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1、軟弱地基處理方法4軟弱地基處理方法4軟弱地基是一種不良地基。由于軟土具有強(qiáng)度較低、壓縮性較高和透水性很小等特性,因此在軟土地基上修建建筑物,必須重視地基的變形和穩(wěn)定問題。在軟弱土地基上的建筑物往往會出現(xiàn)地基強(qiáng)度和變形不能滿足設(shè)計(jì)要求的問題,因而常常需要采取措施,進(jìn)行地基處理。處理的目的是要提高軟弱地基的強(qiáng)度,保證地基的穩(wěn)定,降低軟弱土的壓縮性,減少基礎(chǔ)的沉降和不均勻沉降。目前針對軟弱地基的不同構(gòu)成有很多不同的處理方法,以下對用松木樁處理軟弱地基的問題作一些探討。一、軟弱地基的種類及常見的處理方法軟弱地基的種類
2、很多,按成因一般可分為人工填土類地基;海相、河流相和湖相沉積而成的含淤質(zhì)粘土類地基;各種山前沖積、洪積相所形成的夾卵石、漂石的粘土類地基。復(fù)雜的成因造成了它們在物理力學(xué)性能上的復(fù)雜性,它們的共同特點(diǎn)是承載力低、壓縮性高。目前對厚度較大的軟弱地基一般采用各類鋼筋混凝土樁進(jìn)行處理,對含水量和孔隙比較大的軟弱地基一般采用砂樁、石灰樁,化學(xué)灌漿或堆載預(yù)壓等方法處理。各種處理方法都有較強(qiáng)的針對性,處理方法選擇是否合理,直接影響到建筑物的設(shè)計(jì)是否安全和節(jié)約。在實(shí)際工程中,松木樁處理軟弱地基的問題較少提及,但在條件許可的情
3、況下采用短木樁處理某些軟弱地基不僅施工較為便捷,而且費(fèi)用也較為經(jīng)濟(jì)合理。二、用松木樁處理地基的實(shí)例在實(shí)際工程中軟弱地基普遍存在,對于一些層數(shù)較低、荷載較輕的建筑物地基或遇局部暗塘的情況,大多是采用松木樁處理地基的。下面就110KV鹿山變電所主控樓的地基處理作一簡要介紹。(1)工程的地質(zhì)概況該工程位于鹿山附近,建筑面積650㎡,兩層全框架結(jié)構(gòu)。地質(zhì)剖面自上而下由雜填土、淤質(zhì)粘土、含淤質(zhì)礫砂卵石、粉質(zhì)粘土及粘土構(gòu)成。淤質(zhì)粘土呈軟塑狀,下部的含淤質(zhì)礫砂卵石呈中密狀,是較為理想的持力層。持力層的實(shí)際埋深約4米。當(dāng)時曾
4、考慮用砼短樁或換土墊層法處理,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定了松木樁的處理方案。(2)松木樁的設(shè)計(jì)計(jì)算在設(shè)計(jì)中短木樁用作擠密樁時可按下式設(shè)計(jì):S=0.95d√(1+e0)/(e0-e1)n=A/APS――樁的間距(m)d――樁徑(m)e0――擠密前土的天然孔隙比e1――擠密后作要求達(dá)到的孔隙比,可按地基所需的承載力設(shè)計(jì)值再根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄五附表5-3或5-4確定n――每㎡樁的根數(shù)A――每㎡地基所需擠密樁面積,A=(e0-e1)/(1+e0)AP――單樁橫截面積(㎡)在設(shè)計(jì)中,當(dāng)樁端有硬殼層存在時,可作為端
5、承樁,按下式計(jì)算:Pa=Ψα[σ]A-(a)Pa――單樁承載力Ψ―――縱向彎曲系數(shù),與樁間土質(zhì)有關(guān),一般可取1α―――樁材料的應(yīng)力折減系數(shù),木樁取0.5[σ]――樁材料的容許壓力,kPa本實(shí)例中柱下獨(dú)立基礎(chǔ)附加應(yīng)力及自重總值為950KN.選③層為樁端持力層,地基土的容許承載力經(jīng)綜合分析后取值130kPa,基礎(chǔ)埋深1.5米,經(jīng)計(jì)算基礎(chǔ)尺寸為2.6*2.9㎡.持力層埋藏較淺,因而采用端承樁設(shè)計(jì)。根據(jù)(a)式,當(dāng)以松木為材料,樁直徑為15cm時,[σ]為24773.4kPaPa=1*0.5*2773.4*(0.15
6、/2)2*π=24.5KN/根每平方米所需樁數(shù)為n=950/(2.6*2.9*24.5)=5.14根/㎡實(shí)取5根/㎡該工程的樁基底面積為210㎡,所需樁數(shù):210*5=1050根樁的布置按梅花形:全部打樁完畢后,在樁頂面鋪設(shè)20cm厚片石灌石子,加以夯實(shí),然后再做基礎(chǔ)。(3)經(jīng)濟(jì)效果分析根據(jù)建筑預(yù)算定額,φ15cm的松木樁2.5m長每根樁工料費(fèi)為15元/根,總費(fèi)用1050*15=1.575萬元。若用12cm*12cm混凝土預(yù)制短樁約需5.1萬元;若用換土墊層則需2.4萬元,并且因地下水位較高,換土施工難度很大
7、。顯然用松木樁方案為首選。該工程1999年5月竣工以來,通過使用和觀測證明,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全。三、松木樁處理軟弱地基的適應(yīng)條件根據(jù)在軟土地基上工程建設(shè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),軟土地基的設(shè)計(jì)之前必須認(rèn)真進(jìn)行工程地質(zhì)勘察和土工試驗(yàn)。只有查清土層和土質(zhì)的情況,才能正確地進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工;再者,必須從場地的土層和土質(zhì)的特點(diǎn)出發(fā),對地基與基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)、施工及使用等方面進(jìn)行綜合考慮,通過方案比較、合理地選擇地基處理方案。一般軟土厚度小于5m時較為適宜用松木樁處理,為了便于打樁,樁長不宜超過4m.作端承樁時,為了保證樁尖能進(jìn)入持力層,上部可先
8、開挖至基礎(chǔ)的埋深后再打樁。樁的材料必須用松木,因松木含有豐富的松脂,這些松脂能很好地防止地下水和細(xì)菌對其的腐蝕,價(jià)格也較為便宜。松木樁適宜在地下水以下工作,對于地下水位變化幅度較大或地下水具有較強(qiáng)腐蝕性的地區(qū),不宜使用松木樁。實(shí)踐證明,短木樁處理軟弱地基時,有施工方便、經(jīng)濟(jì)效益明顯的優(yōu)點(diǎn),它可避免大量的土方開挖,因而在松木資源較為豐富的地區(qū),用松木樁處理軟弱地基在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上是可行的,它不失為一種處