地基处理方法与基础设计1023.docx
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1、地基处理理和基础础设计摘要:在在地基基基础设计计中包括括了对基基础的设设计和对对地基的的处理,二二者是密密不可分分的。地地基处理理的好坏坏将直接接关系到到基础的的选型和和造价。本文就就地基的的处理和和基础设设计进行行的讨论论。在地地基基础础设计中中,基础础的选型型必须根根据上部部结构的的荷载、地基土土体的承承载力和和工程造造价综合合各方面面的情况况进行确确定。关键词:地基基基础后浇浇带桩承台沉降降一、引言言基础础是建筑筑物和地地基之间间的连接接体。基基础把建建筑物竖竖向体系系传来的的荷载传传给地基基。从平平面上可可见,竖竖向结构构体系将将荷载集集中于点点,或分分布成线线形,但但作为最最终支承承
2、机构的的地基,提提供的是是一种分分布的承承载能力力。如果果地基的的承载能能力足够够,则基基础的分分布方式式可与竖竖向结构构的分布布方式相相同。但但有时由由于土或或荷载的的条件,需需要采用用满铺的的伐形基基础。伐伐形基础础有扩大大地基接接触面的的优点,但但与独立立基础相相比,它它的造价价通常要要高的多多,因此此只在必必要时才才使用。不论哪哪一种情情况,基基础的概概念都是是把集中中荷载分分散到地地基上,使使荷载不不超过地地基的长长期承载载力。因因此,分分散的程程度与地地基的承承载能力力成反比比。有时时,柱子子可以直直接支承承在下面面的方形形基础上上,墙则则支承在在沿墙长长度方向向布置的的条形基基础
3、上。当建筑筑物只有有几层高高时,只只需要把把墙下的的条形基基础和柱柱下的方方形基础础结合使使用,就就常常足足以把荷荷载传给给地基。这些单单独基础础可用基基础梁连连接起来来,以加加强基础础抵抗地地震的能能力。只只是在地地基非常常软弱,或或者建筑筑物比较较高的情情况下,才才需要采采用伐形形基础。多数建建筑物的的竖向结结构,墙墙、柱都都可以用用各自的的基础分分别支承承在地基基上。中中等地基基条件可可以要求求增设拱拱式或预预应力梁梁式的基基础连接接构件,这这样可以以比独立立基础更更均匀地地分布荷荷载。如果果地基承承载力不不足,就就可以判判定为软软弱地基基,就必必须采取取措施对对软弱地地基进行行处理。软
4、弱地地基系指指主要由由淤泥、淤泥质质土、冲冲填土、杂填土土或其他他高压缩缩性土层层构成的的地基。在建筑筑地基的的局部范范围内有有高压缩缩性土层层时,应应按局部部软弱土土层考虑虑。勘察察时,应应查明软软弱土层层的均匀匀性、组组成、分分布范围围和土质质情况,根根据拟采采用的地地基处理理方法提提供相应应参数。冲填土土尚应了了解排水水固结条条件。杂杂填土应应查明堆堆积历史史,明确确自重下下稳定性性、湿陷陷性等基基本因素素。在初初步计算算时,最最好先计计算房屋屋结构的的大致重重量,并并假设它它均匀的的分布在在全部面面积上,从从而等到到平均的的荷载值值,可以以和地基基本身的的承载力力相比较较。如果果地基的
5、的容许承承载力大大于4倍的平平均荷载载值,则则用单独独基础可可能比伐伐形基础础更经济济;如果果地基的的容许承承载力小小于2倍的平平均荷载载值,那那么建造造满铺在在全部面面积上的的伐形基基础可能能更经济济。如果果介于二二者之间间,则用用桩基或或沉井基基础。二、地基基的处理理方法利用用软弱土土层作为为持力层层时,可可按下列列规定执执行:11)淤泥泥和淤泥泥质土,宜宜利用其其上覆较较好土层层作为持持力层,当当上覆土土层较薄薄,应采采取避免免施工时时对淤泥泥和淤泥泥质土扰扰动的措措施;22)冲填填土、建建筑垃圾圾和性能能稳定的的工业废废料,当当均匀性性和密实实度较好好时,均均可利用用作为持持力层;3)
6、对于于有机质质含量较较多的生生活垃圾圾和对基基础有侵侵蚀性的的工业废废料等杂杂填土,未未经处理理不宜作作为持力力层。局局部软弱弱土层以以及暗塘塘、暗沟沟等,可可采用基基础梁、换土、桩基或或其他方方法处理理。在选选择地基基处理方方法时,应应综合考考虑场地地工程地地质和水水文地质质条件、建筑物物对地基基要求、建筑结结构类型型和基础础型式、周围环环境条件件、材料料供应情情况、施施工条件件等因素素,经过过技术经经济指标标比较分分析后择择优采用用。地基基处理设设计时,应应考虑上上部结构构,基础础和地基基的共同同作用,必必要时应应采取有有效措施施,加强强上部结结构的刚刚度和强强度,以以增加建建筑物对对地基
7、不不均匀变变形的适适应能力力。对已已选定的的地基处处理方法法,宜按按建筑物物地基基基础设计计等级,选选择代表表性场地地进行相相应的现现场试验验,并进进行必要要的测试试,以检检验设计计参数和和加固效效果,同同时为施施工质量量检验提提供相关关依据。经处处理后的的地基,当当按地基基承载力力确定基基础底面面积及埋埋深而需需要对地地基承载载力特征征值进行行修正时时,基础础宽度的的地基承承载力修修正系数数取零,基基础埋深深的地基基承载力力修正系系数取11.0;在受力力范围内内仍存在在软弱下下卧层时时,应验验算软弱弱下卧层层的地基基承载力力。对受受较大水水平荷载载或建造造在斜坡坡上的建建筑物或或构筑物物,以
8、及及钢油罐罐、堆料料场等,地地基处理理后应进进行地基基稳定性性计算。结构工工程师需需根据有有关规范范分别提提供用于于地基承承载力验验算和地地基变形形验算的的荷载值值;根据据建筑物物荷载差差异大小小、建筑筑物之间间的联系系方法、施工顺顺序等,按按有关规规范和地地区经验验对地基基变形允允许值合合理提出出设计要要求。地地基处理理后,建建筑物的的地基变变形应满满足现行行有关规规范的要要求,并并在施工工期间进进行沉降降观测,必必要时尚尚应在使使用期间间继续观观测,用用以评价价地基加加固效果果和作为为使用维维护依据据。复合合地基设设计应满满足建筑筑物承载载力和变变形要求求。地基基土为欠欠固结土土、膨胀胀土
9、、湿湿陷性黄黄土、可可液化土土等特殊殊土时,设设计要综综合考虑虑土体的的特殊性性质,选选用适当当的增强强体和施施工工艺艺。复合合地基承承载力特特征值应应通过现现场复合合地基载载荷试验验确定,或或采用增增强体的的载荷试试验结果果和其周周边土的的承载力力特征值值结合经经验确定定。常用用的地基基处理方方法有:换填垫垫层法、强夯法法、砂石石桩法、振冲法法、水泥泥土搅拌拌法、高高压喷射射注浆法法、预压压法、夯夯实水泥泥土桩法法、水泥泥粉煤灰灰碎石桩桩法、石石灰桩法法、灰土土挤密桩桩法和土土挤密桩桩法、柱柱锤冲扩扩桩法、单液硅硅化法和和碱液法法等。 1、换换填垫层层法适用用于浅层层软弱地地基及不不均匀地地
10、基的处处理。其其主要作作用是提提高地基基承载力力,减少少沉降量量,加速速软弱土土层的排排水固结结,防止止冻胀和和消除膨膨胀土的的胀缩。 2、强强夯法适适用于处处理碎石石土、砂砂土、低低饱和度度的粉土土与粘性性土、湿湿陷性黄黄土、杂杂填土和和素填土土等地基基。强夯夯置换法法适用于于高饱和和度的粉粉土,软软-流塑的的粘性土土等地基基上对变变形控制制不严的的工程,在在设计前前必须通通过现场场试验确确定其适适用性和和处理效效果。强强夯法和和强夯置置换法主主要用来来提高土土的强度度,减少少压缩性性,改善善土体抵抵抗振动动液化能能力和消消除土的的湿陷性性。对饱饱和粘性性土宜结结合堆载载预压法法和垂直直排水
11、法法使用。 3、砂砂石桩法法适用于于挤密松松散砂土土、粉土土、粘性性土、素素填土、杂填土土等地基基,提高高地基的的承载力力和降低低压缩性性,也可可用于处处理可液液化地基基。对饱饱和粘土土地基上上变形控控制不严严的工程程也可采采用砂石石桩置换换处理,使使砂石桩桩与软粘粘土构成成复合地地基,加加速软土土的排水水固结,提提高地基基承载力力。 4 、振冲法法分加填填料和不不加填料料两种。加填料料的通常常称为振振冲碎石石桩法。振冲法法适用于于处理砂砂土、粉粉土、粉粉质粘土土、素填填土和杂杂填土等等地基。对于处处理不排排水抗剪剪强度不不小于220kPPa的粘粘性土和和饱和黄黄土地基基,应在在施工前前通过现
12、现场试验验确定其其适用性性。不加加填料振振冲加密密适用于于处理粘粘粒含量量不大于于10%的中、粗砂地地基。振振冲碎石石桩主要要用来提提高地基基承载力力,减少少地基沉沉降量,还还可用来来提高土土坡的抗抗滑稳定定性或提提高土体体的抗剪剪强度。 5 、水泥土土搅拌法法分为浆浆液深层层搅拌法法(简称称湿法)和和粉体喷喷搅法(简简称干法法)。水水泥土搅搅拌法适适用于处处理正常常固结的的淤泥与与淤泥质质土、粘粘性土、粉土、饱和黄黄土、素素填土以以及无流流动地下下水的饱饱和松散散砂土等等地基。不宜用用于处理理泥炭土土、塑性性指数大大于255的粘土土、地下下水具有有腐蚀性性以及有有机质含含量较高高的地基基。若
13、需需采用时时必须通通过试验验确定其其适用性性。当地地基的天天然含水水量小于于30%(黄土土含水量量小于225%)、大于770%或或地下水水的pHH值小于于4时不宜宜采用于于法。连连续搭接接的水泥泥搅拌桩桩可作为为基坑的的止水帷帷幕,受受其搅拌拌能力的的限制,该该法在地地基承载载力大于于1400kPaa的粘性性土和粉粉土地基基中的应应用有一一定难度度。 6 、高压喷喷射注浆浆法适用用于处理理淤泥、淤泥质质土、粘粘性土、粉土、砂土、人工填填土和碎碎石土地地基。当当地基中中含有较较多的大大粒径块块石、大大量植物物根茎或或较高的的有机质质时,应应根据现现场试验验结果确确定其适适用性。对地下下水流速速度
14、过大大、喷射射浆液无无法在注注浆套管管周围凝凝固等情情况不宜宜采用。高压旋旋喷桩的的处理深深度较大大,除地地基加固固外,也也可作为为深基坑坑或大坝坝的止水水帷幕,目目前最大大处理深深度已超超过300m。 7、预预压法适适用于处处理淤泥泥、淤泥泥质土、冲填土土等饱和和粘性土土地基。按预压压方法分分为堆载载预压法法及真空空预压法法。堆载载预压分分塑料排排水带或或砂井地地基堆载载预压和和天然地地基堆载载预压。当软土土层厚度度小于44m时,可可采用天天然地基基堆载预预压法处处理,当当软土层层厚度超超过4mm时,应应采用塑塑料排水水带、砂砂井等竖竖向排水水预压法法处理。对真空空预压工工程,必必须在地地基
15、内设设置排水水竖井。预压法法主要用用来解决决地基的的沉降及及稳定问问题。 8 、夯实水水泥土桩桩法适用用于处理理地下水水位以上上的粉土土、素填填土、杂杂填土、粘性土土等地基基。该法法施工周周期短、造价低低、施工工文明、造价容容易控制制,目前前在北京京、河北北等地的的旧城区区危改小小区工程程中得到到不少成成功的应应用。 9、水水泥粉煤煤灰碎石石桩(CCFG桩桩)法适适用于处处理粘性性土、粉粉土、砂砂土和已已自重固固结的素素填土等等地基。对淤泥泥质土应应根据地地区经验验或现场场试验确确定其适适用性。基础和和桩顶之之间需设设置一定定厚度的的褥垫层层,保证证桩、土土共同承承担荷载载形成复复合地基基。该
16、法法适用于于条基、独立基基础、箱箱基、筏筏基,可可用来提提高地基基承载力力和减少少变形。对可液液化地基基,可采采用碎石石桩和水水泥粉煤煤灰碎石石桩多桩桩型复合合地基,达达到消除除地基土土的液化化和提高高承载力力的目的的。 10 、石灰灰桩法适适用于处处理饱和和粘性土土、淤泥泥、淤泥泥质土、杂填土土和素填填土等地地基。用用于地下下水位以以上的土土层时,可可采取减减少生石石灰用量量和增加加掺合料料含水量量的办法法提高桩桩身强度度。该法法不适用用于地下下水下的的砂类土土。 11 、灰土土挤密桩桩法和土土挤密桩桩法适用用于处理理地下水水位以上上的湿陷陷性黄土土、素填填土和杂杂填土等等地基,可可处理的的
17、深度为为515mm。当用用来消除除地基土土的湿陷陷性时,宜宜采用土土挤密桩桩法;当当用来提提高地基基土的承承载力或或增强其其水稳定定性时,宜宜采用灰灰土挤密密桩法;当地基基土的含含水量大大于244%、饱饱和度大大于655%时,不不宜采用用这种方方法。灰灰土挤密密桩法和和土挤密密桩法在在消除土土的湿陷陷性和减减少渗透透性方面面效果基基本相同同,土挤挤密桩法法地基的的承载力力和水稳稳定性不不及灰土土挤密桩桩法。 12 、柱锤锤冲扩桩桩法适用用于处理理杂填土土、粉土土、粘性性土、素素填土和和黄土等等地基,对对地下水水位以下下的饱和和松软土土层,应应通过现现场试验验确定其其适用性性。地基基处理深深度不
18、宜宜超过66m。 13 、单液液硅化法法和碱液液法适用用于处理理地下水水位以上上渗透系系数为00.12md的湿陷陷性黄土土等地基基。在自自重湿陷陷性黄土土场地,对对级湿陷陷性地基基,应通通过试验验确定碱碱液法的的适用性性。 14、在确定定地基处处理方案案时,宜宜选取不不同的多多种方法法进行比比选。对对复合地地基而言言,方案案选择是是针对不不同土性性、设计计要求的的承载力力提高幅幅质、选选取适宜宜的成桩桩工艺和和增强体体材料。三、基础础的设计计房屋屋基础设设计应根根据工程程地质和和水文地地质条件件、建筑筑体型与与功能要要求、荷荷载大小小和分布布情况、相邻建建筑基础础情况、施工条条件和材材料供应应
19、以及地地区抗震震烈度等等综合考考虑,选选择经济济合理的的基础型型式。砌体体结构优优先采用用刚性条条形基础础,如灰灰土条形形基础、Cl55素混凝凝土条形形基础、毛石混混凝土条条形基础础和四合合土条形形基础等等,当基基础宽度度大于22.5mm时,可可采用钢钢筋混凝凝土扩展展基础即即柔性基基础。多层层内框架架结构,如如地基土土较差时时,中柱柱宜选用用柱下钢钢筋混凝凝土条形形基础,中中柱宜用用钢筋混混凝土柱柱。框架架结构、无地下下室、地地基较好好、荷载载较小可可采用单单独柱基基,在抗抗震设防防区可按按建筑筑抗震设设计规范范第66.1.1l条条设柱基基拉梁。无地地下室、地基较较差、荷荷载较大大为增强强整
20、体性性,减少少不均匀匀沉降,可可采用十十字交叉叉梁条形形基础。如采采用上述述基础不不能满足足地基基基础强度度和变形形要求,又又不宜采采用桩基基或人工工地基时时,可采采用筏板板基础(有有梁或无无梁)。框架架结构、有地下下室、上上部结构构对不均均匀沉降降要求严严、防水水要求高高、柱网网较均匀匀,可采采用箱形形基础;柱网不不均匀时时,可采采用筏板板基础。有地地下室,无无防水要要求,柱柱网、荷荷载较均均匀、地地基较好好,可采采用独立立柱基,抗抗震设防防区加柱柱基拉梁梁。或采采用钢筋筋混凝土土交叉条条形基础础或筏板板基础。筏板板基础上上的柱荷荷载不大大、柱网网较小且且均匀,可可采用板板式筏形形基础。当柱
21、荷荷载不同同、柱距距较大时时,宜采采用梁板板式筏基基。无论论采用何何种基础础都要处处理好基基础底板板与地下下室外墙墙的连结结节点。框剪剪结构无无地下室室、地基基较好、荷载较较均匀,可可选用单单独柱基基,墙下下条基,抗抗震设防防地区柱柱基下设设拉梁并并与墙下下条基连连结在一一起。无地地下室,地地基较差差,荷载载较大,柱柱下可选选用交叉叉条形基基础并与与墙下条条基连结结在一起起,以加加强整体体性,如如还不能能满足地地基承载载力或变变形要求求,可采采用筏板板基础。剪力墙墙结构无无地下室室或有地地下室,无无防水要要求,地地基较好好,宜选选用交叉叉条形基基础。当当有防水水要求时时,可选选用筏板板基础或或
22、箱形基基础。高高层建筑筑一般都都设有地地下室,可可采用筏筏板基础础;如地地下室设设置有均均匀的钢钢筋混凝凝土隔墙墙时,采采用箱形形基础。当地地基较差差,为满满足地基基强度和和沉降要要求,可可采用桩桩基或人人工处理理地基。多栋栋高楼与与裙房在在地基较较好(如如卵石层层等)、沉降差差较小、基础底底标高相相等时基基础可不不分缝(沉沉降缝)。当地基基一般,通通过计算算或采取取措施(如如高层设设混凝土土桩等)控控制高层层和裙房房间的沉沉降差,则则高层和和裙房基基础也可可不设缝缝,建在在同一笺笺基上。施工时时可设后后浇带以以调整高高层与裙裙房的初初期沉降降差。当高高层与裙裙房或地地下车库库基础为为整块筏筏
23、板钢筋筋混凝土土基础时时,在高高层基础础附近的的裙房或或地下车车库基础础内设后后浇带,以以调整地地基的初初期不均均匀沉降降和混凝凝土初期期收缩。现在在我就大大型基础础设计中中较多见见的基础础类型的的桩基础础和后浇浇带的设设计讨论论一下 1、当当天然地地基或人人工地基基的地基基承载力力或变形形不能满满足设计计要求,或或经过经经济比较较采用浅浅基础反反而不经经济时,可可采用桩桩基础。 2、桩桩平面布布置原则则: 1)力力求使各各桩桩顶顶受荷均均匀,上上部结构构的荷载载重心与与桩的重重心相重重合,并并使群桩桩在承受受水平力力和弯矩矩方向有有较大的的抵抗矩矩。 2)在在纵横墙墙交叉处处都应布布桩,横横
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