如何確定地基處理方案

尹文清

為了滿足社會經(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(包括靜力荷載和動力荷載)作用下,當(dāng)?shù)鼗休d力不能滿足要求時,地基會產(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,將會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,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動中出現(xiàn)的問題,地基的滲流量或不力比降超過其允許值時,會發(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。在動力荷載(包括地震、機器及車輛振動、波浪和爆破等)的作用下,可能會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}之一或其中幾個問題時,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,應(yīng)將上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基視為一個整體,考慮它們的共同作用。如何確定地基處理方案,我想從以下幾個方面入手：

地基處理的核心就是如何根據(jù)地質(zhì)特點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)合計算分析,堅持技術(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)計資料,必要時要進(jìn)行現(xiàn)場采樣并進(jìn)行試驗分析。

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應(yīng)同時考慮上部結(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。沒有一種處理方法是萬能的,必要時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)場試驗和試驗性施工,并進(jìn)行必要的測試以驗算設(shè)計參數(shù)和檢驗處理效果。如達(dá)不到設(shè)計要求時,應(yīng)查找原因,采取措施或修改設(shè)計以達(dá)到滿足設(shè)計的要求為目的。

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)驗的工程技術(shù)人員參加,對重大工程的設(shè)計一定要請專家參加,反復(fù)論證。當(dāng)前有一些重大的工程中由于設(shè)計部門缺乏經(jīng)驗和過分保守,往往使很多方案確定的不合理,浪費也是很嚴(yán)重的,必須引起高度重視。

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[3]龔曉南.地基處理手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2000.

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