【摘要】本文根据湖北荆州地区特殊水文地质情况,以当地城镇住宅为研究对象,主要探讨了如何处理软弱地基土以及基础设计方面的措施,以供大家参考。

【关键词】软弱地基土 处理 基础设计

1.前言

基础的设计和施工需要考虑两大方面:一是上部结构的具体情况和要求;二是地层的具体情况。基础与地基相互关联,基础的设计与施工必须考虑土层原有状态的变化及可能产生的影响。淤泥及淤泥质土(软土)是最常见的软弱地基土之一,对于其上的基础设计尤其要引起重视,稍有疏忽就可能引起工程事故,必须加强安全处理措施。

2.地质条件

荆州地处长江中下游冲击平原,紧邻长江一级阶地,湖泽地带较多,为第四纪全新统(Q4)地层,主要成因为冲於积、冲洪积。其层理构造一般是:第一层表层填土,厚约1~2米;第二层淤泥质土,厚约2~4米,软朔状态,承载力设计值fak一般为70~80kpa,压缩模量一般为2~3Mpa;第三层粉质粘土或粘土层厚约3~4米, 承载力设计值fak一般为80~120kpa,压缩模量一般为4~6Mpa;第四层淤泥质土厚1~4米;第五层粉土厚约3~4米,承载力设计值fak一般为100~120kpa;第六层粉细砂层,厚约8~15米,承载力设计值fak一般为120~130kpa;第七层为砾石层。

3.四种常见基础设计方案

3.1 换土垫层

常见的处理方法包括碎石垫层、碎土垫层、灰土垫层、矿渣垫层、加筋土垫层等。其作用原理是以砂石、素土、灰土和矿渣等强度较高的材料,置换地表层软弱土,提高持力层的承载力,扩散应力减少沉降量。换土垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。

是否采用换土垫层法应根据建筑体型、结构特点、荷载性质、岩土工程条件、施工机械设备及填料性质和来源等进行综合分析。设计的内容主要确定垫层的合理厚度和宽度,并验算地基的承载力与稳定性和沉降。

3.2采用粉喷桩(粉体喷搅法)

适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。根据地质条件,软弱层厚度较大,为提高持力层的承载力,采用粉喷桩处理地基土具有一定可行性。

粉喷桩形成的水泥土加固体,可以作为竖向承载的复合地基。因此,其设计主要是确定搅拌桩的置换率和长度。长度一般不宜大于15米,桩径不应小于500mm。经处理后持力土层承载力特征值一般可以达到160Kpa,然后在基础与桩之间设置褥垫层,其厚度可取200~300mm,材料选用粗砂、中砂、级配砂石等,最大粒径不宜大于20mm。

当粉喷桩处理范围以下存在软弱下卧层时,应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的有关规定进行下卧层承载力验算。

3.3基础“暗桁架”

暗桁架系指从基础底板至地圈梁部分,包含其间墙体部分,所组成的整体。其构造措施是在基础底板至地圈梁部分墙体内每隔一定间距设置小截面的构造柱(暗柱),构造柱上下端与基础底板和地圈梁紧密连接(暗柱配筋参砌体结构设计规范GB50003-2001),以此形成类似桁架的结构体系。

暗桁架的结构构造简化如下:上弦杆——地圈梁;下弦杆——基础底板;竖腹杆——小截面构造柱;斜腹杆——砖砌体。

示意图如下所示:

如此,在地反力的作用下,暗桁架发挥整体优势,能够有效的对付地基的不均匀性,减少建筑物的沉降,对比传统做法而言,具有较大的优越性,在低层建筑基础设计中具有较大的优越性。

3.4 桩基础

常采用沉管灌注桩、长螺旋钻孔灌注桩以及冲孔灌注桩。其中,若场地处于生活区,尽量不要采用沉管灌注桩,以防施工过程中的震动对周围居民造成影响。笔者曾目睹过这样的事例,某医院改造工程,按照设计要求其桩基础类型为长螺旋钻孔灌注桩。施工方为图经济擅自改为沉管灌注桩,由于现场距离生活区较近,结果造成附近老式住宅开裂,引起纠纷。最后又按原设计进行,既造成了浪费,又延误了工期,可谓得不偿失!

4. 方案对比分析

经比较,前两种基础设计先进行地基处理,使持力层满足承载力的要求,然后在进行浅基础设计。其中换土垫层的方法适合于软弱土层不是很厚的情况,经济厚度一般为1~2米左右,对于低、多层建筑具有一定的适用性。打粉喷桩是处理软弱地基土常见的方法,具有较强的适用性,多层建筑常用地基处理方法之一。

第三种基础设计方法是主要针对低层砌体结构房屋,造价低,效果较好,比传统的条形基础更利于防止沉降,具有一定的适用范围。

第四种基础种类为桩基础,属于深基础之一,其承载力较好,能有效减少沉降,但造价较高,适用于高层建筑。www.tmgc8.com

4.结语

综合比较上述几种基础设计方法,进行基础设计需要具体问题具体分析,做到因地制宜,对症下药。软弱土地基上的基础设计思路大致有两条:其一,从软弱地基土的处理措施上出发,做浅基础;其二,做深基础。无论何种方法,我们做基础设计的最终目标是安全、经济、适用。

参考文献

[1]华南理工大学、浙江大学、湖南大学三校合编.基础工程.北京:中国建筑工业出版社,2003.

[2]JGJ79—2002建筑地基处理技术规范. 北京:中国建筑工业出版社,2002.

作者简介:刘慧,女,教师,主要从事教学与建筑设计工作;

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