软弱地基的处理方法论文.doc

浙江工业职业技术学院建筑工程分院 毕业综合实训毕业论文（设计）浙江工业职业技术学院毕业论文 题 目 软弱地基的处理方法 分 院 建筑工程分院 专 业 建筑工程技术 班 级 11建筑工程技术1班 姓 名 刘宇翔 学 号 110504150 指导教师 周 莲 君 2014年 5月10日软弱地基的处理方法摘 要：在我国建筑工程的建设中，经常需要对软弱地基进行处理。本文分析了软弱地基形成的原因，并针对软弱地基的实际情况，提出了一些常用的处理方法，软弱地基处理的优劣，关系到整个工程的质量。合理的软弱地基处理、上部结构设计 ，从而有利于减轻软弱地基对工程建设的影响，提高工程的质量，获得良好的经济效益和社会效益。除传统的处理方法外，本文还提出了一些新的处理方法以及可持续发展方面的一些方法。关键词：软弱地基、 处理方法、 可持续发展 目 录一、绪 论4二、软弱地基形成的原因5三、软弱地基处理63.1软弱地基的处理方法63.1.1换填垫层法73.1.2预压法73.1.3挤密法73.1.4深层搅拌法83.1.5高压喷射注浆法83.1.6灌浆法83.1.7强夯法83.1.8加筋法9 3.2软弱地基的局部处理方法 93.2.1松土的处理93.2.2砖井和土井的处理103.2.3局部范围内硬土处理103.2.4管道处理103.2.5橡皮土的处理11四、软弱地基处理方法的综合应用114.1地基与构造物处理的综合运用114.2软弱地基处理方法的选择124.2.1地质条件124.2.2设计施工条件124.2.3场地环境条件124.2.4结构物条件13五、建筑设计中采用的措施135.1建筑设计简单化和划分135.2增强结构整体刚度145.3注意相连建筑物的相互影响145.4减轻建筑物的自重15六、软弱地基处理的创新与可持续发展156.1添渗外加剂156.2综合应用水平方面166.3可持续发展方面16结 论17一、绪 论 软弱土一般指土质疏松、压缩性高、抗剪强度差的软土和未经处理的填土。持力层主要组成的地基称作软弱地基。在珠江三角洲地区，最常见的软土主要为淤泥、淤泥质土、泥炭土等，它们有一个共同的特点就是：乘积时间短、含水量高、压缩性高、抗剪强度低、灵敏度高。在软弱土层上建（构）筑物时，采用天然地基其强度往往不能满足设计要求，遇到诸如土体稳定、变形等一系列问题。随着我国建筑工程项目的不断增多，软弱地基的处理变的越来越重要，软弱地基处理的好坏，不仅关系到工程建设的速度，而且关系到工程建设的质量因此提高软弱地基处理方法具有重要的价值和意义。工程概况工程位于江苏省苏州市太仓市沙溪镇百合北路与陶弯路交叉口处，工程名称为爱克（苏州）机械有限公司新建二期工程3#、4#车间，3#建筑面积3934.01平方米，4#建筑面积4832.87平方米，总建筑面积为8766.88平方米，3#、4#建筑高度为14.1米，3#建筑层数为一层（局部三层），4#建筑层数为一层，3#、4#建筑结构为排架、框架结构，钢结构与混凝土结构相结合。建筑单位：爱克（苏州）机械有限公司；监理单位：苏州汉丰监理有限公司；设计单位：江苏省科佳工程设计有限公司；施工单位：江苏省建设集团有限公司。二、软弱地基形成的原因 软弱地基是由淤泥、淤泥质土、杂填土、冲填土或者其它高压缩性土层形成的地基，这些地基基本上很少受到地质变动或者地形的影响，也从没有受到过地震、荷载等物理作用的影响，更没有受到土颗粒间化学作用的影响。软弱地基是一种不良的地基，其稳定性非常的差、强度较低、压缩性较高、容易出现液化，沉降量也很大。因此在工程的建设过程中，要充分考虑地基的变形和稳定等问题。在软弱地基上建设的工程，由于其地基强度不够和变形，往往不能满足工程的质量，所以要采用一定的措施，对软弱地基进行处理，从而提高地基的稳定性，减少地基的沉降和不均匀下降。三、软弱地基处理3.1软弱地基的处理方法软弱地基的处理的方法主要包括为：换填垫层法、预压法、挤密法、深层搅拌法、高压喷射注浆法、灌浆法、强夯法、加筋法等。3.1.1换填垫层法该方法是用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中的部分或全部软土层，并分层夯实成低压缩性的地基持力层，地基持力层有利于防止地基的冻胀，有利于提高地基的承载能力，也有利于加速软土的排水固结，同时也有利于减少地基的沉降量。3.1.2预压法预压法有两种分类方法，一种是堆载预压法，另外一种是砂井预压法。此种方法有利于利用外载作用，提高软土的排水固结，增强它的抗剪强度和能力。由于预压目的不同，需要采用不同的预压方式。如果利用预先荷载加压，能够减少建筑物的沉降量；如果利用建筑物本身的荷载分级加荷进行预压，能够增加地基强度和提高地基的承载能力。砂井预压法是在软土层中按一定距离设置砂井来改变软土层的排水边界条件，该方法可以加速软土的固结，缩短预压时间。该方法是在通过在软土层中按一定的距离设置砂井，通过设置的砂井来改变软土层的排水条件，排水条件的提高有利于加速软土的固结，有利于减少预压的时间。3.1.3挤密法该方法是通过望土中打入桩管成孔，并把填入孔中的砾石等材料捣实。此种方法主要针对的是含砂粒、瓦屑的杂填土等较多的松散土地基，对于粘性大的饱和软土地基不太合适。3.1.4深层搅拌法该方法通过水泥、石灰等建筑材料的固化剂，运用深层搅拌机械对各种材料进行搅拌，使得固化物和软土搅拌均匀，从而产生一系列的物理或者化学反应，这样就能够使得软土强度大大高于天然强度，其压缩性、渗水性比天然软土大大降低。该方法适合于各种成因的软土层，尤其是对于厚度较大的饱和软黏土。3.1.5高压喷射注浆法该方法是使用较大的压力，把水泥浆液从管路中喷射而出，该方法能够通过切割破坏土体，并能和土拌和均匀，并产生部分的置换作用，通过自然凝固后成为拌和桩体，并与地基形成良好的复合地基。3.1.6灌浆法该方法通过运用钻机成孔，根据需要灌浆的合适的深度，把注浆管慢慢放入孔中，并使得钻孔的周围和顶部用东西封死，然后开始启动压力泵，往孔隙和岩石的间隙中注入搅拌均匀的水泥浆。3.1.7强夯法该方法能够通过较大的压力和冲力对地基产生很大的作用，从而使得地基得到加固，使得的土的压缩性进一步缩小，增大了地基的强度，使得地基的抗液化的能力得到加强，大大降低和消除黄土的是湿陷性。同时，该方法有利于使得土层均匀，预防以后出现的差异沉降。3.1.8加筋法该方法是运用强度较大的条带、纤维等土工聚合物埋入土层中，它有利于增加地基的承载力，降低或者消除地基的沉降量，提高建筑物的稳定能力。对于强度较大的土工合成材料，使得地基能够承受更大的抗拉力，减少地基的断裂的可能，使得地基的整体性和刚度得到进一步增强，增强地基的承载能力，改善地基土体的应力场和应变场。该方法适合于各种软土地基和各种高填土等。3.2软弱地基的局部处理方法 在工程建设中，需要经常对地基作局部的加固处理，这样可以保证工程的质量，缩短工程建设的进度。在对软弱地基作局部处理时，要首先查明局部地基异常的原因和范围，然后根据软弱地基的实际情况，适用各种软弱地基处理方法，使得建筑物的各个部位的沉降量趋于一致，从而较少地基的不均匀沉降。3.2.1松土的处理当遇到范围较小的松土坑时，可以先将松软土挖掉至老土，然后用压缩性相近的材料回填，当天然土为砂土时，用砂或级配砂石回填，回填时应分层洒水，夯实或用平板振捣器振密，每层厚度不大于20cm，同时根据土的性质和范围的不同，采用不同比例的灰土分成夯实。应通过配置适当的钢筋提高地基上部的刚度能力。3.2.2砖井和土井的处理如果砖井在基槽的中央，这时的内填土已经变得很密实，当出现这种情况时，应把井的砖圈放低到槽低下面1米的位置，同时用合适比例的灰土夯实到槽低，当井的直径大于1.5米以后，这时采用提高上部结构的刚度，并运用钢筋做墙内的地基，使得地基梁跨越砖井，对于井在基础的转角处的情形，一方面应对基础进行必要的加固处理，另一方面采用拆除回填的方法进行合适的处理。3.2.3局部范围内硬土处理对于桩基周围有部分过分坚硬的土质时，要对这些东西进行局部的处理，这就需要挖掉旧的墙基、老灰土、大树根等等，这样就能减少地基的不均匀下降，也能有效避免建筑物建成之后的开裂，从而保证建筑物的质量。3.2.4管道处理对于槽底附近的上下水管道，要采取其它的措施，防止出现漏水情况，避免出现水侵湿地基，使得地基出现不均匀的沉降。对于在槽底下方出现管道的情况，要把管道进行清除，或者将基础局部落低，使得管道穿过基础墙，同时也要防止建筑物下沉，从而对管道形成破坏漏水，造成地基的不均匀沉降，影响建筑物的质量问题。3.2.5橡皮土的处理对于地基的土质出现粘性土的时候，这种土一般含有较多的水分，对这部分进行夯排以后，就会形成所谓的橡皮土，因此，对于这样的情况，要采用其它办法先进行处理，比如进行晾槽或者使用白灰沫等办法，使得土的含水量得到有效的降低，对于出现的地基颤动情况，应把这些土进行全部的挖除，并填入相应部分的砂土，从而消除地基颤动情况。四、软弱地基处理方法的综合应用4.1地基与构造物处理的综合运用解决因路堤沉降量大于构造物在衔接处的沉降量而产生“错台”的现象，现在多采用：采用过渡式路面，在路堤下沉后加铺面层，改正高度。此法施工简便易行，但容易形成永久性病害，而且需要不断养护。设置枕梁，采用搭板。近几年此法在处理桥头“错位”跳车中使用较多，可缓和桥头跳车，但不能消除不均匀沉降和对桩体产生的负摩阻力，如地基沉降量较大时，则可能出现“驼峰”。若对地基和路堤的处理综合考虑，地基处理同路堤减载或采用搭板复合应用，综合发挥各自的功能，使处理效果得以加强，能够达到最佳效果。4.2软弱地基处理方法的选择在地基处理中，我们要遵循的原则是：技术先进、经济合理、安全适用、确保质量3。可根据以下条件进行选择：4.2.1地质条件不同的方法适用于不同的地质条件，可参看规范。4.2.2设计施工条件设计时应考虑工期及用料情况：工期不宜安排得太紧；时间充分，施工时地基稳定性好，遗留问题少。工程用料要求就地取材。施工时应采用科学的管理方法。4.2.3场地环境条件要考虑施工时对周围环境的影响。如：新填土会挤压原有道路、房屋，产生侧向位移或附加沉降；用砂桩、砂井时，施工有噪声，靠近居民点会扰民；采用降低水位法时，要考虑引起周围地基的下沉和对周围居民用水的影响故应预先调查或做隔水墙，并考虑施工后注水复原的问题；采用填土堆载时要有大量的土料运进运出工地，会影响交通和环境卫生；打石灰桩、灌注药物或采用电渗排水时，会污染周围地下水，应慎重对待。4.2.4结构物条件要考虑结构物的等级、结构体系、断面形状、位置、埋深、使用要求和建筑材料等因素对所选择加固方法的影响，特别是有地下结构物（地下室、涵洞、地铁等），或者结构物高低不同、沉降不均时，应当特别注意。五、建筑设计中采用的措施5.1建筑设计简单化和划分在不改变建筑物使用要求的前提下，建筑物的设计要尽量简单，对于复杂的建筑物，应根据建筑物的实际情况，可以把建筑物进行适当的划分，从而形成各个较好的单元，对于建筑物的差异大的情况，可以把建筑物的距离离开一定的距离。如果拉开一定距离的两个单元需要进行连接时，可以采用自由沉降连接，或者运用其它措施进行处理。5.2增强结构整体刚度建筑物常因功能的需要，使本身具有一定的刚度，一般工业及民用建筑刚度比较大的有两种，一种为绝对刚性，如钢筋混凝土筒仓，烟囱等；另一种为相对刚性，如多层砖石房屋，多层钢筋混凝土框架，它具有一定的刚度，可是它的强度较低，不能与它的刚度协调一致，其抗拉能力尤弱，因此碰到软土地基时应适当增加其关键部位的抗拉强度，这样有利于利用建筑物的刚度来调整建筑物部分不均匀沉降。此外在建筑物的相应部位可设置沉降缝以减少不均匀沉降。沉降缝设置的部位应在：建筑物长高比过大的适当部位。平面形状复杂建筑物的转折部位。地基压缩性有明显不同处。建筑结构类型不同处。建筑物高度和荷载差异处。分期建造房屋的交界处。拟设置伸缩缝处。通过以上部位设置沉降缝可大大减少由于地基土软弱引起的不均匀沉降缝。5.3注意相连建筑物的相互影响建筑物荷载不仅使本建筑物下的土层产生压缩变形，在它以外一定范围内的土层，由于受到基础压力扩散的影响也将产生压缩变形，这种变形随着距离增加值逐渐减小，由于软土地基的压缩性很高，当两建筑物之间距离较近时，这类附加不均匀压缩变形甚大，常造成邻近建筑物的倾斜或损坏，若被影响建筑物的刚度强度较差时，危害主要表现为产生裂缝；当刚度强度较好时则表现为建筑物的倾斜。5.4减轻建筑物的自重减轻自重可减少建筑物的总沉降量，从而有利于对不均匀沉降的控制。也可在预先估计沉降量大的部分减轻自重，用以直接调整不均匀沉降。由于一般砖石结构民用建筑墙身重量所占比例很大，故若能用轻质材料和改变结构体系来减轻。六、软弱地基处理的创新与可持续发展6.1添渗外加剂以前的地基处理方法大多从机械设备着手，从而建立某种工法，而从材料入手提高地基处理质量和效果的较少。高性能土壤固化剂土壤混合后，特别是与高含水量和富含有机质的淤泥发生一系列物理化学反应，形成相互连接的网状结构，从而提高固化土的强度，减少地基变形。通过室内实验和现场试验证明，用高性能土壤固化剂作地基处理特别是对软弱地基的处理很有效，比普通水泥加固效果好的多，此项技术在国外应用已相当普遍已有很成熟的研究机构和公司，但在国内尚属起步阶段。6.2综合应用水平方面视多种地基处理方法的综合应用可取得较好的社会经济效益。真空预压法与高压喷射注浆法结合可使真空预压应用于水平渗透性较大的土层，而高压喷射注浆法与灌浆相结合使纠偏加固技术提高到一个新的水平。单用动力固结法(俗称强夯法)处理饱和软粘土地基时却极易产生“橡皮土”现象，难以达到预期效果。为此，岩土工程界将强夯法和排水固结法结合起来，开创了“动力排水固结法”这项新技术。6.3可持续发展方面我国建筑地基处理技术规范jgj792002已经将粉煤灰正式列为换填垫层法可采用的一种垫层材料。渣土桩又称“孔内深层夯扩挤密桩”，是一种新型地基处理方法，其充分利用建筑垃圾，变废为宝，施工现场干净无污染。地基处理技术还被用于防止有害物渗出液污染地下水以及防止其他已被污染区域地下水的流动造成污染扩散。近期出现的处理新技术是让被污染的地下水通过含有将地下水中有害物变性、吸收及降解的铁屑或碳颗粒的活性截水墙prb使地下水得到净化。结 论 软弱地基是一种不良的地基，其稳定性非常的差、强度较低、压缩性较高、容易出现液化，沉降量也很大。在对软弱地基处理上可以根据工程地质条件、设计施工条件场、地环境条件和结构物条件来选择以下方法对软弱地基的处理：换填垫层法、预压法、挤密法、深层搅拌法、高压喷射注浆法、灌浆法、强夯法、加筋法等方法，让地基增强强