摘要:本文简要归纳了软弱地基处理的常用方法,并对目前常用的几种软土地基处理方法的特点及适用范围做了比较和分析,以便于同行交流。从而有利于减轻软弱地基对工程建设的影响,提高工程的质量,获得良好的经济效益和社会效益。 关键词:软弱地基;处理方法;特点;设计;研究 软弱地基系指基本上未受过地形及地质变动,未受过荷载及地震动力等物理作用或土颗粒间的化学作用的软黏土、有机质土、饱和松砂等地层构成的地基。软弱地基具高压缩性、抗剪强度低、天然含水量大,承载力低,在荷载作用下易产生滑动或固结沉降等特点,是一种不良地基。处理的目的是保证地基的稳定性;降低地基的压缩性,减少地基的沉降和不均匀沉陷;消除湿陷性土的湿陷性、膨胀性土的膨胀性等各种土质的不良特性。 1 软弱地基的特点 1.1 淤泥及淤泥质土 淤泥及淤泥质土为在静水或缓慢流水环境中沉积,经生物化学作用形成。天然含水率大于液限,天然孔隙比大于1.5的黏性土应为淤泥。天然孔隙比小于1.5而大于或等于1.0时应为淤泥质土。淤泥及淤泥质土在工程上统称为软土。软土具有强度低、压缩性高、渗透性小,具有高灵敏度和流变性等特点。因而软土地基上建筑物沉降量大,沉降稳定时间长。 1.2 杂填土 杂填土是人类活动而任意堆填的建筑垃圾、工业废料和生活垃圾。它的成因很不规律,成分复杂,分布极不均匀,结构松散。杂填土性质随堆填的龄期而变化。其承载力一般随堆填的时间增长而增高。杂填土的主要特性是强度低、压塑性高和均匀性差。同时,某些杂填土内含有腐质及亲水和水溶性物质,会给地基带来更大的沉降及浸水湿陷性。 1.3 冲填土 冲填土是用挖泥船或泥浆泵将泥沙夹带大量水分吹送到江河两岸而形成的沉积土层。其成分和分布规律与冲填时的水力条件有关。若冲填土是黏性土为主,土中含有大量水分,且难于排出,故它在形成初期处于流动状态,这类土属于强度较低和压缩性较高的欠固结土。若冲填物是砂或其他粗颗粒土,其固结情况和力学性质较好。由于水力的分选性,在吹填的入口处,土颗粒较粗,而远离出口处则逐渐变细。有时在吹填过程中,泥沙来源有变化,造成冲填土在纵横方向的不均匀性。在冲填土上建造房屋,应具体分析它的状态,考虑它的欠固结影响和不均匀性。 2 软弱地基的处理方法 2.2 挤密法及加筋法 通过望土中打入桩管成孔,并把填入孔中的砾石等材料捣实。此种方法主要针对的是含砂粒、瓦屑的杂填土等较多的松散土地基,对于黏性大的饱和软土地基不太合适。运用强度较大的条带、纤维等土工聚合物埋入土层中,它有利于增加地基的承载力,降低或者消除地基的沉降量,提高建筑物的稳定能力。对于强度较大的土工合成材料,使得地基能够承受更大的抗拉力,减少地基的断裂的可能,使得地基的整体性和刚度得到进一步增强。 2.3 深层搅拌法 通过水泥、石灰等建筑材料的固化剂,运用深层搅拌机械对各种材料进行搅拌,使得固化物和软土搅拌均匀,从而产生一系列的物理或者化学反应,这样就能够使得软土强度大大高于天然强度,其压缩性、渗水性比天然软土大大降低。该方法适合于各种成因的软土层,尤其是对于厚度较大的饱和软黏土。 2.4 高压喷射注浆法 使用较大的压力,把水泥浆液从管路中喷射而出,该方法能够通过切割破坏土体,并能和土拌和均匀,并产生部分的置换作用,通过自然凝固后成为拌和桩体,并与地基形成良好的复合地基。 2.5 灌浆法及强夯法 通过运用钻机成孔,根据需要灌浆的合适的深度,把注浆管慢慢放入孔中,并使得钻孔的周围和顶部用东西封死,然后开始启动压力泵,往孔隙和岩石的间隙中注入搅拌均匀的水泥浆。通过较大的压力和冲力对地基产生很大的作用,从而使得地基得到加固,使得的土的压缩性进一步缩小,增大了地基的强度,使得地基的抗液化的能力得到加强,大大降低和消除黄土的是湿陷性。同时,该方法有利于使得土层均匀,预防以后出现的差异沉降。 3 软弱地基处理措施 3.1 砂垫层 砂垫层为设置于路堤填土与软土地基之间的透水性垫层,可起排水的作用,从而保证填土荷载作用下地基中孔隙水的顺利排出,既加快了地基的固结,还可以保护路堤免受孔隙水浸泡。 3.2 浅层处治 表层分布有软土且其厚度小于3 m时,可采用浅层拌合、换填、抛石等方法进行处治。 3.3 轻质路堤及加筋路堤 轻质路堤指用粉煤灰等轻质材料填筑路堤,达到减轻路堤自重,以减少路堤沉降及提高路堤的稳定安全系数的目的。轻质路堤的填筑材料瘦施工工艺应符合设计要求及技术规范的有关规定。 3.4 反压护道 反压护道是在路堤一侧或两侧填筑一定宽度和高度的护道,运用力学平衡原理,平衡路提自重作用而产生的滑动力矩,以提高路基的稳定性。反压护道一般采用单级形式。由于反压护道本身的高度不能超过极限高度,所以反压护道用于路堤高度不大于极限高度2倍的情况,单级反压护道的高度宜采用路堤高度的1/3~1/2,宽度应通过稳定计算确定,且应注意满足路堤完工后的沉降要求。 3.5 预压 在软土地基上修筑路堤,如果工期不紧,可以先填一部分或全部,使地基经过一段时间固结沉降,然后再填足或铺筑路面;拟建桥涵等构造物处,先填土预压,待地基强度提高到一定程度后,挖去填土,再建构造物,称之为预压。预压分等载预压和超载预压,目的在于减少工后沉降,提高地基固结度。预压效果与预压期及预压体高度有着重要关系。预压期可根据所需要的工后沉降或地基固结度而定,前者用于沉降起控制作用的路段,后者用于稳定性起控制作用的路段。当沉降及稳定均为控制因素,则选两者中较长的预压期。预压高度实际上起着对地基预加荷载的作用,由于预压过程中地基必然下沉,所以路堤实际填筑高度等于设计高度与预压期沉降量之和。 4 结语 通过对软弱地基的处理,改良各种不良地基,使得满足各种大型和高程建筑的需要。在软弱地基处理的时候,要结合拟建区域内地基土的组成及力学性质等实际情况,采用不同的地基处理方法,保证工程建设的质量,取得良好的经济效益和社会效益。 参考文献 [1]黄绍铭,高大钊.软土地基与地下工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.
摘要:本文简要归纳了软弱地基处理的常用方法,并对目前常用的几种软土地基处理方法的特点及适用范围做了比较和分析,以便于同行交流。从而有利于减轻软弱地基对工程建设的影响,提高工程的质量,获得良好的经济效益和社会效益。 关键词:软弱地基;处理方法;特点;设计;研究 软弱地基系指基本上未受过地形及地质变动,未受过荷载及地震动力等物理作用或土颗粒间的化学作用的软黏土、有机质土、饱和松砂等地层构成的地基。软弱地基具高压缩性、抗剪强度低、天然含水量大,承载力低,在荷载作用下易产生滑动或固结沉降等特点,是一种不良地基。处理的目的是保证地基的稳定性;降低地基的压缩性,减少地基的沉降和不均匀沉陷;消除湿陷性土的湿陷性、膨胀性土的膨胀性等各种土质的不良特性。 1 软弱地基的特点 1.1 淤泥及淤泥质土 淤泥及淤泥质土为在静水或缓慢流水环境中沉积,经生物化学作用形成。天然含水率大于液限,天然孔隙比大于1.5的黏性土应为淤泥。天然孔隙比小于1.5而大于或等于1.0时应为淤泥质土。淤泥及淤泥质土在工程上统称为软土。软土具有强度低、压缩性高、渗透性小,具有高灵敏度和流变性等特点。因而软土地基上建筑物沉降量大,沉降稳定时间长。 1.2 杂填土 杂填土是人类活动而任意堆填的建筑垃圾、工业废料和生活垃圾。它的成因很不规律,成分复杂,分布极不均匀,结构松散。杂填土性质随堆填的龄期而变化。其承载力一般随堆填的时间增长而增高。杂填土的主要特性是强度低、压塑性高和均匀性差。同时,某些杂填土内含有腐质及亲水和水溶性物质,会给地基带来更大的沉降及浸水湿陷性。 1.3 冲填土 冲填土是用挖泥船或泥浆泵将泥沙夹带大量水分吹送到江河两岸而形成的沉积土层。其成分和分布规律与冲填时的水力条件有关。若冲填土是黏性土为主,土中含有大量水分,且难于排出,故它在形成初期处于流动状态,这类土属于强度较低和压缩性较高的欠固结土。若冲填物是砂或其他粗颗粒土,其固结情况和力学性质较好。由于水力的分选性,在吹填的入口处,土颗粒较粗,而远离出口处则逐渐变细。有时在吹填过程中,泥沙来源有变化,造成冲填土在纵横方向的不均匀性。在冲填土上建造房屋,应具体分析它的状态,考虑它的欠固结影响和不均匀性。 2 软弱地基的处理方法 2.2 挤密法及加筋法 通过望土中打入桩管成孔,并把填入孔中的砾石等材料捣实。此种方法主要针对的是含砂粒、瓦屑的杂填土等较多的松散土地基,对于黏性大的饱和软土地基不太合适。运用强度较大的条带、纤维等土工聚合物埋入土层中,它有利于增加地基的承载力,降低或者消除地基的沉降量,提高建筑物的稳定能力。对于强度较大的土工合成材料,使得地基能够承受更大的抗拉力,减少地基的断裂的可能,使得地基的整体性和刚度得到进一步增强。 2.3 深层搅拌法 通过水泥、石灰等建筑材料的固化剂,运用深层搅拌机械对各种材料进行搅拌,使得固化物和软土搅拌均匀,从而产生一系列的物理或者化学反应,这样就能够使得软土强度大大高于天然强度,其压缩性、渗水性比天然软土大大降低。该方法适合于各种成因的软土层,尤其是对于厚度较大的饱和软黏土。 2.4 高压喷射注浆法 使用较大的压力,把水泥浆液从管路中喷射而出,该方法能够通过切割破坏土体,并能和土拌和均匀,并产生部分的置换作用,通过自然凝固后成为拌和桩体,并与地基形成良好的复合地基。 2.5 灌浆法及强夯法 通过运用钻机成孔,根据需要灌浆的合适的深度,把注浆管慢慢放入孔中,并使得钻孔的周围和顶部用东西封死,然后开始启动压力泵,往孔隙和岩石的间隙中注入搅拌均匀的水泥浆。通过较大的压力和冲力对地基产生很大的作用,从而使得地基得到加固,使得的土的压缩性进一步缩小,增大了地基的强度,使得地基的抗液化的能力得到加强,大大降低和消除黄土的是湿陷性。同时,该方法有利于使得土层均匀,预防以后出现的差异沉降。 3 软弱地基处理措施 3.1 砂垫层 砂垫层为设置于路堤填土与软土地基之间的透水性垫层,可起排水的作用,从而保证填土荷载作用下地基中孔隙水的顺利排出,既加快了地基的固结,还可以保护路堤免受孔隙水浸泡。 3.2 浅层处治 表层分布有软土且其厚度小于3 m时,可采用浅层拌合、换填、抛石等方法进行处治。 3.3 轻质路堤及加筋路堤 轻质路堤指用粉煤灰等轻质材料填筑路堤,达到减轻路堤自重,以减少路堤沉降及提高路堤的稳定安全系数的目的。轻质路堤的填筑材料瘦施工工艺应符合设计要求及技术规范的有关规定。 3.4 反压护道 反压护道是在路堤一侧或两侧填筑一定宽度和高度的护道,运用力学平衡原理,平衡路提自重作用而产生的滑动力矩,以提高路基的稳定性。反压护道一般采用单级形式。由于反压护道本身的高度不能超过极限高度,所以反压护道用于路堤高度不大于极限高度2倍的情况,单级反压护道的高度宜采用路堤高度的1/3~1/2,宽度应通过稳定计算确定,且应注意满足路堤完工后的沉降要求。 3.5 预压 在软土地基上修筑路堤,如果工期不紧,可以先填一部分或全部,使地基经过一段时间固结沉降,然后再填足或铺筑路面;拟建桥涵等构造物处,先填土预压,待地基强度提高到一定程度后,挖去填土,再建构造物,称之为预压。预压分等载预压和超载预压,目的在于减少工后沉降,提高地基固结度。预压效果与预压期及预压体高度有着重要关系。预压期可根据所需要的工后沉降或地基固结度而定,前者用于沉降起控制作用的路段,后者用于稳定性起控制作用的路段。当沉降及稳定均为控制因素,则选两者中较长的预压期。预压高度实际上起着对地基预加荷载的作用,由于预压过程中地基必然下沉,所以路堤实际填筑高度等于设计高度与预压期沉降量之和。 4 结语 通过对软弱地基的处理,改良各种不良地基,使得满足各种大型和高程建筑的需要。在软弱地基处理的时候,要结合拟建区域内地基土的组成及力学性质等实际情况,采用不同的地基处理方法,保证工程建设的质量,取得良好的经济效益和社会效益。 参考文献 [1]黄绍铭,高大钊.软土地基与地下工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.