岩土工程地基处理研究和应用论文_许鹏

岩土工程地基处理研究和应用论文_许鹏

摘要:这几年,相对岩土工程而言,当中起着十分的关键作用为地基,这同时也作为岩土工程的基础为地基。优良的地基施工可以充分的保障地面建筑的安全可靠性以及良好的抗震性能,科学、合理化的地基施工还可以有效的缩减岩土工程施工的难度,另外建筑工程施工成本还可以有效的降低。岩土工程地基处理的技术逐步的完善,保障地基可以很好的承载来自于建筑工程的负载,达到在建设完成之后的建筑工程可以有着优良的抗震性和安全可靠性。

关键词:岩土工程;地基处理方法;应用

1 前言

地基作为工程项目建设的基础,其处理是否合理对于工程项目的建设质量有着极为重要的影响。所以,在工程项目的地基施工过程需要对岩土工程地基处理的相关技术要点进行分析的基础上做好岩土工程地基处理技术的应用,并在岩土工程地基的处理施工过程中不断的对新的岩土工程地基处理技术进行探索分析以确保岩土工程地基处理能够取得良好的效果。

1 岩土工程勘察要求

工程在进行建设前需要进行相应的勘察,之后才能进行相应的工程设计,对于建筑工程项目的地基建设更是如此。在岩土工程勘察时,应该查明所要施工地点不良的地质会对施工产生的影响,以及对不良地质是否会引起地质灾害做出评价。在进行岩土工程项目设计之前必须有相应的岩土勘察报告,并对勘察报告进行分析后才能进行相应的施工建设。之所以注重岩土工程施工前进行勘察是因为未进行岩土工程勘察的岩土工程容易出现工程安全事故,同时该类工程即便不发生工程安全事故,也存着很大的安全事故隐患,未经勘察的岩土工程最终多变成为人诟病的“豆腐渣工程”[1]。岩土工程勘察是服务于工程设计的,为设计计算提供基础数据。岩土工程的勘察分多个阶段,一般认为勘察有可行性勘察、初步勘察、详细勘察等多阶段的勘察。多阶段的勘察可以进行相应的增加和减少,对于工程施工条件简单的岩土工程可以减少勘察的步骤,

2 岩土工程地基处理要点

施工人员在进行岩土工程地基处理工作时,应严格遵照相关规范,确保地基处理能够有序合理的进行。首先,施工人员应对岩土工程进行预压试验,对岩土工程进行侧向位移、竖向变形的测验,并对施工现场土壤中的孔隙水压力等数据进行测定。由此得出的数据则应作为地基处理工作的重要参考数据。在得到相关数据以后,还应提前做好实验准备,对地基的稳定性进行测验。其次,施工人员还应做好管线的防护,避免试夯施工对施工现场地下埋设管线造成不利影响。同时还应采用隔离减震措施,避免试夯施工影响施工现场周边建筑的安全与稳定[2]。再次,施工人员还应做好深层搅拌试验。这是因为施工现场的土质条件不同直接影响着深层搅拌以及固化剂的效果。所以,施工人员应对施工现场的土质条件进行细致调查,确保固化剂与搅拌剂能够发挥出最好的效果,确保岩土工程中地基处理的效果能够达到相关标准。员应对施工现场的土质条件进行细致调查,确保固化剂与搅拌剂能够发挥出最好的效果,确保岩土工程中地基处理的效果能够达到相关标准[3]。

3 高层建筑岩土地基处理案例

某高层建筑住宅小区,其中,3# ~ 4#楼的建筑安全等级为二级,并且没有地下建筑,3 # 楼的建筑面积为7355m2,4 # 楼的建筑面积为2444m2,3# ~ 4#楼结构形式均为框架结构类型。

3. 1 稳定性验算分析

在该高层建筑岩土工程勘察中,对于地基基础的测算方式如下:(1) 对高层建筑的倾斜程度进行测算; ( 2) 高层建筑沉降量较大,因此,需要对该高层建筑地基沉降量进行测算; ( 3) 对该建筑物基础稳定性进行测算。其中,对于建筑稳定性进行验算最为关键。现如今,国际上对于建筑物基础方面的研究不够深入,这就会导致在高层建筑地基稳定性验算方面水平有限,因此,必须对这方面进行深入研究。

3. 2 不均匀地基加固处理技术

( 1) 坚持因地制宜原则,通常情况下,同一个建筑工程可能会有不同的建筑物,而不同建筑的性质也是不同的,因此,对于建筑地基,应该坚持因地制宜的原则,结合不同建筑实际情况对地基进行加固处理;(2) 合理选择地基形式,在建筑工程施工中,同一个建筑可能需要建设在不均匀地基上,但是不能够建设在岩土性质不同的地基上; (3) 适当提高地基刚度,有些建筑是建设在不均匀地基上,对此应该采取相应的加固措施,提高地基刚度;( 4) 加强施工安全控制,对于建筑物地基形式的选择,应该坚持以安全施工为原则;(5) 引进先进的加固技术,并不断提高技术水平,对于建筑不均匀地基,应该积极采用先进的加固技术对建筑地基进行加固处理;(6) 加强地基处理监督,在对建设工程地基形式进行选择或者对不均匀地基进行加固处理时,应该加强监督和管理,确保地基施工符合相关施工标准[4]。

3. 3 基础方案

(1) 在建筑工程施工中,对于天然地基,应该进行可行性分析。通过对施工现场天然地基浅基础进行分析,可以明确掌握地基是否符合工程建设的需要。通常情况下,天然地基浅基础是由软土所构成的,承载能力比较低。另外,天然地基可能会有溶洞,这就会导致土地强度降低。除此以外,天然地基的地下水比较丰富,因此,不能采用换土的方式对地基进行处理;(2) 对建筑工程人工复合地基浅基础进行可行性分析。在对本工程3# ~ 4#楼进行施工时,应该结合地基实际情况采用深层搅拌桩加固处理方法,以层④作为桩端的持力层,预计桩长为11. 7 ~ 15. 6m,实际搅拌深度应该充分结合施工现场实际情况进行调节;(3) 因为场地地下水位埋藏很浅,采用浅基础时,地基基础均置于地下水位线以下,因此基坑开挖时切实做好疏通排水工作,在基坑开挖时应尽量避免对地基上的扰动,应避免地基长土长期被水浸泡,致使其软化而降低承载力,基础施工完毕后则应禁止场地及附近大量抽取地下水,避免地下水位下降过大,造成地基砂土层失去水力承托而有效应力增加,导致地基基础下沉或不均匀沉降[5]。

4 岩土工程的地基处理常用方法分析

4.1 土工合成材料法

土工合成材料是当前一种较为先进的土工材料,与传统材料相比具有明显优势,因此,工作人员应合理的利用土工合成材料。近些年来随着我国科学技术的不断发展与进步,化学合成行业也有了较快的发展,新型的土木材料不断被创新出来,解决了传统材料存在的一些问题。而土工合成材料主要是由涤纶、腈纶、尼龙以及丙纶等高分子化合物组成的。当前这种新型土木材料在施工中应用较广,比如,土工格栅、土工膜以及土工织物等在施工中的应用。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆土木材料能够得到广泛应用主要是因为材质轻便、应用简单且具有连续性的特点。同时,土木合成材料还具有较好的整体性能,不仅具有较好的耐腐蚀性,同时还具有较好的抗拉强度,渗透性能也很好[6]。此外,还能为施工企业节省一定的人力成本,节省施工材料。而在岩土工程中主要是应用于反滤、隔离、加固和排水等施工环节。工作人员在利用土木材料来进行地基处理工作时,应将土工材料等安装在地基较软的区域,或者是边坡上,对施工现场的土质进行有效的改善,提高地基的承载能力,进而形成复合地层。

4.2 置换垫层法

置换垫层的方法主要是指对较浅的垫层进行处理后进行压实,再进行回填,最后分层进行夯实,将垫层直接铺设到地基的表面。在实际工作中应注意的是,首先,置换垫层法在施工中通常只适用于较浅的软土地基。其次,在对地基进行换填时,还应做好准备工作,对地基内的软土与暗沟就行处理,确保地基内的软弱土壤全部清理干净,然后再回填一些坚硬的砂石,增加地基的稳固性,增加了地基的承载能力,这样一来就形成了持力层,使地基能够满足施工要求。同时,由于砂石具有坚硬的特性,因此将其用于回填后,还可以与垫层下部的土壤共同承载地基,进一步加强了地基的稳定性。此外,由于砂石具有较好的透水性,因此,在将其用于处理地基时,还能降低地下水对地基的不良影响,确保地基的稳固。目前这种方法在房屋建筑工程中使用较为普遍,保证了建筑工程的地基质量。

4.3 机械强夯法

机械强夯法主要是利用夯实机械来对地基进行反复夯实,确保经过处理的地基能够满足岩土工程需要。这种方法本质上是通过将夯锤提高的一定的程度后,再将其放下,利用其自身下降产生的动能给地基带来冲击与振动,确保地基内的土壤能够更加密实,具有一定的稳定性与承载工程的能力。在实际工作中,工作人员通常会采用这种方法来进行碎石土、砂土以及低饱和度的土壤与粘性土、填土等。这种地基处理方法不仅具有较好的施工效果,同时还具有成本较低,施工时间较短的优点,当前,这种方法在进行公路机场、房屋建筑工程中使用较广。

5 特殊岩土工程的地基处理技术分析

5.1 填充法

主要适用于土层较为薄弱且容易形成积水的洼地。在采用填充法进行岩土工程的软土地基处理时,主要方法是指将砂砾石块等填如软土地基,从而达到提高地基抗压能力,增加承载力的目的。工作人员应注意对石块的合理选择,应优先选择片状石块,从而确保受力均衡,此外,石块本身就有较强的伸缩性和抗压性。此外,在实际施工中,工作人员还应对体积较大的石块先进行粉碎处理,并分层对软土地基进行填充,再通过压路机进行压实工作。而填充法的优势在于施工方法简单且填充材料具有成本低且来源广的特点,在一定程度上降低了施工难度,同时能有效提高施工现场地表的平整度。

5.2 固化法

主要是指在岩土工程的地基中灌入化学溶剂与胶结结构的化学物质等,并进行拌和,确保的地基能够与化学溶剂、胶结结构的化学物质进行有机融合,进而提高地基的稳定性,确保地基具备应有的承载能力。通常工作人员会利用水泥、水玻璃以及纸浆液等作为胶结材料,将其灌入软土地基中,增加土壤之间的粘结力,进而增加软土地基的抗压性能,同时还能够有效的提高地基的渗水性。现阶段我国岩土工程中的地基固化方法主要包括压力灌浆法、旋转喷法以及深层搅拌法等。通常来说,挤密法能够满足对各种类型软土地基的处理需求。在通过挤密法进行软土地基处理时,主要是通过将石粉等掺入软土地基中,再进行夯实工作,从而达到增加软土地基的承载能力以及耐压能力的目的。其主要操作方法为,通过车辆等对石粉与软土进行融合碾压,从而形成硬土层,确保岩土工程的施工质量。这种挤密法主要是将夯实法与填充法进行融合而形成的,其优势在于既能增加地基的承载能力,又能保证施工现场表面的平整度,且后期的维护成本相对较低。但是挤密法的缺点也比较明显,那就是对于施工技术要求相对较高,造作方法较为复杂,需要工作人员严格控制石粉与软土的融合比例。

5.4 高压喷射注浆法

对于那些粘性土、淤泥、黄土、极易土体颗粒间孔隙较大的软弱土质进行处理时,一般采用高压喷射注浆法,主要是指通过高压喷枪将水泥浆或粉煤灰浆等浆液注入软土地基中,对其进行加固,提高地基的承载能力。工作人员在实际施工中应以土层软弱程度为依据,确定好打孔的合适深度。并通过持续旋转的喷射将泥浆注入孔内,直至形成圆柱形桩体,再将其与衬垫层间的土层进行结合,最终形成复合式地基。其优势主要在于操作方便,技术简单,成本较低等特点。而缺点则表现为,一旦工作人员没有采用旋转喷射方法进行注浆,就会导致软土地基出现固结状态,影响施工效果。所以,在通过高压喷射注浆法进行软土地基处理时,必须提前计算出注浆量并确认注浆土层,才能保证岩土工程的施工质量。

5.5 新型地基处理技术

随着我国科学技术的不断发展,出现了很多新型软土地基处理技术,如水泥粉煤灰碎石桩法、高压水切割消淤法以及劈裂注浆法等。企业在进行软土地基处理时,还应与时俱进,通过合理的运用新型地基处理技术,提高对软土地基的处理能力,保证岩土工程的施工质量,促进我国社会经济的可持续发展。

结语

我国社会经济的不断前进发展,也在逐渐加快建筑行业的发展,同时也在不断增加人们对于建筑行业的需求。在为建筑行业带来发展机遇的也同样为其带来了一定的压力。所以,企业应不断提高建筑工程质量,企业的经济效益才可得到保证,企业的竞争能力才得以提高。而岩土工程作为建筑工程的基础,其中的地基处理工作更是重中之重,应受到重视。工作人员在进行地基处理时,首先要进行勘查施工现场的土质情况,处理技术要选择合适的技术,做好地基处理过程中的各环节工作,地基处理技术的效果才能保证得以发挥出来,地基稳定性才可增加,增加地基的抗压性,提高地基的承载能力,满足岩土工程的施工要求,为建筑工程质量打下良好基础,促进我国建筑行业的可持续发展,推动我国经济的不断进步。

参考文献:

[1] 菅立江,管华. 岩土工程勘察中地基处理技术浅析[J]. 中国新技术新产品. 2015(05) .

[2] 王亮,杨敬帅. 地基处理的发展研究[J]. 四川建筑. 2009(03) .

[3] 潘瑞春,黄瑞章,周新年,周成军. 道路工程软土地基处理方案选择研究进展[J]. 公路交通科技(应用技术版). 2012(10) .

[4] 米永超. 地基处理和岩土工程勘察过程中常见问题及对策[J]. 门窗. 2015(02) .

论文作者:许鹏

论文发表刊物:《科技中国》2017年11期

论文发表时间:2018/5/2

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