土木工程地基基础加固设计研究

发表时间:2021/4/25   来源:《建筑实践》2021年1月第3期   作者:肖宝龙 侯嵩 于庆达
[导读] 随着我国的综合国力不断提高,土木工程行业迎来良好发展,

        肖宝龙   侯嵩   于庆达
        哈尔滨电站设备成套设计研究所有限公司   150046
        摘要:随着我国的综合国力不断提高,土木工程行业迎来良好发展,在土木工程项目建设中人员需要对地基基础加固设计进行控制,人民提高了居住需求,从而刺激了土木工程中最重要的地基加固的发展,在土木工程建设中地基基础加固设计研究会对工程建设产生较大影响。因此,本文对土木工程中地基基础加固的几个措施进行详细分析,以供相关人士参考。
关键词:土木工程;地基加固措施;排水固结法

引言:近年来,社会对土木工程的要求越发严苛,这种形势下,采用传统的方法无法达到现有的要求。为了人民能拥有更好的房屋,同时增强企业的竞争力,土木工程行业需要重视技术的研究,提高工程质量。建筑中最重要的就是地基基础施工,当前建筑施工中,建筑结构、施工进度、规模和质量等方面的要求攀升,使建筑结构地基基础设计和加固受到了高度关注。
一、采用排水固结法加固
        一般情况下,当坑内水位比较高时,对地基进行加固处理多采用排水固结法,在土层中增加排水的渠道,使地下水能够快速排出,从而加快工程进度。总之,采用排水固结法处理地基,可以大幅度提升地基的稳定性。这种方法是先设置砂井(袋装砂井或塑料排水带)等竖向排水体,根据建筑物自身重量进行加载,或者是在建筑物建筑前先行加载预压,使孔隙比减小,产生变形,将地面的孔隙水大量排出,让其逐渐凝固,并发生沉降,使地基强度逐步提高。它的原理是让软土地基在附加重量的作用下,排出孔隙水,随着土体超静孔隙水压力的消散,使土的有效应力增加,同时地基抗剪强度也相应增加,并提前完成沉降,提高沉降速率。排水固结法主要由排水和加压两个部分组成。排水利用土层的透水性,上海地区多夹砂薄层,也可设置砂井、袋装砂井和塑料排水板的竖向排水体。加压包括地面堆载法、真空预压法和井点降水法。在某些情况下,为加固粘土,采用电渗排水井点也是有效的。在工程项目进行实际施工时,如果发现地质环境不佳,则需要人工对其进行清理,直至挖到土质较好的土层。当基础较深时,也可以将它作为建筑物和坚硬土质的连接介质。因此,建筑物可以将荷载传递至基础部分,基础部分再将荷载传递到深处的土层中,从根本上提升建筑整体的稳定性。在地基加固措施中,若能够很好的采用排水固结法,便可以快速的将隙水排除,让地基更加牢固,提高建筑物的安全性能,从而间接的保障建筑的使用安全。
二、采用置换法加固
        当施工现场的地质条件无法符合要求时,相关人员需要依靠换填的方式对地基加固施工。如果地基的黏性较大,可以通过施加一定的压力的方式,对土体进行压实处理。当然,在实际进行地基土体换填时,工作人员应当根据施工现场的具体情况进行具体分析。目前,换填方式包含换填法、振冲置换法以及夯挤置换法等。

当对地基土体进行置换时,需要将承载力不够的土层挖出,选择合适的土石给予置换,在此基础上对其进行压实,这样可以保证换填之后的土层与先前的土层充分的结合,满足工程需求。下面对置换加固的几种方法进行简单的介绍。
(一)换填法
        换填法是地基处理方法中最为简单的,它适用于处理地基表层厚度不大且易于挖除的土层,而下卧土层则较好。该方法将表层不良地基挖除,接着回填压密特性较好的土进行夯实,使之形成持力层,改变地基的承载力,从而提高抗变形力和稳定力。
(二)振冲置换法
    利用专门的机具,用高压水射流边振边冲,在地基中成孔,再在孔中填入碎石或卵石等形成桩体。桩体与原地基形成复合地基,从而提高地基承载力减小压缩性。但是,原地基土对其侧向约束作用一定程度上影响碎石桩的承载力或沉降量。该作用越弱,碎石桩的效果越差,所以该方法用于强度很低的地基时必须经过多方面的考虑才能实施[1]。
(三)夯挤置换法
    利用沉管或夯锤将管置入土中,将土体向侧边挤开,并在管内放入碎石或砂等。桩体与原有地基组成复合地基,运用挤、夯的方法使土体侧向挤压,致使地面隆起,让土体超静孔隙水压力得到提高,当超静孔隙水压力消失后土体强度也有所提高。此外,在填料为透水性好的砂或碎石料时,它又是良好的竖向排水通道。
四、采用桩基法加固
        桩基法主要是对地基中的钢筋混凝土预制桩的应用,采用桩基法,可以让原地基的抗压强度大幅度提升。此外,在施工过程中,可以降低施工的资金成本,同时也能缩短地基施工期限。在进行桩基施工时,工作人员可以利用灌注桩进行操作。在进行桩基浇筑的过程中,可以用沉管的方式灌注,如此便可以提高地基加固的效果,从而提高建筑物的稳定性[2]。当淤土层较厚时,施工人员可采用打桩办法对其进行加固。桩基础技术早期多采用水泥土搅拌桩、砂石桩的方法,而对木桩应用的比较少,一是水泥土搅拌桩水灰比、输浆量和搅拌次数等控制系统不健全,设备较为陈旧,技术相对落后,且存在搅拌均匀性差及成桩质量低下等问题;二是砂石桩主要是用来加固淤泥软土地基,存在工期长,工后变形大等问题;三是现今社会民用建筑禁止使用木桩作为基础。钢筋混凝土预制桩(钢筋混凝土桩和预应力管桩)由于拥有较强承载力,投资省,质量好,施工速度快等特点,得以广泛运用。淤土层较厚地基处理还可以使用灌注桩,打灌注桩至硬土层,作承载台,具体有沉管灌注桩和冲钻孔灌注桩,但两种方法还存在问题,一是沉管灌注桩在深厚软土中存在桩身完整性问题;二是冲钻孔灌注桩存在污染问题,桩身混凝土灌注质量,桩底沉渣和持力层不易把控等问题。因此,桩基法在应用中有利也有弊,实际操作时,应当对其多加考虑。
结论:综上所述,我国建筑行业还存在着加固方法单一等问题,相关人员应当提高自身的加固意识、重视实际操作的过程,在地基基础设计时,需要对高层建筑结构、基础和地基处理进行综合设计。在加固地基时可以采用排水加固法、置换法以及桩基法对地基进行加固处理。优化基础设计和地基处理,让地基基础设计迈入一个新的台阶。
参考文献:
[1]吴刚.土木工程设计中结构与地基加固技术的应用分析[J].工程技术研究,2020,5(08):58-59.
[2]刘宇.土木工程设计中结构与地基加固技术的应用研究[J].四川水泥,2019(09):329.
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