如何確定地基處理方案

尹文清

為了滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,近些年來,我國土木工程建設(shè)發(fā)展很快,工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,難度不斷提高,建設(shè)工程突出了功能化,城市建設(shè)突出了立體化,居住環(huán)境突出了優(yōu)美化,這就對地基提出了更高的要求。土是自然、歷史的產(chǎn)物,地基土層分布不均勻,工程性質(zhì)較復(fù)雜,而且具有很強(qiáng)的區(qū)域性。尤其是在我國,地域遼闊,東西南北差異大,更增加了地基土的復(fù)雜性。因此,在工程建設(shè)中,遇到了愈來愈多的地基問題。地基問題處理恰當(dāng)與否,關(guān)系到整個(gè)工程質(zhì)量、投資、進(jìn)度,其重要性已越來越多的被人們所認(rèn)知。

概括的說,地基問題主要包括下述幾個(gè)方面：

1)穩(wěn)定性問題。在建筑物外部荷載(包括靜力荷載和動(dòng)力荷載)作用下,當(dāng)?shù)鼗休d力不能滿足要求時(shí),地基會(huì)產(chǎn)生局部或整體剪切破壞,引起建筑物變形,從而影響建筑物的正常使用,甚至引起建筑物破壞。邊坡穩(wěn)定也可歸屬于這一類地基問題。

2)沉降問題。在建筑物荷載(包括靜力荷載和動(dòng)力荷載)作用下,地基產(chǎn)生上下變形。當(dāng)建筑物沉降或水平位移或不均勻沉降超過相應(yīng)的允許值時(shí),將會(huì)影響建筑物的正常使用,基礎(chǔ)可能引起再破壞。建筑物沉降量較大時(shí),不均勻沉降對建筑物的危害性較大。濕陷性黃土遇水發(fā)生劇烈的變形,膨脹土遇水膨脹、失水收縮等也可包括在這一類地基問題中。

3)滲流問題。滲流是由于地下水在運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)的問題,地基的滲流量或不力比降超過其允許值時(shí),會(huì)發(fā)生較大水量損失,或因潛蝕和管涌可能導(dǎo)致失事,由于滲漏也影響地基處理施工和施工質(zhì)量。

4)其他問題。在動(dòng)力荷載(包括地震、機(jī)器及車輛振動(dòng)、波浪和爆破等)的作用下,可能會(huì)引起地基土特別是飽和水黏土的液化、失穩(wěn)和震陷等危害。

當(dāng)?shù)鼗嬖谏鲜鏊念悊栴}之一或其中幾個(gè)問題時(shí),需要綜合分析影響地基的各種因素,采取各種處理措施,形成人工地基以滿足建筑物對地基的各種要求,保證其安全正常使用。在確定地基處理措施和方案時(shí),應(yīng)將上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基視為一個(gè)整體,考慮它們的共同作用。如何確定地基處理方案,我想從以下幾個(gè)方面入手：

地基處理的核心就是如何根據(jù)地質(zhì)特點(diǎn)確定處理方法和施工工藝。對于某一具體工程來講,選擇地基處理方法和確定地基處理方案時(shí)需要綜合考慮各種影響因素。如建筑物的剛度分析、體型特征、結(jié)構(gòu)運(yùn)用、材料選取、使用要求,荷載大小、分布和種類,基礎(chǔ)類型、布置和埋深,基底壓力、天然地基承載力、穩(wěn)定安全系數(shù)、變形容許值;地基土的類型、加固深度、上部結(jié)構(gòu)要求、周圍環(huán)境條件、材料來源、施工工期、施工隊(duì)伍技術(shù)素質(zhì)與施工技術(shù)條件、軟弱土層厚度、不均勻性和分布范圍、持力層位置及狀況、地下水情況及地基土的物理和力學(xué)性質(zhì);施工中需考慮對場地及鄰近建筑物可能產(chǎn)生的影響、占地大小、工期及用料等。只有綜合分析上述因素,并結(jié)合計(jì)算分析,堅(jiān)持技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量的原則來擬定地基處理方案,才能獲得最佳的處理效果。

確定地基處理方案可按下列步驟進(jìn)行：

1)搜集詳細(xì)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)資料,必要時(shí)要進(jìn)行現(xiàn)場采樣并進(jìn)行試驗(yàn)分析。

2)根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、荷載大小及使用要求,結(jié)合地形地貌、地層結(jié)構(gòu)、土質(zhì)條件、地下水特征、周圍環(huán)境和相鄰建筑物等因素,初步選定幾種可供考慮的地基處理方案。另外,在選擇地基處理方案時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基的共同作用;也可選用加強(qiáng)結(jié)構(gòu)措施(如設(shè)置圈梁和沉降縫等)和處理地基相結(jié)合的方案。

3)對初步選定的各種地基處理方案,分別從處理效果、材料來源及消耗、機(jī)具條件、施工進(jìn)度、環(huán)境影響等方面進(jìn)行認(rèn)真的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和對比,根據(jù)安全可靠、施工方便、經(jīng)濟(jì)合理等原則,從而因地制宜地選擇最佳的處理方法。值得注意的是,每一種處理方法都有一定的適用范圍、局限性和優(yōu)缺點(diǎn)。沒有一種處理方法是萬能的,必要時(shí)也可選擇兩種或多種地基處理方法組成的綜合方案。

4)對已選定的地基處理方案,應(yīng)按建筑物的重要性和場地復(fù)雜程度,可在有代表性的場地進(jìn)行相應(yīng)的現(xiàn)場試驗(yàn)和試驗(yàn)性施工,并進(jìn)行必要的測試以驗(yàn)算設(shè)計(jì)參數(shù)和檢驗(yàn)處理效果。如達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí),應(yīng)查找原因,采取措施或修改設(shè)計(jì)以達(dá)到滿足設(shè)計(jì)的要求為目的。

5)地基土層的變化是復(fù)雜多變的,因此,確定地基處理方案,一定要有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員參加,對重大工程的設(shè)計(jì)一定要請專家參加,反復(fù)論證。當(dāng)前有一些重大的工程中由于設(shè)計(jì)部門缺乏經(jīng)驗(yàn)和過分保守,往往使很多方案確定的不合理,浪費(fèi)也是很嚴(yán)重的,必須引起高度重視。

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