地基处理技术
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任务1.1 地基处理的重要性和目的

任何建筑物都是建造在一定的地层上的,承受建筑物荷载的地层称为地基,建筑物向地基传递荷载的下部结构称为基础。凡是基础直接建造在未经过加固处理的天然土层上时,这种地基被称为天然地基。如果天然地基很软弱,不能够满足地基强度和变形等要求,则预先要经过人工处理以后再建造基础,这种地基加固被称为地基处理。

我国地域辽阔、幅员广大,自然地理环境不同,土质各异,地基条件的区域性较强。因此,需要解决各类工程在设计及施工中出现的各种复杂的岩土工程问题,将是地基处理技术这门学科面临的课题。随着当前我国经济建设的迅猛发展,自20世纪90年代以来,我国土木工程建设发展很快,土木工程功能化、城市建设立体化、交通运输高速化,以及改善综合居住条件已成为我国现代土木工程建设的特征。从事工程建设不仅事先要选择在地质条件良好的场地,而且有时也不得不在地质条件不好的地方修建建(构)筑物,因此,必须要对天然的软弱地基进行处理。

各种建筑物和构筑物对地基的要求主要包括下述三个方面。

1.稳定问题

稳定问题是指在建(构)筑物荷载(包括静、动荷载的各种组合)作用下,地基土体能否保持稳定。地基稳定问题有时也称为承载力问题,但两者并不完全相同。地基承载力概念在建筑领域用得较多,有时也根据变形控制。若地基稳定性不能满足要求,地基在建(构)筑物荷载作用下将会产生局部或整体剪切破坏,将影响建(构)筑物的安全与正常使用,严重的可能引起建(构)筑物的破坏。地基的稳定性,或地基承载力大小,主要与地基土体的抗剪强度有关,也与基础型式、大小和埋深等影响因素有关。

2.变形问题

变形问题是指在建(构)筑物的荷载(包括静、动荷载的各种组合)作用下,地基土体产生的变形(包括沉降,或水平位移,或不均匀沉降)是否超过相应的允许值。若地基变形超过允许值,将会影响建(构)筑物的安全与正常使用,严重的可能引起建(构)筑物的破坏。地基变形主要与荷载大小和地基土体的变形特性有关,也与基础型式、基础尺寸大小等影响因素有关。

3.渗透问题

渗透问题主要有两类:一类是蓄水构筑物地基渗流量是否超过其允许值。例如,水库坝基渗流量超过其允许值的后果是造成较大水量损失,甚至导致蓄水失败;另一类是地基中水力比降是否超过其允许值。地基中水力比降超过其允许值时,地基土会因潜蚀和管涌产生稳定性破坏,进而导致建(构)筑物破坏。地基渗透问题主要与地基中水力比降大小和土体的渗透性高低有关。

当建(构)筑物的天然地基存在上述问题之一或者其中几个问题时,就需要采用相应的地基处理措施,以保证建筑物的安全与正常使用。根据调查统计,世界各国的土木,水利、交通等各类工程中,地基问题常常是引起各类工程事故的主要原因。地基问题的处理恰当与否,直接关系到整个工程的质量可靠性、投资合理性及施工进度。因此,地基处理的重要性已越来越被更多的人所认识和了解。

在建筑物设计中,对地基与基础的设计应给予足够的重视,要结合建筑物的上部结构情况、运用条件及地基土的特点,选择适当的基础设计方案和地基处理措施。

地基处理的目的就是采取切实有效的地基处理方法,改善地基土的工程性质,使其满足工程建设的以下几点要求:

(1)提高地基土的抗剪强度,以满足设计对地基承载力和稳定性的要求。

(2)改善地基的变形性质,防止建筑物产生过大的沉降和不均匀沉降以及侧向变形等。

(3)改善地基的渗透性和渗透稳定,防止渗流过大和渗透破坏等。

(4)提高地基土的抗震性能,防止液化,隔振和减小振动波的振幅等。

(5)消除黄土的失陷性,膨胀土的胀缩性等。