建筑软弱地基的处理措施及其应用综述

建筑软弱地基的处理措施及其应用综述

软弱地基处理的优劣,关系到整个工程的质量。合理的软弱地基处理、上部结构设计,可以减轻和消除软弱地基对上部建筑物的不利影响。

标签：地基处理;结构设计

软弱地基是一种不良地基。由于软土具有强度较低、压缩性较高和透水性很小等特性,因此在软土地基上修建建筑物,必须重视地基的变形和稳定问题。在软弱土地基上的建筑物往往会出现地基强度和变形不能满足设计要求的问题,因而经常需要采取措施,进行地基处理。处理的目的是要提高软弱地基的强度,保证地基的稳定,降低软弱土的压缩性,减少基础的沉降和不均匀沉降。目前针对软弱地基的不同构成有很多不同的处理方法,以下对用松木桩处理软弱地基的问题作一些探讨。

1 软弱地基的种类

软弱地基的种类很多,按成因一般可分为人工填土类地基;海相、河流相和湖相沉积而成的含淤质粘土类地基;各种山前冲积、洪积相所形成的夹卵石、漂石的粘土类地基。复杂的成因造成了它们在物理力学性能上的复杂性,它们的共同特点是承载力低、压缩性高。

2 软弱地基处理过程中常遇到的问题

具体工程情况很复杂、地质条件千变万化,施工机具、设备、材料等也有较大差别。因此,为了确定合理的处理方法,应对特定的施工点要进行细致分析,综合考虑各种因素。以下讨论几点工程中常遇到的问题。

软弱地基处理的目的在于提高地基强度,防止建造在这类地基上的构筑物的破坏、滑动等。但有时则在结构物发生了滑动或过大的沉降甚至发生旋转,影响正常使用时,为了控制这类变形的继续发展而进行地基处理。软弱地基处理通常是在工程建造前进行,但有时也不得不在结构物竣工后出现问题时进行。对于后一种情况,施工较为困难,工程费用昂贵。在上述软弱地基的各种处理方法中,以堆载预压法最简单。如果堆载用的土料能够既价廉又运输方便的话,可谓是一种稳妥的地基处理方法。当然,若作为预压用的土料不易于得到,可采用真空预压法。但利用作用在铺设于地表面的塑料薄膜上的大气压作为荷载时,残余沉降将更严重。因此,在上部结构设计时,必须考虑结构物能够承受某种程度的均匀沉降与不均匀沉降,遇有基础的残余沉降特别大的情况,对上部结构尚需采取特殊措施。

地基改良需要费用和时间,在选择地基改良方案时,必须慎重研究哪一部分地基需要改良,以及需改良到什么程度即可满足工程需要。假如把对整个建设场地的地基处理费用,集中用到特别需要改良的薄弱部位进行局部改良,则往往可得到更理想的效果。有时,甚至可不做地基处理,即使结构物产生一些局部的小的破坏

或变形,,这对工程影响也不大,只要在事后做局部调整、修补即可。这远比一开始就对整修地基场地进行改良的方案优越得多。

建筑设计包括上部和基础设计两部分。一方面,如果设计基础时多花费一些钱,把基础设计得坚固些,安全性也可相应得到保证。另一方面,如果设计时注重对上部结构予以加强,即使地基产生一些沉降,结构物也能与其适应,这样做还可节省地基改良费用。

3 建筑结构设计中采用的措施

3.1 增强结构整体刚度

建筑物常因功能的需要,使本身具有一定的刚度,一般工业及民用建筑刚度比较大的有两种,一种为绝对刚性,如钢筋混凝土筒仓,烟囱等;另一种为相对刚性,如多层砖石房屋,多层钢筋混凝土框架,它具有一定的刚度,可是它的强度较低,不能与它的刚度协调一致,其抗拉能力尤弱,因此碰到软土地基时应适当增加其关键部位的抗拉强度,这样有利于利用建筑物的刚度来调整建筑物部分不均匀沉降。此外在建筑物的相应部位可设置沉降缝以减少不均匀沉降。沉降缝设置的部位应在:

(1)建筑物长高比过大的适当部位。

(2)平面形状复杂建筑物的转折部位。

(3)地基压缩性有明显不同处。

(4)建筑结构类型不同处。

(5)建筑物高度和荷载差异处。

(6)分期建造房屋的交界处。

(7)拟设置伸缩缝处。通过以上部位设置沉降缝可大大减少由于地基土软弱引起的不均匀沉降缝。

3.2 注意相连建筑物的相互影响

建筑物荷载不仅使本建筑物下的土层产生压缩变形,在它以外一定范围内的土层,由于受到基础压力扩散的影響也将产生压缩变形,这种变形随着距离增加值逐渐减小,由于软土地基的压缩性很高,当两建筑物之间距离较近时,这类附加不均匀压缩变形甚大,常造成邻近建筑物的倾斜或损坏,若被影响建筑物的刚度强度较差时,危害主要表现为产生裂缝;当刚度强度较好时则表现为建筑物的倾斜。

3.3 减轻建筑物的自重

减轻自重可减少建筑物的总沉降量,从而有利于对不均匀沉降的控制。也可在预先估计沉降量大的部分减轻自重,用以直接调整不均匀沉降。由于一般砖石结构民用建筑墙身重量所占比例很大,故若能用轻质材料和改变结构体系来减轻这部分的重量,对控制沉降会有明显效果。另一个减轻自重的途径是采用架空地面来代替填土,一般此部分约占地基容许承载力地10-40%,因此这部分若应用得当会有很好效果,此时基础形式可做空心基础,薄壳基础,沉井等,有时也可做成地下室,在大量减轻自重的同时,还会增加一定的使用价值。

参考文献

[1] [2]

杨峰.软弱地基处理方法的运用[J].工程建设与档案,2003. 王忠和等.浅谈软弱地基的处理[J].林业科技情报,2003.