从现场施工的角度来讲地基,地基可分为天然地基、人工地基。地基就是基础下面承压的岩土持力层。天然地基是自然状态下即可满足承担基础全部荷载要求,不需要人加固的天然土层,其节约工程造价,不需要人工处理的地基。天然地基为不需要对地基进行处理就可以直接放置基础的天然土层。分为四大类:岩石、碎石土、砂土、粘性土。人工地基:经过人工处理或改良的地基。当土层的地质状况较好,承载力较强时可以采用天然地基;而在地质状况不佳的条件下,如坡地、沙地或淤泥地质,或虽然土层质地较好,但上部荷载过大时,为使地基具有足够的承载能力,则要采用人工加固地基,即人工地基。
用这些方法可以使地基比较坚固,但并没有什么是完美的,同样地基处理技术也在不断的完善与改进中。近40年来,国外在地基处理技术方面发展十分迅速,老方法得到改进,新方法不断涌现。在20世纪60年代中期,从如何提高土的抗拉强度这一思路中,发展了土的“加筋法”;从如何有利于土的排水和排水固结这一基本观点出发,发展了土工合成材料、砂井预压和塑料排水带;从如何进行深层密实处理的方法考虑,采用加大击实功的措施,发展了“强夯法”和“振动水冲法”等。另外,现代工业的发展对地基工程提供了强大的生产手段,如能制造重达几十吨的强夯起重机械;潜水电机的出现,带来了振动水冲法中振冲器的施工机械;真空泵的问世,才能建立真空预压法;生产了大于200个大气压的压缩空气机,从而产生了“高压喷射注浆法”。
地基基础允许承载力是指在保证地基稳定的条件下,房屋和构筑物的沉降量不超过容许值的地基承载力。中国制定的“工业与民用建筑地基基础设计规范”(TJ7-74)中规定,在基础宽度小于3米, 埋深0.5—1.0米的条件下,粘性土主要根据孔隙比(e)、天然含水量(Wo)、相对含水量(Wb)考虑。砂根据饱和度(Sr)和紧密度(D)决定,也可按标准贯入试验及钻探试验锤击数确定地基承载力。当基础宽度大于3米,埋深大于1米时,必须按下式校正:P=[σ]+ k1r0(b-3)+k2r(h-1)。式中P为计算承载力(吨/平方米),[σ]为按表查得的承载力(吨/平方米),r0及r为地基土持力层的天然容重(地下水位以下取水下容重,吨/立方米),k1及k2为安全系数,取2—3。
用加固法处理地基可分为:①化学加固法:通过压力灌注或搅拌混合等措施,使化学溶液或胶结剂进入土层,使土粒胶结。所用浆液主要有:高标号硅酸盐水泥和速凝剂配制成的水泥浆液;以水玻璃为主加氯化钙配制成的水玻璃浆液;以丙烯酸氨为主的浆液;以重铬酸盐木质素浆等纸浆液为主的浆液。应用较多的是水泥浆液;纸浆液虽加固效果较好,但有毒,会污染地下水。②高压旋喷法:利用喷射化学浆液与土粒混合搅拌处理地基(图f)。多使用水泥浆液。为防止浆液流失,常加入三乙醇胺和氯化钙等速凝剂。此法还可用于建筑物地基的补强。③硅化加固法:此法是在渗透性较强的土层,利用一定的压力,把浆液通过下端带孔的管子注入土中,使土粒胶结起来。其加固效果同所用的化学溶液浓度、土壤渗透性和注液压力有关。对于渗透系数每分钟小于 10-6米的粘性土,压力注入的硅酸钠溶液要依靠电渗作用,才能进入土层空隙,这种方法称为电硅化法。此法加固作用快,工期短,还可用来制止流砂、堵塞泉眼,也可用于加固已建工程。