简述在回填土上对房屋基础选型和地基处理的措施分析
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简述在回填土上对房屋基础选型和地基处理的措施分析
摘要:建筑房屋基础选型和地基处理方法对结构整体性能起着至关重要的作用,建筑房屋的整体受力都是通过基础传给地基,地基传给大地从而释放出去,地基承载力强弱直接影响着建筑结构的安全性和耐久性,本文通过对回填土地基上的基础选型方法及地基的处理技术做简要阐述,使回填土地基的合理利用提供一定的设计基础。
关键词:回填土,基础选型,地基处理,措施
回填土地基是一种常见的地基形式,但是想在回填土地基上设计建筑结构的基础需要做很多的地基技术处理,如果对结构的选型不当或是地基处理不到位都会引起建筑结构的不均匀沉降,使结构产生沉降差影响结构的正常使用功能,基础类型的选择一部分取决于上部结构荷载,另一部分应该考虑基础本身的强度和稳定性。
一、回填土地基房屋基础选型
回填土地基的强度取决于对回填土处理程度,如果处理的强度高,地基的承载能力也很高,甚至高于原状土地基的承载力,但是需要投入的成本也很高,所以在回填土地基上选择合理的基础类型很重要,通常可优先选用以下几种基础形式。
1、筏型基础
当建筑结构的荷载很大时,通常采用筏型基础,筏型基础形象的比喻成像水中漂浮的木筏,对软弱地基及回填土地基的沉降有很好的抵抗作用,当在回填土密实度不够时,采用筏型基础可以抵抗建筑物不均匀沉降,当建筑结构上部荷载较大时,筏型基础可以有效的分散上部荷载,筏型基础实质是增加基础的有效承载面积,使单位面积上承受的荷载减小,增加建筑结构的整体刚度。
2、柱基础
当建筑结构上部荷载较大,回填土的厚度较厚时,宜采用柱基础,通过桩基础减小回填土的因密实度不够对结构的整体沉降影响,由于桩基础本身造价高及施工工艺的复杂,当建筑结构不高时,建议采用其它基础类型,如果是高层及超高层建筑应优先选用桩基础,高层及超高层建筑上部的荷载值很大,当结构承建在回填土地基上时,回填土必然会花费高额的地基处理费用,增加工程的建造成本,所以利用桩基础可不必对回填土地基绝对密实,桩基础是通过桩端或桩侧摩擦承载上部荷载的,在回填土地基上宜优先选择桩基础作为建筑结构的基础形
式。
3、柱下条形基础
柱下条形基础多应用于地质条件较差,结构会出现较大的沉降变形的地基上,当地基是回填土时,也可以选择柱下条形基础,回填土的地基承载力很低,若选择单独基础务必会出现较大变形,否则需要增加独立基础的承载面积,当建筑物不允许出现过大的扩大基础时,采用柱下条形基础最为理想,柱下条形基础是由钢筋和混凝土组成的结构基础,具有较大的刚度,不宜产生过大的变形,建筑结构的基础沉降一致比较均匀,但结构布置时,柱间距不宜过大,否则会影响基础的整体刚度。
建筑结构的基础类型很多,当对建筑结构的基础做选择时,应结合当地工程的具体情况,勘查工程的实际地址条件,选择多种的基础形式方案,进行技术经济效果分析比较,选择最合适的基础类型。
二、回填土地基处理方法
回填土地基是采用不同的杂填土进行回填碾压而形成的地基,回填土地基的强度与所填的土质类型及碾压强度次数有关,一般回填土宜采用碎石类土、砂土、粘性土以及混合灰土等,将回填土分层铺摊,根据土质的类型选择每层铺土的厚度、密实度要求和碾压机械。地基的处理就是对原有地基进行加固或改良的一种措施,提高地基本身的承载能力,回填土地基的优点很多,简单介绍几种回填土地基的处理方法。
1、换土地基法
当回填土的密实程度不够,地基不能满足上部荷载作用时,采用换填地基法来处理软弱地基,换土地基法首先是将基础以下部分软土挖走,挖土的深度应根据上部荷载的大小跟基础的类型确定,回填强度比较高,压缩性较低,并无腐蚀性的材料,如中粗砂、碎石或卵石、灰土、素土矿渣等,再根据回填土的土质类型确定每层的回填厚度,按厚度分层碾压密实,作为地基的持力层,换土地基按回填的材料分为灰土地基、砂石地基、粉煤灰地基。灰土地基是按着一定的强度比例配置灰土,适用于加固处理1~4米的回填土软弱地基,还可以作为建筑结构的防潮层。砂石地基采用砂和石的混合料作为地基加固的处理材料,这种加固方法强度很高,能加固下部土层的沉降和固结,尤其适用于回填的土质较差,还含有淤泥质土的地基。粉煤灰地基是利用工业废料作为回填材料,具有很好的物理性能,目前被广泛采用,粉煤灰地基适用的面积很广,而且加固的效果显著。
2、排水固结法
排水固结方法应用广泛,在回填土地基中也可以使用,利用排水固结的方法预先提高地基的承载力,防止结构基础在使用过程中出现过大的沉降和变形。在回填土地基上采用排水固结方法可以缓解回填土地基密实度不够而产生的沉降
差,排水固结的原理就是应用饱和土的渗透固结理论,预先将土中的自由水排出,土体会随着自由水减少逐渐被压缩,土体的缝隙变小密实度增强,完成土体的固结过程,增强地基的承载能力,回填土地基同样利用这个原理完成地基的加固过程。排水固结有两方面好处,一方面是使地基的沉降基本上在加载预压期间完成,保证建筑结构地基在使用过程中不会再出现不利的沉降和沉降差,另一方面是增强地基土的抗剪强度,从而增强地基的承载能力和基础的稳定性。
3、夯实地基法
夯实地基法是工程中最常见的一种地基加固的处理方法,方便便捷操作简单,工程中对于面积较小的地基通常采用夯实地基法处理,夯实地基分为两种方法,重锤夯实地基和强夯地基,重锤夯实地基是利用起重机械将重锤抬举到一定高度,将重锤自由落下完成地基的夯实处理,一般地基需要夯实的强度跟选择的重锤的重量、夯实的高度、夯实的遍数有关,重锤的质量通常在2~3吨中选择,重锤夯实加固的深度一般为2米以内,适用于地下水位0.8米以上黏性土,砂土,湿陷黄土,杂填土以及分层回填的地基加固处理。强夯地基是利用大型的起重机械将大吨位的重锤抬起高度6米以上的夯实地基处理方法,此方法夯实的强度大,对土体有很大的冲击力,迫使土层孔隙压缩,土体局部液化,在夯实点土体出现微裂缝形成良好的排水通道,土体的中的孔隙水被强压挤出,使土体结构重新排列达到密实的程度,从而提高地基的局部承载力,强夯地基法是工程中普遍采用的一种深层地基处理方法。
在回填土上对建筑结构的基础选型很便捷,主要考虑回填土的土质类型和回填土夯实的强度等级,回填土夯实的强度越高,结构基础的选型种类越广泛,但回填土夯实的强度跟工程所投入的成本是成正比关系,不能一味的追求结构基础强度而忽略了工程成本,二者应该综合考虑,选择最优的基础选型方案,结构基础的选型确定前还要考虑地基的处理加固措施,经济合理的地基加固措施能提高结构的安全性和使用功能。
参考文献
李雷.浅谈某高校深基坑回填土施工处理方案[J].城市建设理论研究,2011年17期.
姜涛,张胜芝.多层建筑基础选型分析[J].科技咨询导报,2007年9期.张晓青.浅谈几种软土地基的处理方法[J].山西建筑,2009年6期.
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。