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。
人工地基的处理方法有密实法、换土法和加固法三类: 密实法
用密实法处理地基又可分为:
①碾压夯实法:对含水量在一定范围内的土层进行碾压或夯实。此法影响深度约为200毫米,仅适于平整基槽或填土分层夯实。 ②重锤夯实法:利用起重机械提起重锤,反复夯打,其有效加固深度可达1.2米。此法适用于处理粘性土、砂土、杂填土、湿陷性黄土地基和对大面积填土的压实以及杂填土地基的处理。
③机械碾压法:用平碾、羊足碾、压路机、推土机及其他压实机械压实松散土层。碾压效果取决于被压土层的含水量和压实机械的能量。对于杂填土地基常用 8~12吨的平碾或13~16吨的羊足碾,逐层填土,逐层碾压。
④振动压实法:在地基表面施加振动力,以振实浅层松散土。振动压实效果取决于振动力、被振的成分和振动时间等因素。用此法处理以砂土、炉渣、碎石等无粘性土为主的填土地基,效果良好。 ⑤强夯法:利用重量为8~40吨的重锤从6~40米的高处自由落下,对地基进行强力夯实的处理方法。经过强夯的地基承载能力可提高3~4倍,以至6倍,压缩性可降低200~1000%,影响深度在10米以上。此法适用于处理砂土、粉砂、黄土、杂填土和含粉砂的粘性土等。施工时噪声与振动较大。
⑥堆载预压法:在堆积荷载作用下,使饱和软土层排水固结,提高抗剪能力,增加地基的稳定性。
⑦砂井堆载预压法:在软土层中按一定距离打入管井,井中灌入透水性良好的砂,形成排水“砂井”,在堆载预压下,加速地基排水固结,提高地基承载能力。此外,还有挤密砂桩法和振动水冲桩法等。 换土法
当地基持力层软弱,密集法不能满足建筑物荷载要求时,可采用换土垫层的办法处理土层。此法是先将基础底下一定深度的软弱土层
挖出,回填砂、碎石、素土或灰土等,逐层夯实,便成为承载能力较高的垫层。 加固法
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。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。