1.6 地基处理设计前的准备工作
1.6.1 地基处理方案选择的步骤
地基处理方案的选择一般应先做好调查研究,详细了解上部结构体系与类型、地质情况、环境影响以及施工条件等。地基处理方案的选定,一般可按以下步骤进行。
(1)收集详细的工程地质、水文地质及地基的基础设计资料
根据基础结构类型、荷载大小和使用要求,结合所了解到的地质资料、周围环境和相邻建筑物的情况,初步选定几种可供考虑的地基处理方案。在选择地基处理方案时,可以考虑采取加权上部结构、基础刚度的措施,使其与地基处理共同作用。
(2)对初步选用的几种地基处理方案进行筛选和分析对比
分别从工程、地质、水文状况,以及加固效果、材料消耗及来源、施工机具、场地条件、工程进度要求、环境影响、地基处理费用等方面进行综合的技术与经济分析比较,根据技术可行、质量安全可靠、施工方便、经济合理,又能满足进度要求等原则,因地、因工程进行优选。
在选用方法时要客服盲目性,因为每一种地基处理方案都有其一定的适用条件、优缺点和局限性,没有哪一种方法是万能的。有时可以选用一种处理方法,也可选用两种或两种以上地基处理方法组成的综合处理方案。同时还应节约能源、保护环境,避免因地基处理对周围环境产生不良影响。
(3)对选定方案进行实地检验
对已选定的地基处理方案,应在有代表性的场地上进行相应的原位现场试验或试验性施工,以检验涉及参数、施工工艺的合理性和处理效果,若没有达到设计要求,应查明原因,采取措施或修正地基处理方案,直至满足要求为止。
在地基处理方案确定后,应做好施工技术管理,以保证方案的正确实施,达到预期的良好效果。地基的处理要尽量提早施工,以便通过调整施工速度,发挥时间效应,确保地基的稳定和安全。对初步选定的几种地基处理方案,分别从加固机理、适用范围、预期效果、材料来源、机具条件、工期、队伍素质、环境、经济性等方面进行对比,确定最佳方案。
1.6.2 地基处理方案选择应注意的因素
地基处理方案受上部结构、地基条件、环境影响和施工条件四方面的影响。在制订地基处理方案之前,应充分调查掌握如下影响因素。
(1)上部结构形式和要求
①建筑物的体型、刚度、结构受力体系、建筑材料和使用要求。
②荷载大小、分布和种类;基础类型、布置和埋深。
③基底压力、天然地基承载力和变形容许值等。
上述因素决定了地基处理方案制订的目标。
(2)地基条件
①地形及地质成因、地基成层状况。
②软弱土层厚度、不均匀性和分布范围。
③持力层位置及状况。
④地下水情况及地基土的物理和力学性质。
(3)地基处理方案的选择依据
①根据软弱土层厚度确定地基处理方案,当软弱土层厚度较薄时,可采用简单的浅层加固的方法,如换土垫层法。
②当软弱土层厚度较厚时,则可按加固土的特性和地下水位高低采用排水固结法、水泥土搅拌桩法、挤密桩法、振冲法和强夯法等。
③如遇砂性土地基,若主要考虑解决砂土的液化问题,则一般可采用强夯法、振冲法或挤密桩法等。
④如遇软土层中夹有薄砂层,则一般不需设置竖向排水井,而可直接采用堆载预压法;另外,根据具体情况也可采用挤密桩法等。
⑤如遇淤泥质土地基,由于其透水性差,一般应采用竖向排水井和堆载预压法、真空预压法、土工合成材料、水泥土搅拌法等。
⑥如遇杂填土、冲填土(含粉细砂)和湿陷性黄土地基,在一般情况下采用深层密实法是可行的。
1.6.3 地基处理方案设计前的调查研究内容
①结构条件包括:建(构)筑物的体型、刚度、荷载大小,基础类型、埋深,基底压力以及天然地基承载力、安全系数和容许变形值等。
②地基条件包括:地形,地质成因,软土厚度、不均匀性和分布范围,地下水情况,地基土物理性质、力学性质以及持力层位置和状况等。
③环境条件包括:环境污染,噪声,土方运出,石灰水泥的粉尘污染及对建(构)筑物周围地基产生附加下沉等。
④施工条件包括:用地条件,施工工期,工程用料,施工机械,当地施工环境等。
1.6.4 地基处理方案的设计原则
各地基处理问题具有各自独特的情况,在选择和设计地基处理方案时,不能简单地依靠以往的经验,也不能依靠复杂的理论计算,应结合工程实际,通过现场试验、检测并分析反馈,不断地修正设计参数。尤其是对于较为重要或缺乏经验的工程,在尚未施工前,应先利用室内外试验参数按一定方法设计计算。
在确定地基处理方案时,应根据工程的具体情况对若干地基处理方法在技术、经济以及施工进度等方面进行比较,选择经济合理、技术可靠、施工进度较快的地基处理方案。地基的深层处理往往施工工艺技术比较复杂、工期较长、处理费用比较高。因此,在建筑工程中,应优先采用浅层处理方案。只有在天然地基或浅层处理均无法满足工程需要时,才考虑采取深层处理方案。地基处理方案中,可采用一种方法,也可采取几种处理方法。