论地基基础不均匀沉降的处理方法(1)

论地基基础不均匀沉降的处理方法
作者：刘洁
来源：《城市建设理论研究》2014年第03期
摘要：地基基础产生不均匀沉降的原因是多方面的，对建筑物的破坏是难以修复的。

但是在施工方面采取一定的措施，就可以有效地预防和控制不均匀沉降的产生。

本文分析了地基基础不均匀沉降原因，并介绍了几种地基处理方法。

关键词：地基处理；不均匀沉降；原因；方法
中图分类号：TU47 文献标识码：A
引言
建筑物在施工和使用的过程中总产生一些沉降。

当沉降均匀时，对建筑物不致于带来危害，建筑物地基基础不均匀沉降往往导致建筑物开裂、塌陷等严重影响使用。

特别是软土地基，由于沉降大、不均匀、稳定期长，处理不好，极易造成工程事故。

所以，为了保证建筑物的安全和正常使用，建筑物的地基基础的不均匀沉降问题从选点开始，到地质勘查、设计，直到工程施工都应建立在摸清地质结构条件的前提下，按照客观规律及规范要求去开展工作，通过一定的途径采取适当措施，以减少建筑的不均匀沉降是十分必要的。

1.地基基础不均匀沉降的原因
建筑物一般总会产生一定的沉降，软弱地基上的建筑物更容易产生不均匀沉降。

过大的不均匀沉降易使上部结构开裂与破坏，造成建筑物各处渗水、下水道堵塞不畅等，严重影响建筑物的使用。

地基不均匀沉降的原因主要有：地质勘察报告的准确性差、真实性不高；建筑物长度太长；建筑体型比较复杂凹凸转角多；未在适当部位设置沉降缝；基础及建筑物整体刚度不足；建筑物层高相差大所受荷载差异大；地基土的压缩性显著不同、地基处理方法不同等都会引起建筑物产生过大的不均匀沉降。

如何解决地基不均匀沉降对上部结构产生的过大变形、裂缝、倾斜甚至倒塌等不利影响是工程建设和地基基础科学面临的重大问题。

2.地基处理的方法选择
很多地基处理的方法，具有多种处理的效果。

如碎石桩具有置换、挤密、排水和加筋的多重作用；石灰桩又挤密又排水，吸水后又进一步挤密等，因而一种处理方法可能具有多重处理的效果。

此外由于科学技术的快速发展，如今的地基处理施工有时会采用多种地基处理方法的组合：如真空法和堆载法组合；碎石桩和褥垫法组合等。

选择地基处理方法要力求做到安全适用、确保质量、经济合理、技术先进。

地基处理方案选择应考的因素重要有：土的类别、加固深度、上部结构要素、机械设备、周围环境、工期、施工技术水平及工程造价等。

在进行地基处理工程设计前，首先应进行调查研究，其内容如下：
2.1结构条件
房屋的体型、刚度、结构受力体系、建筑材料和使用要求；荷载大小、分布和种类；基础类型、布置和埋深；天然地基承载力、稳点安全系数和变形允许值等。

2.2地基条件
地形及地质成因、地基成岩状况；软弱土层厚度、不均匀性和分布范围；持力层位置及状况；地下水情况及地基土的物理和力学性质。

各种软弱地基的形状是不同的，现场地质条件随着场地的不同也是多变的，即使同一种土质条件，也可能有多种地基处理方案。

2.3环境条件
在地基处理施工中应考虑对场地环境的影响。

如采用强夯法和砂挤密法等施工时，振动和噪音对临近建筑物和居民产生的影响和干扰；采用堆载预压法时，将会有大量土方运进输出，既要有堆放专场地又不能妨碍交通；采用石灰桩或灌浆法时，有时会污染周围环境。

总之，施工时对场地的环境影响不是绝对的，应慎重对待，妥善处理。

2.4施工条件
用地条件，工期、工程用料、施工机械、施工难易程度等。

3.地基基础不均匀沉降的处理方法
地基处理的基本方法主要是置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法。

现就其中几种进行介绍
3.1振冲法
振冲法亦称为振动水冲法。

在地基处理方法中，此种方法是深层密实法中的一种。

它是以起重机吊起振冲器，启动潜水电机，使振冲器产生高频振动，同时开动水泵通过喷嘴喷射高压水流，变振边冲，将振冲器沉到土中的预定深度，然后经过清孔工序，用循环水带出孔中稠泥浆，此后就可以从地面向空中逐段添加填料（碎石或其他粗粒料），每段填料均在振动作用下被振挤密实，达到所要求的密实度后即可提升振动器。

如此重复，直至地面，从而在地基中形成一个大直径的密实桩体。

振冲法加固可提高地基承载力，减少沉降和不均匀沉降，且能达到地基抗地震液化能力的效果。

目前振冲法应用在饱和松散粉细砂、中砂、砾砂、杂填土和软土中，都取得了令人满意的效果。

就工程而言，振冲法可用于中小型工业与民用建筑物；港湾构筑物等。

振冲法在施工时，根据现场环境和施工条件的不同，可采用不同的施工参数（加固范围、布桩方式、桩长的确定、桩的直径、桩间距、施工顺序）。

如对大面积满堂处理，宜用等边三角形布桩，对独立或条形基础，用正方形、矩形或等腰三角形布桩；对于圆形或环形基础，宜用放射形布桩。

3.2深层石灰搅拌桩
对塑性指标高的软土地基进行加固处理,可以采用深层石灰搅拌桩这一方法。

在同等条件下,用石灰充当固化剂对软土地基进行加固处理,所起到的临时加固效果通常要超过水泥。

在房屋建筑工程中的软土地基中,深层石灰搅拌桩通过把地基土和石灰强制搅拌混合,使石灰和地基土发生化学反应,从而使起到稳定地基土的作用,同时还能提高软土地基的强度。

该方法具有经济合理、技术简单等特点,可以减少房屋建筑整体工程的工后沉降与软土层沉降,同时还能使软土层承载力得以提高,能够有效加固房屋建筑工程的软土地基。

3.2.1深层石灰搅拌桩的施工准备。

当工作场地的表层硬壳比较薄时,应先铺填砂石垫层,这样施工机械在场内就可以顺利移动与施钻。

配置钻机、搅拌钻头、空气压缩机以及粉体发送器等。

通过室内试验与原位测试获取地基土与灰土的化学指标和物理力学性能指标,然后以最佳含灰量充当设计掺灰量。

对搅拌范围进行确定与设置,然后选择桩长、根数及截面。

3.2.2深层石灰搅拌桩的施工要点。

粉体搅拌法的施工顺序为:桩体对位→下钻→钻进→提升→提升结束。

按照房屋建筑结构所要求的承载力,对桩的间距进行初步选定,然后确定出加固范围内的搅拌桩数量与每平方米内的搅拌桩的所占面积。

通常,搅拌桩的排列呈等边三角形,有时也可以布置成四方形,桩距约为1米,桩径在0.5米到1.5米之间。

空压机压力不必过高,风量适宜即可,不必过大。

桅杆与钻机安装在载体上,这样可以有效防止飞粉污染,同时还能防止与雨水相遇发生化学反应而溅伤施工人员的眼睛与皮肤,在施工过程中,施工人员必须配戴防护眼镜。

3.3电渗排水法
电渗排水法在建筑施工中，可以起到降低粘性土中含水量的作用，使地下水位下降，以此来达到提高地基承载力的作用，减少不均匀沉降。

电渗排水法由于同相置换、晶格缺陷及破键、选择性吸附、离解吸附等原因,粘土表面往往带有一定量的负电荷。

根据土粒的这一特点,将直流电场施加于土层,利用电渗、电泳破坏土中水与土粒的吸附结合,使这些粘土粒子向阳极移动,而水溶液中的阳离子和水分子则向阴极运动。

电渗法就是利用这一特性,使水从阴极排出而达到排水固结的效果。

电渗排水法的主要步骤是：先在土中插入金属电极，在电极上通上直流电，通过直流电的作用，土中的水就会从阳极逐渐流向阴极，并且从阴极排出的同时，不让水在阳极附近进行填
充。

由此可见，通过这种电渗排水的方法，不但可以使土中的水排除，还可以提高建筑施工中地基的稳定性。

真空预压联合电渗适用于塑性指数稍大的粘土和粉质粘土，对初始含水率较高的软土尤为适合。

纯电渗电能消耗大，用电渗来排真空预压就可以排出的自由水并不经济。

在加固初期，被加固土体含水量很高，利用真空预压就可以较容易排出土中的自由水，无需使用电渗；到了加固后期，则可以利用电渗能够排出部分弱结合水的特点，进行真空预压联合电渗加固。

真空荷载的存在，可以使电解产生的、聚集于电极处的氢气和氧气更容易逸出，从而减小界面电阻，减少在界面电阻上所消耗的电能。

电渗过程中，土体中特别是阳极附近往往产生微裂缝，微裂缝处由于电阻率大，会过多地消耗电能。

真空荷载对土体的作用近似为球应力，使土体产生向中心的聚集，因此有利于减少微裂缝的产生。

真空-电渗降水-低能量强夯也是一种有效的联合方法，通过真空和电渗降水后，采用低能强夯提高土骨架密实度，从而提高土体强度。

4.结束语
地基处理作为建设工程中的重要一环，直接关系到建筑物建设的整体质量，又因其在问题出现后不易补救，所以要对施工前的数据分析处理，提出科学的施工计划，施工过程中要严格的检查质量问题，一旦发现及时解决，只有这样才能彻底解决建筑物的质量问题。

参考文献
[1]洪海平.建筑地基基础施工质量控制要点[J].中国新技术新产品.2011(03).
[2]曾裕平,吴明军. CFG桩复合地基处理[J].山西建筑.2011(13).。