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2015年造价工程师《安装》:工程施工技术(8)

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  第二节 地基与基础工程施工

  一、地基加固处理

  土木工程的地基问题,概括地说,可包括以下四个方面:

  (1)强度和稳定性问题。当地基的承载能力不足以支撑上部结构的自重及外荷载时,地基就会产生局部或整体剪切破坏。

  (2)压缩及不均匀沉降问题。当地基在上部结构的自重及外荷载作用下产生过大的变形时,会影响结构物的正常使用,特别是超过结构物所能容许的不均匀沉降时,结构可能开裂破坏。沉降量较大时,不均匀沉降往往也较大。

  (3)地基的渗漏量超过容许值时,会发生水量损失导致发生事故。

  (4)地震、机器以及车辆的振动、波浪作用和爆破等动力荷载可能引起地基土,特别是饱和无黏性土的液化、失稳和震陷等危害。

  当结构物的天然地基存在上述四类问题之一或其中几个时,必须采用相应的地基处理措施以保证结构物的安全与正常使用。

  在各种地基中,需要根据不同条件进行处理的软弱土和不良土主要包括:软黏土、杂填土、冲填土、饱和粉细砂、湿陷性黄土、泥炭土、膨胀土、多年冻土、溶洞土等。除此之外,当旧房改造、加高、工厂设备更新等造成荷载增大,对原来地基提出更高的要求,或者在开挖深基坑,建造地下铁道等工程中有土体稳定、变形或渗流问题时,也需要进行地基处理。

  地基处理的方法有很多,工程中人们常常采用的一类方法是采取措施使土中孔隙减少,土颗粒之间靠近,密度加大,土的承载力提高;另一类方法是在地基中掺加各种物料,通过物理化学作用把土颗粒胶结在一起,使地基承载力提高,刚度加大,变形减小。

  (一)砂桩、碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩

  碎石桩和砂桩合称为粗颗粒土桩,是指用振动、冲击或振动水冲等方式在软弱地基中成孔,再将碎石或砂挤压入孔,形成大直径的由碎石或砂所构成的密实桩体,具有挤密、置换、排水、垫层和加筋等加固作用。

  水泥粉煤灰碎石桩是在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥,加水拌和制成的具有一定粘结强度的桩。桩的承载能力来自桩全长产生的摩阻力及桩端承载力,桩越长承载力愈高,桩土形成的复合地基承载力提高幅度可达4倍以上且变形量小,适用于多层和高层建筑地基,是近年来新开发的一种地基处理技术。

  (二)土桩和灰土桩

  土桩和灰土桩挤密地基是由桩间挤密土和填夯的桩体组成的人工“复合地基”。适用于处理地下水位以上,深度5~15m的湿陷性黄土或人工填土地基。土桩主要适用于消除湿陷性黄土地基的湿陷性,灰土桩主要适用于提高人工填土地基的承载力。地下水位以下或含水量超过25%的土,不宜采用。

  土桩和灰土桩的施工方法是利用打人钢套管(或振动沉管)在地基中成孔、通过挤压作用,使地基上得到加密,然后在孔内分层填入素土(或灰土、粉煤灰加石灰)后夯实而成土桩或灰土桩。回填土料一般采用过筛(筛孔不大于20mm)的粉质黏土,并不得含有有机质物质;粉煤灰采用含水量为30%~50%湿粉煤灰;石灰用块灰消解3~4d形成的粗粒粒径不大于5mm的熟石灰。灰土(体积比例2:8或3;7)或二灰土应拌和均匀至颜色一致后及时回填夯实。

  土桩挤密地基由桩间挤密土和分层填夯的素土桩组成,土桩面积约占地基面积的10%“-23%。土桩桩体和桩间土均为被机械均匀挤密的同类土料,因此,土桩挤密地基可视为厚度较大的素土垫层。

  在灰土桩挤密地基中,由于灰土桩的变形模量远大于桩间土的变形模量,因此只占地基面积约20%的灰土桩可以承担总荷载的1/2.而占地基总面积80%的桩间上仅承担其余1/2.这样就大大降低了基础底面以下一定深度内土中的应力,消除了持力层内产生大量压缩变形和湿陷变形的不利因素。同时,由于灰土桩对桩间土能起到侧向约束作用,限制土的侧向移动,桩间土只产生竖向压密,使压力与沉降始终呈线性关系。

  除了上述土桩和灰土桩外,还有单独采用石灰加固软弱地基的石灰桩。石灰桩的成孔也是采用钢套管法成孔,然后在孔内灌入新鲜生石灰块,或在石灰块中掺人适量的水硬性掺和料粉煤灰和火山灰,一般的经验配合比为8:2或7:3.在拔管的同时进行振捣或捣密。利用生石灰吸取桩周土体中水分进行水化反应,生石灰的吸水、膨胀、发热以及离子交换作用,使桩周土体的含水量降低,孔隙比减小,使土体挤密和桩柱体硬化。柱和桩间共同承受荷载,成为一种复合地基。

  (三)深层搅拌法施工

  深层搅拌法是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械,在地基深处就地将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理一化学反应,使软土硬结成具有整体性的并具有一定承载力的复合地基。

  深层搅拌法适宜于加固各种成因的淤泥质土、黏土和粉质黏土等,用于增加软土地基的承载能力,减少沉降量,提高边坡的稳定性和各种坑槽工程施工时的挡水帷幕。

  施工前,应依据工程地质勘察资料,进行室内配合比试验,结合设计要求,选择最佳水泥掺人比,确定搅拌工艺。

  用于深层搅拌的施工工艺目前有两种,一种是用水泥浆和地基土搅拌的水泥浆搅拌(简称旋喷桩),另一种是用水泥粉或石灰粉和地基土搅拌的粉体喷射搅拌(简称粉喷桩)。

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责任编辑:奋斗吧

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发布:2007-06-30 12:20    编辑:泛普软件 · xiaona    [打印此页]    [关闭]
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