浅谈土力学与地基基础

浅谈土力学与地基基础摘要：土力学是一门学科，其客体是土，其研究对象涵括了土体的稳定性、强度、形体的变化、渗透与流动等多个方面。而地基基础的共同作用是指：地基土与基础（各类型的桩，包括：柔性桩、半柔性桩、刚性桩等共同上部结构荷载。地基土与基础之间的荷载分担比是根据基础变形协调条件确定的。地基处理或基础加固就是视基础沉陷量大小的控制要求确定地基补强的程度和发挥原地基土承载力的程度。影响地基土与基础的荷载分担比因素主要有：基础（包括加固体）刚度的大小、地基土的土性、基础形式等。地基的安全性，又起着至关重要的作用。土与结构共同作用，以及合理紧密的联系，将会为安全提供有力的保障，关键词：土力学地基地基基础安全性引言地基基础的施工质量的好坏，直接影响到建筑物的安危和寿命，以及施工成本和工程整体顺利进行。基础是建筑物和地基之间的连接体。基础把建筑物竖向体系传来的荷载传给地基。从平面上可见，竖向结构体系将荷载集中于点，或分布成线形，但作为最终支承机构的地基，提供的是一种分布的承载能力。建筑物地基的安全性，是指建筑物在施工和使用阶段的稳定性，决定了建筑是否能安全地使用。而建筑物在施工过程中最初使用阶段，地基都会发生一定量的沉降，沉降量在一定范围内认为是正常的、是允许的，超过一定的范围，即属地基失稳，可能会造成严重事故，或建筑物开裂，或缩短建筑物的使用年限，甚至造成建筑物整体坍塌。为及时掌握地基的安全性，地基稳定之前定期观测其沉降变化是非常必要的，如出现沉降异常，，应尽早采取补救措施，确保建筑物的安全。在常规的地基基础设计过程中，上部结构和基础往往被作为两个独立的单元进行考虑，这种设计方法没有考虑上部结构与地基基础的共同作用，从而导致上部结构的实际内边与常规设计的理论值有很大。因此，如何根据上部结构来选择合适的地基基础，如何与土力学良好的结合起来，是眼下所有的工程建筑中需要慎重考虑的。二、建筑物地基失稳1、主要表现形式（1）沉降不均匀。即差异沉降过大，从而导致建筑物裂缝损坏或倾斜。（2）沉降速度过快。沉降速度是衡量地基变形发展速度与状况的一项重要指标，过快的沉降可能是基础受力失稳的一种表现，给建筑物的稳定留下隐患。（3）累计沉降量过大。特别是软土及稳定性黄土的地基常常发生较大的沉降量。过大的沉降相当于改变了建筑物的设计标高，从而可能引起水倒灌，管道拉裂，污水不易排出等不良现象。另一方面，过大沉降可能使建筑物稳定历时过长。2、建筑物地基失稳产生的主要原因（1）勘测资料不完善，资料不准确。如勘测报告提供的地基承载力太高，其实地层较松软，导致地基剪切破坏使建筑物倾斜、开裂。（2）施工中人工降水或建筑物使用后大量抽取地下水，导致地基不均匀下沉。（3）地基浸水，包括地面水渗入地基后引起附加沉降，地基长期泡水后，承载力降低而产生不均匀下沉。（4）软土或湿陷性黄土地基，设计没有采取必要措施，造成地基产生过大沉降。（5）地质土质不均匀，物理力学性能相差很大，或地基上层厚薄不均匀，压缩变形差异大，使地基产生不均匀沉降。（6）打桩方法及工艺不当，造成桩入土深度不够或灌入度太大，桩身倾斜或打断，引发地基异常沉降。二、地基的处理方法在选择地基处理方法时，应综合考虑场地工程地质和水文地质条件、建筑物对地基要求、建筑结构类型和基础型式、周围环境条件、材料供应情况、施工条件等因素，经过技术经济指标比较分析后择优采用。地基处理设计时，应考虑上部结构，基础和地基的共同作用，必要时应采取有效措施，加强上部结构的刚度和强度，以增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力。对已选定的地基处理方法，宜按建筑物地基基础设计等级，选择代表性场地进行相应的现场试验，并进行必要的测试，以检验设计参数和加固效果，同时为施工质量检验提供相关依据。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、水泥土搅拌法、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、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。1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。2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3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。4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。5水泥土搅拌法分为浆液深层搅拌法（简称湿法）和粉体喷搅法（简称干法）。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。不宜用于处理泥炭土、塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基。6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。7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。主要用来解决地基的沉降及稳定问题。8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。9水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。10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。11柱锤冲扩桩法适用于处理杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基，对地下水位以下的饱和松软土层，应通过现场试验确定其适用性。地基处理深度不宜超过6m。12在确定地基处理方案时，宜选取不同的多种方法进行比选。对复合地基而言，方案选择是针对不同土性、设计要求的承载力提高幅质、选取适宜的成桩工艺和增强体材料。三近年来，复合地基得到了广泛应用，复合地基可以提高地基持力层承载力，提高土体弹性模量，有效地控制建筑物沉降。北京地区有些工程已经通过在高层建筑下采用复合地基的方法来替代桩基，以解决高层建筑主体与裙房之间差异沉降的问题。不论采用哪种方法，如果采用施工后浇带而不设置永久变形缝，都应依据相关规范计算裙房和高层建筑的整体倾斜。当采用地基处理时，在结构设计图纸上，应明确规定采用地基处理后，高层建筑与裙房之间的变形要求。切。进行地基基础设计时，结构设计者应结合工程具体情况，多方面对比，选择经济合理的方案。参考文献：[1]《建筑地基基础设计规范》GBJ-7-89[2]《建筑地基基础勘察设计规范》DBJ13-17-91[3]魏宇.论述房屋建筑工程的软地基处理[J].民营科技.2011(03).

[4]周荣娟.浅议房