1.1.3 地基及加固

1.1.3.1 对地基的要求

地基,是设备或建筑物基础底部下方一定深度与范围内的土层,承受着由基础传来的荷载。设备基础应建立在具有良好物理性质和足够抗压能力的地基上,以满足设备基础对地基土壤层的要求。地基应满足以下要求:

①保证具有足够的强度和稳定性。

②在荷载作用下地基土不发生剪切破坏或丧失稳定性。

③不产生过大的沉降或不均匀的沉降变形,以确保设备或建筑物的正常使用。

重要的基础最适合建造在石质地基上。如果受到条件限制只能建造在淤泥之类的土壤层上,就必须进行地基处理,可采用砂垫层或打桩加固,也可以使用强夯、振冲法等进行处理。

1.1.3.2 地基处理

(1)地基的类型

地基分为天然地基和人工地基。天然地基是未经加固处理,能直接支承设备或建筑物的地基;人工地基,是当地基土层较软弱,设备或建筑物的荷重又较大,地基的承载力和变形都不能满足设计要求时,通过人工加固处理的地基。

由软弱土组成的地基称为软弱地基。淤泥、淤泥质土及天然强度低、压缩性高、透水性小的一般黏土统称为软土。大部分软土,淤泥、淤泥质土和部分冲填土、杂填土及其他高压缩性土的天然含水率高(30%~70%),孔隙比大(1.0~1.9),压缩性高(压缩系数为0.005~0.02),抗剪强度低,具有触变性,流变性显著。

地基处理,也称地基加固,其目的是为改善地基土的性质,满足地基的稳定和变形要求,包括改善地基土的变形特性和渗透性,提高其抗剪强度和抗液化能力。

(2)地基处理方法

地基处理方法的选择应从地基条件、目标要求、工程费用及材料、机具来源等方面进行综合分析,确定合适的地基处理方法。软土地基处理施工具体方法有很多种,常常多种方法综合应用。按加固性质,主要有填土法、机械加固法、水泥灌浆法、桩加固等。

填土法,填土法是将天然弱土挖去,用较高耐压力的砂土代替,并将新土分层填实,洒水夯实,直至所需标高。

机械加固法,在基坑范围内土壤外露表面进行夯实,反复多次,使某一定深度范围内的土密实、牢固、结合,从而提高土壤强度。

水泥灌浆法,在基坑土壤内灌注水泥砂浆,灌注时保持一定压力,使水泥砂浆在压力下连续排出土壤中的气体而充满粗粒土壤的孔隙中,提高土壤强度。

桩加固法,将钢管、钢筋混凝土、石料、木材等强力打入基坑土壤中,靠材料的摩擦、挤压使其坚实,提高强度;用天然浅基础或仅做简单的人工地基加固仍不能满足要求时,常用的一种解决方法就是做桩基础。

桩基础由桩身和承台两部分组成,桩身或部分埋入土中,将上部结构的荷载通过桩穿过软弱土层传递到较深的地基,以解决浅基础承载力不足和变形较大的地基问题。

桩基础的类型,按传力性质分有端承桩、摩擦桩;按制作方式分有预制桩、灌注桩;按预制桩沉入方法分有锤击法、振动法、静力压桩法;按灌注桩成孔方法分有挖孔灌注法、钻扩孔、沉管和爆扩灌注法等;按成桩方法分有非挤土成孔桩、部分挤土桩和挤土桩;按断面形式分有圆桩、方桩、多边行桩和管桩等;按制作材料分有混凝土桩,钢筋混凝土桩、钢桩等。