地基與基礎工程論文

導語：軟土地基指以軟土爲主,與粉砂、泥炭等一些其它土層相間組成的地基,當然也存在厚度幾十米、上百米而土質較均勻的軟土地基.以下小編爲大家介紹地基與基礎工程論文文章，歡迎大家閱讀參考!

地基與基礎工程論文

近年來,隨着國民經濟持續快速發展,城市建設、基礎設施投入的不斷加大,我國土木工程建設發展很快,土木工程功能化、城市建設立體化、交通高速化,以及改善綜合居住環境已成爲現代土木工程的特徵,工程建設對地基提出了更高的要求.我們在工程設計中,常常遇到天然地基強度不足,壓縮性過大或不均勻時,往往需對地基進行加固或處理.

1 建築基礎工程地基土壤分析

地基土是由土壤顆粒、水、空氣三部分組成的,軟弱地基是由於天然土壤中的水及空氣含量過大所造成的,在這種條件下,土壤的承載力較低,而且壓縮變形量也大.含水量大、密實性差的地基土就需要經過人工加固處理.軟弱地基的加固原理實質是將土壤由鬆軟變密實,使土壤中的水及空氣含量由高變低的過程,以達到改善地基性質、提高地基承載力、增加地基穩定性、減少地基變形的目的.

軟土地基指以軟土爲主,與粉砂、泥炭等一些其它土層相間組成的地基,當然也存在厚度幾十米、上百米而土質較均勻的軟土地基.在荷載作用下,軟粘土地基承載能力低,地基沉降變形大,不均勻沉降也大,而且沉降穩定歷時比較長.在比較深厚的軟粘土層上,結構物基礎的沉降往往持續數年乃至數十年之久.地基處理方法,可以按地基處理原理、地基處理的目的、處理地基的性質、地基處理的時效、動機等不同角度進行分類.

2 地基加固處理技術一——強夯法

強夯法亦名動力固結法是一種快速加固軟基的方法,它是將很重的錘( 一般爲100 ～ 400kN) 提起從高處自由落下( 落距一般爲6 ～ 40m),以衝擊荷載夯實軟弱土層,使地基受衝擊力和振動,土層被強制壓密,從而提高地基土強度,降低土層的壓縮性,以達到地基加固的目的.

強夯法是在淺層夯擊法基礎上發展起來的,但又是與淺層夯擊法迥然不同的一項新技術,二者的根本區別在於淺層夯擊法的夯擊能量小,僅適用於含水量較低的'回填土或黃土等的表層加固,影響深度1 ～ 2m.而強夯法加固深度和採用的夯擊能量遠大於淺層夯擊法.

2.1 複合加固強夯法的主要形式

(1) 強夯加袋裝砂井( 或塑料排水板法),以加速飽和軟粘土的排水固結.

(2) 強夯拌合法：在飽和軟粘土上鋪設0.5 ～ 2.0m 厚墊層( 可用礦渣、鋼渣、碎石或“山皮土”等),在高能量夯擊作用下,使上部墊層與下伏軟土發生機械混合,改變軟土性質,使整體剛度加大,提高了地基土的承載力.

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(3) 強夯擠淤加固法：對於厚度不大( 一般控制在3 米以內) 的淤泥層採用拋填塊石後再強夯,使大塊石強迫落到淤泥底層硬土層上,同時將大部分淤泥擠出,部分留在石縫中,所以這是一種強夯置換法.

(4) 點夯築柱法：用強夯法築柱,實際上是單點置換法.

單點可作柱基用.如果大面積點夯,柱體間距不大時,可以按複合地基考慮.採用上述複合加固強夯法,其加效果要比單用強夯加固軟土的效果好得多.

2.2 軟土地基加固的強夯法應注意的問題

(1) 強夯對於以泥炭爲主的軟土層,仍有明顯效應.

(2) 對於基礎面積較小的軟粘土地基,如柱基、墩基等,採用強夯,即使不能形成良好的排水通道,產生周圍隆起,但也能達到強迫預沉降,強迫換土的效果.

(3) 軟粘土採用強夯,最好配以較疏的砂並,而砂井的井徑,儘可能採用較大直徑,以加強壓密排水效應.

(4) 軟粘土採用強夯,孔隙壓力消散遲緩,相鄰夯點,先後夯擊的間歇時間,常須達到3 ～ 5 星期,如果平均按一個月計算,則整個施工期問,必須在3 個月以上.在工期要求及施工組織工作上,需要精心安排.強夯法對碎石土、砂土、粉土、雜填土、素填土及低飽和度的粘性土、溼陷性黃土均有較好的加固效果.對飽和土地基加固效果的好壞關鍵在於排水,如飽和砂土地層滲透性好,超孔隙水壓力容易消散,加固效果就好.在軟土地基加固中,目前廣泛採用的複合加固強夯法,加固效果比較好.

　3 地基加固處理技術二——灌漿法

灌漿法的實質是用氣壓、液壓或電化學原理,把某些能固化的漿液注入各種介質的裂縫或孔隙,以改善地基的物理力學性質.透過鑽孔在土中灌入極濃的槳液,在注漿點使土體壓密而形成漿泡.當漿泡的直徑較小時,灌漿壓力基本上沿鑽孔的徑向即水平向擴展.隨着漿泡尺寸的逐漸增大,便產生較大的上擡力而使地面拾動.當合理地使用灌漿壓力並造成適宜的上擡力時,能使下沉的建築物回升到相當精確的範圍.簡單地說,壓密灌漿是用濃漿置換和壓密土的過程.

壓密灌漿的主要特點之一,是在較軟弱的土體中具有較好的效果.粘土地基中若有適宜的排水條件也可採用,若因排水不暢而可能在土體中引起高孔隙水壓力時,就必須採用很低的注漿速率.高壓噴射注漿也是灌漿法的一種,是最常用於加固軟土地基的方法,但是有其獨自的特點.所謂高壓噴射注漿,就是利用鑽機把帶有噴嘴的注漿管鑽進至土層的預定位置後,以高壓設備使漿液或水成爲20MPa 左右的高壓流從噴嘴中噴射出來,衝擊破壞土體.當能量大,速度快和呈脈動狀的噴射流的動壓超過土體結構強度時,土粒便從土體剝落下來.一部分細小的土粒隨着漿液冒出水面,其餘土粒在噴射流的衝擊力、離心力和重力等作用下,與漿液攪拌混合,並按一定的漿土比例和質量大小有規律的重新排列.漿液凝固後,便在土中形成一個固結體.固結體的形狀和噴射流移動方向有關.一般分爲旋轉噴射( 簡稱旋噴) 和定向噴射( 簡稱定噴) 兩種注漿形式.旋噴時,噴嘴一面噴射一面旋轉和提升,固結體呈圓柱狀.主要用於加固地基,提高地基的抗剪強度、改善土的變形性質,使其在上部結構荷載直接作用下,不產生破壞或過大的變形.作爲地基加固,通常採用旋噴注漿形式,使加固體在土中成爲均勻的圓柱體或異形圓柱體.

地基處理方法:紅葉牌加固注漿 地基加固注漿機 攪拌樁加固注漿機

其加固體形成機理如下：

高壓噴射流衝擊土體時由於能量高度集中地衝擊一個很小的區域因而在這個區域內及其周圍的土和土結構的組織之間,受到很大的壓應力作用,當這些外力超過土顆粒結構的破壞臨界數值,土體便受到破壞.由於高壓噴射流是高能高速集中和連續作用於土體上,壓應力和沖蝕等多種因素總是同時密集在壓應力區域內發生效應,因此,噴射流具有衝擊切割破壞土體並使漿液與土攪拌混合的功能.

單管噴射注漿使用漿液作爲噴射流；二重管噴射注漿也以漿液作爲噴射流,但在其外周裹着一團空氣流成爲複合噴射流；三重管噴射法注漿,以水氣爲複合噴射流並注漿填空；多重管噴射許遲的高壓水射流把土衝空以漿液填充.四者使用的漿液都隨時間逐漸凝固硬化.

旋噴時,高壓噴射流在地基中把土體切削破壞.其加固範圍就是噴射距離加上滲透部分或壓縮部分的長度爲半徑的圓柱體.一部分細小的土粒被噴射的漿液所置換,隨着液流被帶到地面上( 俗稱冒漿),其餘的土粒與漿液攪拌混合.在噴射動壓,離心力和重力的共同作用下,在橫斷面上土粒質量大小有規律地排列起來,小顆粒在中間部位居多,大顆粒多在外側或邊緣部分,形成了以漿液爲主體、攪拌混合和壓縮的滲透等部分,經過一定時間便凝固成強度較高滲透係數小的固結體.

高壓噴射注漿適用地層較廣.目前,主要用於鬆散、軟弱土層,如第四紀的衝( 洪) 積層、殘積層、淤泥和人工填土等.在N<,15 的砂類土、N<,10 的粘性土、粉土和黃土中易取得較好的效果.但堅硬土層、含大礫( 塊) 石或礫( 塊) 石量多的土層及含大量纖維質的腐植土,處理效果變差,有時可能不如靜壓灌漿,在有地下水勁流的地層、永久凍土層和無充填物的岩溶地段,採用也需慎重.

4 結語

綜上所述,在建築基礎工程中,地基加過處理方法很多,每種方法均有它的適用範圍、侷限性和優缺點.因此對每一具體工程都應從地基條件、處理要求、工程費用以及材料機具來源等各方面進行綜合考慮,以確定合適的地基處理方法.