于 航 張文濤 王鑫文
(天津市勘察院,天津 300191)
隨著我國經濟的不斷發(fā)展,建筑業(yè)也取得了突破性的成果,但是人們對生活水平的要求越來越高,作為建筑規(guī)劃中至關重要的一個環(huán)節(jié),我國現有的地基處理技術顯然不能很好的滿足大眾的需求,它在處理過程中出現了很多問題,本文將對地基做一個基本闡述,分析地基處理過程中出現的各種問題,并探求解決對策,以期提高建筑質量。
在我國古代早期,人們在處理地基時會利用木頭來增加穩(wěn)固性,到了后來開始用碎石代替木頭。而我國現有的現代化地基處理系統(tǒng)在技術和方法兩方面都呈現出多元化的特點。例如在理論知識方面,地基處理的知識點不再是孤立的存在,而是和各方面探索得出的知識點形成了一個完整的豐富的知識系統(tǒng),同時系統(tǒng)內部條理清晰,主次分明,不同類別的理論知識歸屬于不同部分,使得系統(tǒng)具有條理性,同時在知識系統(tǒng)中又有一部分作為關鍵知識點,起支撐作用,如復合地基理論知識,對它的拓展研究為我們具體的地基處理實踐提供了一定理論指導。
我國地基處理在隊伍的擴大和技術的普及兩方面也取得了一定成就,我國借鑒了許多先進的地基處理技術,并結合實際地基處理情況,找到了最合適的技術。為了解決地基處理過程中常出現的問題,地基處理的專業(yè)隊伍也不斷擴大,專業(yè)素質不斷提高,為建筑行業(yè)提供了最有力的支持。
總體來說,我國地基處理整體處于快速發(fā)展和進步的階段,但是喜人的成果并不意味著我國地基處理已經很完善了,事實上,它在實踐過程中仍然存在很多問題。嚴重的時候甚至引起了一些事故,例如寧德蕉城區(qū)就曾因為特殊土發(fā)生過一起房屋坍塌事故,坍塌的主要原因是房屋長期受西邊排水溝的浸泡,過于潮濕,軟土地基下陷,再加上房屋是磚墻承重,強度較低,最終導致了這場事故。我們將近年來發(fā)生的相關事故進行一定探究分類,總結出以下幾種常見問題。
地基滲流造成的危害很大,它很容易會改變土體結構,造成土洞等現象,也容易形成流土,此外地下水位的下降也會改變有效應力,造成沉降,總的來說這三種處理不當的狀況都會破壞地基。
地基滲流會造成地基的沉降,其實地基還可能因為建筑物荷載而產生沉降現象,主要包括三個部分,分別是瞬時、固結以及蠕變。每個建筑物都設有一定允許沉降值,當沉降量在這個范圍內的時候,就相對安全,不會產生裂縫等現象,但是一旦出現不均勻沉降或者總沉降量超出這個范圍的情況,就會造成建筑物結構的破壞,特別是不均勻沉降是建筑物上部分結構傾斜的主要原因,傾斜的結果是荷載偏心,荷載分布情況改變,最終同樣會嚴重影響地基的穩(wěn)定性。
地基失穩(wěn)同樣也會影響建筑物的正常使用。地基的剪切破壞共有三種形式:沖剪切破壞、局部剪切破壞以及整體剪切破壞,如果地基所受到的作用力超過了它自身承載力,那么地基就會遭到剪切破壞,造成建筑物損壞。
砂石樁法旨在于提高地基的承載力,它可以通過擠壓將松散的地基的密度增加。砂石樁法有一定適用范圍,在一開始它只適用于砂土的擠密,隨著技術的不斷發(fā)展,現在它的應用范圍被擴大,可以適用于松散粉土、砂土、粘性土、素填土等地基。一般來說對于飽和軟粘土變形控制要求不是很嚴格的建筑也可以采用這種方法,但是對于變形要求比較嚴格的建筑來說,如果在采用這個辦法后不預壓就會容易產生超過允許沉降量的實際總沉降量。
但總體來說,同砂石樁來提高地基的穩(wěn)固性仍然有許多優(yōu)勢。砂石樁法是通過樁的擠密等方法來降低壓縮性,但是當它遇到軟粘土的時候,它的擠密作用就不是非常明顯了,因為軟粘土水分高,但當砂石樁與軟粘土結合構成復合地基的時候,地基的承載力就會得到提高,同時與其他方法不同的是,砂石樁構成的復合地基還能增強地基的抗滑動破壞能力。此外,砂石樁可以加快軟土的排水,增加地基強度。
砂石樁直徑一般為300 mm~800 mm,這個需要根據具體情況來確定,比如說飽和粘性土地基所用的砂石樁直徑就要偏大一些。樁位的布置有兩種方案:正方形或者等邊三角形,仍然是要根據具體情況來確定,例如如果需要提高砂土的密度,就需要采用等邊三角形,因為它作用力比較均勻。
換填墊層法主要應對的是上面所說的地基變形的問題,為了解決建筑物荷載問題,我們可以采用換填土墊層,用砂石等強度比較大的物體代替原有的一定范圍內的土層,以此來增加密度,加強地基的穩(wěn)定性。換填墊層法的具體做法首先是將軟弱的土層挖出,用密度較大的材料進行替換。那么這一層比較堅固厚實的墊層就能發(fā)揮應力擴散作用,減小其他土層受到的壓力,這樣總沉降量就不會超過允許沉降量,可以減少地基變形的幾率。同時墊層材料也能起到一定防凍脹的作用,此外在選擇墊層材料的時候,我們除了要考慮密度還要考慮它的透水性,從上面的寧德蕉城區(qū)房屋坍塌事故,我們也可以看出,土層受到水的浸泡對地基也有不利影響,因此,我們要盡量避免軟土蓄水,水分過多,結構就會不穩(wěn)定,而選用透水性好的材料能將軟土中的水分排掉,加快軟土的固結,避免工后沉降現象的發(fā)生。總之,換填墊層法如果運用到位就能增加強度,避免沉降,加快排水,防止凍脹。
加筋法主要是在土層埋設一些受力桿件或拉筋來加強密度,提高地基的承載力,維持地基穩(wěn)定性。值得商討的是加筋法的具體方案的選擇,因為加筋法包含了錨固法、樹根樁法等數十種方法。那么在施工的過程中到底選用哪一種具體方案就是工程師需要認真思考的一個問題了,工程師需要綜合考慮承載力、材質、土性等多個方面,在最初可以將多種方法進行對比,找出最適合的一個。
此外,我們要避免不按規(guī)定檢驗承載力和壓實系數的現象發(fā)生。GB 50007—2002建筑地基基礎設計規(guī)范是我國現行標準,根據標準要求,安全等級為丙級的建筑物可以省去承載力檢驗,當換填厚度小于1 250 mm的時候,地基處理結束后也可以只做壓實系數檢驗。但是當要求較高或者厚度大于2 mm時,兩方面的檢驗必須做到位。
建筑物的安全性關鍵需要看地基的處理情況,如果地基不穩(wěn),那么建筑物的質量和使用壽命就始終存在一定隱患。因此,對地基處理出現的問題所進行的分析和探究是非常重要的,它與環(huán)境保護、工程安全質量等息息相關。目前我國地基處理有一定應對措施,但是在很大程度上還停留在傳統(tǒng)技術上,相關研究者需要跳出傳統(tǒng)策略的束縛,尋求一些創(chuàng)新突破,從新的角度來提高地基處理的質量。
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