地基与基础工程是建筑工程中的关键技术领域,它关乎建筑物的安全性和稳定性。地基是指建筑物基础底部下方一定深度和范围内的土层,这部分土层需要承受建筑物的荷载。建筑物的设计和施工必须考虑到地基的特性,确保其有足够的强度和稳定性。
地基要求主要有三点:地基必须能够承受由基础传递的荷载而不发生剪切破坏或失去稳定性。地基不能产生过大的沉降或不均匀沉降,以避免影响建筑物的正常使用。地基的处理方法要能够确保其在长期荷载作用下的持久性能。
在处理软土地基时,尤其需要特殊的加固措施。软弱地基通常指的是高压缩性的土层,包括自然沉积的淤泥和人工堆积的各种废弃物。未处理的软土地基可能导致建筑物出现工程事故,如意大利的比萨斜塔,就是因土层强度不足和基础深度不够,导致塔身不均衡下沉而倾斜。
软土地基的加固处理方法多种多样,例如换土垫层法,通过替换上层软弱土层,使用更易于压实、强度更高、变形小的土层来提高持力层的承载力和减少沉降。重锤夯实法适用于地下水位以上稍湿的土层,而平板震动法则适用于砂性和透水性较好的土层。深层密实法如强夯法,通过超重锤的冲击和震动来提高地基强度和降低其压缩性。此外,还有振动水冲法、砂桩挤密法、土桩和灰土桩挤密法、粉体喷射法以及爆破法等,这些方法各有其适用范围和效果。
例如,加拿大特朗斯康谷仓的地基事故,就是因为未充分了解基础下的软粘土层,导致基础承载力超过极限,最终发生了整体滑动。而虎丘斜塔的案例则表明,即使在地基存在问题的情况下,通过适当的加固和修缮也能控制和稳定建筑物的倾斜。
地基与基础工程是建筑工程中至关重要的部分,正确评估地基条件,选择合适的处理方法,可以有效地防止或减缓建筑物的不均匀沉降和倾斜,保证建筑物的长久安全。对于任何建设项目,都必须进行全面的地质调查和精确计算,以确保地基处理方案的科学性和可行性。