浅谈软土地基

时间:2022-10-03 02:33:14

浅谈软土地基

摘要:为了便于更好地掌握和应用新规范,我针对新规范中软土地基的处理及砌体结构裂缝处理的内容,深入介绍软土地基的处理及砌体结构裂缝处理技术的设计、施工经验和地基处理的应用范围、质量检验及验收、技术经济分析等,并收集了大量工程应用实例等,以便帮助在以后的工作中加深对新规范的理解和应用,并结合多次实习工作实践经验,对建筑工程普遍存在的砌体结构裂缝产生的原因进行了深入分析,并从其原因入手,对多种不同情况下的建筑砌体结构裂缝的加固处理措施进行了详细阐述。

关键词:软土地基;建筑工程;砌体结构;裂缝;加固处理措施

1.软土地基上筑堤常用的地基处理方法及适用条件

软土地基上筑堤常用的地基处理方法及适用条件

堤防工程,常用的软土地基处理方法有下列几种:

1.1抛石挤淤法

抛石挤淤法就是把一定量和粒径的块石抛在需进行处理的淤泥或淤泥质土地基中,将原基础处的淤泥或淤泥质土挤走,从而达到加固地基的目的。一般按以下要求进行:将不易风化的石料(尺寸一般不宜小于30cm)抛填于被处理堤基中,抛填方向根据软土下卧地层横坡而定。横坡平坦时自地基中部渐次向两侧扩展;横坡陡于1:10时,自高侧向低侧抛填。最后在上面铺设反滤层。这种方法施工技术简单,投资较省,常用于处理流塑态的淤泥或淤泥质土地基。

1.2垫层法

垫层法就是把靠近堤防基底的不能满足设计要求的软土挖除,代以人工回填的砂、碎石、石渣等强度高、压缩性低、透水性好、易压实的材料作为持力层。可以就地取材,价格便宜,施工工艺较为简单,该法在软土埋深较浅、开挖方量不太大的场地较常采用。

1.3 预压砂井法

预压法是在排水系统和加压系统的相互配合作用下,使地基土中的孔隙水排出。常用的排水系统有水平排水垫层、排水砂沟或其它水平排水体和竖直方向的排水砂井或塑料排水板;加压系统有堆载预压、真空预压或降低地下水位等。当堆载预压和真空预压联合使用时又称真空联合堆载预压法。

2.建筑工程砌体结构裂缝产生的原因分析

2.1地基不均匀沉降引起的裂缝

地基发生不均匀沉降后,沉降大的部分砌体与沉降小的部分砌体产生相对位移,从而使砌体中产生附加的拉力或剪力,当这种附加内力超过砌体的强度时,砌体中便产生裂缝。这种裂缝往往与地面成45°左右夹角,上宽下窄斜缝朝向凹陷处(沉降大)的部位。

2.2地基冻胀引起的裂缝

地基土上层温度降到0℃以下时,冻结层中形成冰部开始冰结,下部水由于毛细管作用不断上升在冻结层中形成冰晶,体积膨胀,向上隆起的程度与冰结层厚度及地下水位高低有关,一般隆起可达6mm至几十毫米,其折算冻胀力可达2MPa×10MPa,而且往往是不均匀的,建筑物的自重往往难以抗拒,因而建筑的某一局部就被顶了起来,和地基不均匀沉降类似,引起房屋开裂。

2.3温度差引起的裂缝

热胀冷缩是绝大多数物体的基本物理性能,砌体也不例外,由于温度变化不均匀使砌体产生不均匀收缩,或者砌体的伸缩受到不均匀的约束,则会引起砌体开裂。常见的是砌体长度过长,砌体伸缩在上层大而在基础处小而引起开裂,故应按规范要求设置伸缩缝。

2.4建筑材料使用不当

不少砌体结构由于使用渣砖而产生裂缝,由于渣砖的原材料及生产工艺与普通粘土砖不同,其线膨胀系数与粘土砖亦不同。通过对诸多开裂砌体的统计分析,使用渣砖的砌体极易产生裂缝。

3.建筑工程砌体结构裂缝处理与加固措施

3.1裂缝较细,裂缝数量较少时

当裂缝较细,裂缝数量较少,但裂缝已基本稳定时,可采用灌浆加固方法。对灌浆加固的强度,必要时可做试验。试验的方法是,用同样的材料做两个或四个试验体柱。分为两组,一组用压力机先压浆,再灌浆。然后对两组砌体柱作破坏试验,进行对比,如灌浆补强的砌体与原砌体强度基本相同,则认为补强合格。根据以往的试验表明,灌浆加固后的砌体可以达到甚至超过原砌体的强度。

3.2裂缝较多时

当裂缝较多时,可用局部钢筋网外抹水泥砂浆予以加固。钢筋网可用Φ6@100~300(双向)或Φ4@100~200。用混凝土楔子或膨胀螺栓固定于墙体上,楔子或螺栓间距500mm左右,应梅花型布置。施工前墙体抹灰应刮干净,抹水泥砂浆前应将砌体润湿,抹水泥砂浆后应养护至少7d。

3.3因受水平推力,不均匀沉降和温度变化引起裂缝时

墙体因受水平推力,不均匀沉降,温度变化引直伸缩等原因而发生外闪,墙体产生较大的裂缝或命名外纵墙与内横墙拉结不良时,可用钢筋或型钢拉杆予以加固。

如采用钢筋拉杆,宜通长拉结,并沿墙两边设置。较长的拉杆中间应加法兰螺丝,以便拧紧栏杆,拉杆接长时应采用焊接。露在墙外的拉杆或垫板螺帽,可适当作建筑处理。拉杆和垫板都要涂防锈漆。在拉结水平层处,可以增设外圈梁,以增强加固效果。钢筋的直径可采用如下:当一开间加一道拉杆时为2Φ16(房屋进深5m~7m),2Φ18(房屋进深8m~10m), 2Φ20(房屋进深11m~14m)

3.4墙体开裂比较严重时

墙体开裂比较严重,为了增加房屋的整体刚性,则可以在房屋墙体一侧或两侧增设钢筋混凝土圈梁。圈梁用的混凝土强度等级为C15~C20,截面至少120mm×180mm,配筋可采用4Φ10~4Φ14,钢筋Φ6@200~250,每隔1.5m~2.5m(应有牛腿或螺栓)锚固件等伸进墙内与墙拉结好,并承受圈梁自重。浇筑圈梁时应将墙面凿毛、润水,以加强粘结。

3.5砌体过梁裂缝

对砌体过梁的裂缝,可采取增设钢筋2Φ16,填补高强度砂浆(M10以上),或增加钢筋混凝土过梁的方法。

4.后浇带作用

4.1 解决沉降差

高层建筑和裙房的结构及基础设计成整体,但在施工时用后浇带把两部分暂时断开,待主体结构施工完毕,已完成大部分沉降量(50%以上)以后再浇灌连接部分的混凝土,将高低层连成整体。设计时基础应考虑两个阶段不同的受力状态,分别进行强度校核。连成整体后的计算应当考虑后期沉降差引起的附加内力。这种做法要求地基土较好,房屋的沉降能在施工期间内基本完成。

4.2 减小温度收缩影响

新浇混凝土在硬结过程中会收缩,已建成的结构受热要膨胀,受冷则收缩。混凝土硬结收缩的大部分将在施工后的头1~2个月完成,而温度变化对结构的作用则是经常的。当其变形受到约束时,在结构内部就产生温度应力,严重时就会在构件中出现裂缝。在施工中设后浇带,是在过长的建筑物中,每隔30~40米设宽度为700~1000毫米的缝,缝内钢筋采用搭接或直通加弯做法。留出后浇带后,施工过程中混凝土可以自由收缩,从而大大减少了收缩应力。混凝土的抗拉强度可以大部分用来抵抗温度应力,提高结构抵抗温度变化的能力。后浇带保留时间一般不少于一个月,在此期间,收缩变形可完成30%~40%。后浇带的浇筑时间宜选择气温较低(但应为正温度)时,可用浇筑水泥或水泥中掺微量铝粉的混凝土,其强度等级应比构件强度高一级,防止新老混凝土之间出现裂缝,造成薄弱部位。

做后浇带的前提必须是项目所在地地基土的承载力比较高,压缩率比较小。后浇带应设置在梁或板的跨中弯矩和支座弯矩都较小的部位,尤其是梁,必须以梁为主要因素来考虑。后绕带的具置还应结合具体工程来定。

结论

天然双层软土地基中由于硬壳层的存在,改变了软土地基的受力特征.基于硬壳层的应力扩散和弹性地基板作用.对地基的塑性变形起着遏止作用。目前由于对硬壳软土地基性质了解不够,工程中一般还是采用软土地基的处理办法,人为地破坏了硬壳层,没有充分利用这层有利的硬壳层资源,造成浪费。针对以上问题,结合实际,做出更有效地治理措施。

由于砌体的抗拉,抗剪强度较小,出现裂缝的原因很多,在很大的程度上只能预防。一旦出现裂缝则要注意观察,必要时采取灌浆或加固措施以阻止裂缝的开展。

参考文献:

[1]马爱芳,吕荣春.议道路软基处治方法

[2] 混凝土小型空心砌块建筑技术规程.

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