；对上部结构进行加固或减荷，基础加固、地基加固。上述几种措施有时不单独采用，有时需多种措施综合采用。这些措施的选择，往往需要对上部结构和地基基础作全面的考虑，提出不同的方案，进行经济和技术上的比较，从而选择合理的方案。必要时还应对缺陷形成的原因及现实，从使用和维护上采取相应的防范措施。地基基础缺陷处理的一般原则如下：当地基基础的变形已经趋于稳定时，一般可不作地基或基础的加固。当地基不均匀沉降尚未趋于稳定时，一般考虑“等待沉降稳定”、“加速沉降稳定”和“制止沉降”三种方法处理。基础扩大底面积的加固，适用于地基承载力不足等情况。增大底面积应由地基强度验算确定。当地基强度满足要求而缺陷仅仅表现为不均匀沉降，变形过大时，采用增大基础底面积的加固，主要由地基变形计算来加以确定。 更换地基和震动打桩加固都可能引起地基附加沉降，上部结构变形会有新发展。采用此类方法应对生产附加地基沉降有所估计，必要时采取相应措施，挖钻孔灌桩，压力灌浆加固地基使地基避免受到附加影响，但施工也比较复杂。地基加固后应做必要的质量检查，如贯入度实验等。加固前加固后都应作好沉降的观测记录工作。打桩加固地基的设计原理有的是在打桩时使周围土壤加密，有的是用桩承重，也有两者同时采用的。被打入的桩可为木桩、钢管桩、钢筋砼桩等。在加固量较大时宜将桩拔出重复使用，而在桩孔内填实粗砂、砼、石灰等材料。 结束语综上所述，根据不同的土质及建筑地的环境气候的不同，对地基的处理也是有不同要求的。而且地基处理时一个施工的必要工程，每一细节都直接影响着施工的整体质量。随着现在建设技术与施工条件的飞速发展，日后也必将出现跟多的地基处理方法以及针对更多特殊环境下的地基处理方法。会让地基处理的技术更加全面。参考文献 1叶观宝地基加固新技术（第一、二版）M北京：机械工业出版社，1998. 2陈仲颐，叶书麟主编基础工程学M北京：中国建筑工业出版社，1990. 3 JGJ 79-2002.建筑地基处理技术规范. 4 龚晓南等编，地基处理手册。中国建筑工业出版社，2000 . 5 杨仲元.软土地基处理技术M. 北京：中国电力出版社 ，2009. 6 陈必盛，高压喷射注浆在软土地基处理中的