軟弱土地基處理淺析
【摘 要】軟弱地基處理的優劣,關系到整個工程的質量。合理的軟弱地基處理方法,可以減輕和消除軟弱地基對上部建筑的不利影響。
【關鍵詞】軟弱土地基;地基處理
軟弱土一般指抗剪強度較低、壓縮性較高、滲透性較小的淤泥、淤泥質土、某些沖填土和雜填土以及其它高壓縮性土層。主要受力層由軟弱土組成的地基稱為軟弱土地基。
軟弱土物理性質:一是含有很多細顆粒及大量有機腐植質;二是顏色深灰色或暗綠色,有臭味;三是一般天然含水量在40%~70%之間,有的大于70%,孔隙比>1.0,天然容量在15~18kN/m3之間。力學性質:強度極低,壓縮性大,透水性差。工程特性:地基承載力低,強度增長緩慢,加荷后易變形且不均勻,變形速率大且穩定時間長,具有滲透性小、觸變性及流變性大的特點。
1 軟弱地基加固處理方法
鑒于軟弱土地基承載力低,壓縮性大,透水性差,不易滿足水工建筑物地基設計要求,故需進行處理,下面介紹軟弱土地基幾種處理方法。
1.1 樁基法
當淤土層較厚,難以大面積進行深處理,可采用打樁辦法進行加固處理。而樁基礎技術多種多樣,早期多采用水泥土攪拌樁、砂石樁、木樁,目前鋼筋混凝土預制樁(鋼筋混凝土樁和預應力管樁)由于具有較強承載力,投資省,質量有保證,施工速度快等特點,得到普遍運用。
軟弱土層較厚地基處理還可以采用灌注樁,打灌注樁至硬土層,作承載臺,灌注樁有沉管灌注樁和沖鉆孔灌注樁,但兩種方法灌注樁還存在一些技術難題,一是沉管灌注樁在深厚軟土中存在樁身完整性問題;二是沖鉆孔灌注樁存在泥漿污染問題,樁身混凝土灌注質量,樁底沉渣清理和持力層判斷不易監控等問題。
1.2 換土墊層法
當淤土層厚度較簿時,也可采用淤土層換填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基礎等辦法進行地基處理,鑒于換砂不利于防滲,且工程造價較高,一般應就地取材,以換填泥土為宜。換土墊層法要回填有較好壓密特性土進行壓實或夯實,形成良好的持力層,從而改變地基承載力特性,提高抗變形和穩定能力,施工時應注意坑邊穩定,保證填料質量,填料應分層夯實。換土墊層法的主要作用是:提高淺基礎下地基的承載力、減少沉降量和加速軟土層的排水固結。實踐證明:換土墊層可以有效地處理某些菏載不大的建筑物地基問題,例如:一般的三四層房屋、路堤、油罐和水閘的地基。
1.3 化學加固法
利用化學溶液或膠結劑,通過壓力灌注或攪拌混合等措施,而將土粒膠結起來的地基處理方法稱為化學加固法。灌漿漿液可以是水泥漿、水泥砂漿、粘土水泥漿、粘土漿及各種化學漿材如聚氨酯類、木質素類、硅酸鹽類等。化學加固法有高壓旋噴法和電硅化法等。
高壓旋噴灌漿處理原理是通過在閘基中高壓旋噴灌漿形成水泥土摩擦樁,提高閘基承載力,達到控制沉降的目的。這種方法用途較廣,作為旋噴樁可以提高地基的承載力,作為連續墻則可防滲止水,此外,還應用于深基礎的開挖,以便防止基坑隆起或減輕支撐的側壁壓力等。高壓旋噴法對加固淤泥軟土地基具有明顯效果,如福建省龍海市某水閘由于淤泥軟基不均勻,沉陷閘基沉降最大達到0.63m,加固時采用單管高壓旋噴灌漿處理,每個閘墩上、下游側和中間各設5個灌漿孔,沿閘墩軸線兩側布孔,灌注水泥漿,成樁直徑0.5m,伸入閘基礎10.5m,采用灌漿壓力為20MPa,經過處理后閘基沉降基本得到控制。
利用硅酸鈉(水玻璃)為主的混合溶液進行化學加固地基的方法稱為硅化加固。該法是在透水性較大的土中,利用一定的壓力將漿液通過一根下端帶孔的管子注入土中,使土中的硅酸鹽達到飽和程度。硅酸鹽在土中分解時形成的凝膠轉變為固態膠結物,把土粒膠結起來。硅化法的優點是加固作用快,工期短,亦可以用于處理已建成工程的隱蔽部分。但是這種方法所用的漿液價格太貴,一般只在特殊的工程中應用。
1.4 排水固結法
排水固結法是解決淤泥軟粘土地基沉降和穩定問題有效措施,由排水系統和加壓系統兩部分組合而成。排水系統是在地基中設置排水體,利用地層本身的透水性由排水體集中排水的結構體系,根據排水體的不同可分為砂井排水和塑料排水帶排水兩種。下面介紹效益較高塑料排水板處理淤泥軟基方法,插入軟基排水板,當填筑基礎及上部建筑物時,荷載作用軟基,地下水由于受擠壓和毛細作用沿塑料排水板上升至砂墊層內,由砂層向兩側排出,從而提高基底承載力,塑料排水板要在砂墊層完成后施工,由測量人員測量出需處理范圍,標出每根排水板具體位置,插板機對中調平,把排水板在鉆頭安放好,開動打樁機錘打鉆桿,將地面上塑料排水板截斷,并留有一定富余長度,在塑料排水板四周填砂后即完成本根施工。
1.5 碾壓夯實法
一定含水量范圍內的土通過碾壓或夯實之后,可以提高其強度,降低其壓縮性。碾壓夯實法除了應用于整平基坑或對填土層夯實外,還應用于處理雜填土和地基表層的松散土。一般的夯實影響深度很淺,只能應用于整平基槽或對填土分層夯實。如果要求增大處理的影響深度,就必須具有較大的壓實或擊實能量,如采用重錘夯實、機械碾壓和振動壓實等方法。近年來夯實技術的發展突破了原來的壓實機理,出現了強夯法。這一方法已在許多工程中應用,并取得了較好的結果。
2 軟弱地基處理方法的選擇
在地基處理中,我們要遵循的原則是:技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量。可根據以下條件進行選擇:
2.1 地質條件
不同的方法適用于不同的地質條件,可參看有關規范。
2.2 設計施工條件
設計時應考慮工期及用料情況:工期不宜安排得太緊;時間充分,施工時地基穩定性好,遺留問題少。工程用料要求就地取材。施工時應采用科學的管理方法。
2.3 場地環境條件
要考慮施工時對周圍環境的影響。如:新填土會擠壓原有道路、房屋,產生側向位移或附加沉降;用砂樁、砂井時,施工有噪聲,靠近居民點會擾民;采用降低水位法時,要考慮引起周圍地基的下沉和對周圍居民用水的影響故應預先調查或做隔水墻,并考慮施工后注水復原的問題;采用填土堆載時要有大量的土料運進運出工地,會影響交通和環境衛生;打石灰樁、灌注藥物或采用電滲排水時,會污染周圍地下水,應慎重對待。
2.4 結構物條件
要考慮結構物的等級、結構體系、斷面形狀、位置、埋深、使用要求和建筑材料等因素對所選擇加固方法的影響,特別是有地下結構物(地下室、涵洞、地鐵等),或者結構物高低不同、沉降不均時,應當特別注意。
3 結束語
以上介紹了較為常用的軟弱土地基處理的幾種方法和選擇軟弱土地基處理方法的原則。最后,本人認為設計人員不僅要選擇好軟弱土地基的處理方法,而且還要考慮其建筑物結構優化設計,盡量采用較為輕型結構,減輕上部重量,這樣將會減少對軟弱土地基處理的造價。
【關鍵詞】軟弱土地基;地基處理
軟弱土一般指抗剪強度較低、壓縮性較高、滲透性較小的淤泥、淤泥質土、某些沖填土和雜填土以及其它高壓縮性土層。主要受力層由軟弱土組成的地基稱為軟弱土地基。
軟弱土物理性質:一是含有很多細顆粒及大量有機腐植質;二是顏色深灰色或暗綠色,有臭味;三是一般天然含水量在40%~70%之間,有的大于70%,孔隙比>1.0,天然容量在15~18kN/m3之間。力學性質:強度極低,壓縮性大,透水性差。工程特性:地基承載力低,強度增長緩慢,加荷后易變形且不均勻,變形速率大且穩定時間長,具有滲透性小、觸變性及流變性大的特點。
1 軟弱地基加固處理方法
鑒于軟弱土地基承載力低,壓縮性大,透水性差,不易滿足水工建筑物地基設計要求,故需進行處理,下面介紹軟弱土地基幾種處理方法。
1.1 樁基法
當淤土層較厚,難以大面積進行深處理,可采用打樁辦法進行加固處理。而樁基礎技術多種多樣,早期多采用水泥土攪拌樁、砂石樁、木樁,目前鋼筋混凝土預制樁(鋼筋混凝土樁和預應力管樁)由于具有較強承載力,投資省,質量有保證,施工速度快等特點,得到普遍運用。
軟弱土層較厚地基處理還可以采用灌注樁,打灌注樁至硬土層,作承載臺,灌注樁有沉管灌注樁和沖鉆孔灌注樁,但兩種方法灌注樁還存在一些技術難題,一是沉管灌注樁在深厚軟土中存在樁身完整性問題;二是沖鉆孔灌注樁存在泥漿污染問題,樁身混凝土灌注質量,樁底沉渣清理和持力層判斷不易監控等問題。
1.2 換土墊層法
當淤土層厚度較簿時,也可采用淤土層換填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基礎等辦法進行地基處理,鑒于換砂不利于防滲,且工程造價較高,一般應就地取材,以換填泥土為宜。換土墊層法要回填有較好壓密特性土進行壓實或夯實,形成良好的持力層,從而改變地基承載力特性,提高抗變形和穩定能力,施工時應注意坑邊穩定,保證填料質量,填料應分層夯實。換土墊層法的主要作用是:提高淺基礎下地基的承載力、減少沉降量和加速軟土層的排水固結。實踐證明:換土墊層可以有效地處理某些菏載不大的建筑物地基問題,例如:一般的三四層房屋、路堤、油罐和水閘的地基。
1.3 化學加固法
利用化學溶液或膠結劑,通過壓力灌注或攪拌混合等措施,而將土粒膠結起來的地基處理方法稱為化學加固法。灌漿漿液可以是水泥漿、水泥砂漿、粘土水泥漿、粘土漿及各種化學漿材如聚氨酯類、木質素類、硅酸鹽類等。化學加固法有高壓旋噴法和電硅化法等。
高壓旋噴灌漿處理原理是通過在閘基中高壓旋噴灌漿形成水泥土摩擦樁,提高閘基承載力,達到控制沉降的目的。這種方法用途較廣,作為旋噴樁可以提高地基的承載力,作為連續墻則可防滲止水,此外,還應用于深基礎的開挖,以便防止基坑隆起或減輕支撐的側壁壓力等。高壓旋噴法對加固淤泥軟土地基具有明顯效果,如福建省龍海市某水閘由于淤泥軟基不均勻,沉陷閘基沉降最大達到0.63m,加固時采用單管高壓旋噴灌漿處理,每個閘墩上、下游側和中間各設5個灌漿孔,沿閘墩軸線兩側布孔,灌注水泥漿,成樁直徑0.5m,伸入閘基礎10.5m,采用灌漿壓力為20MPa,經過處理后閘基沉降基本得到控制。
利用硅酸鈉(水玻璃)為主的混合溶液進行化學加固地基的方法稱為硅化加固。該法是在透水性較大的土中,利用一定的壓力將漿液通過一根下端帶孔的管子注入土中,使土中的硅酸鹽達到飽和程度。硅酸鹽在土中分解時形成的凝膠轉變為固態膠結物,把土粒膠結起來。硅化法的優點是加固作用快,工期短,亦可以用于處理已建成工程的隱蔽部分。但是這種方法所用的漿液價格太貴,一般只在特殊的工程中應用。
1.4 排水固結法
排水固結法是解決淤泥軟粘土地基沉降和穩定問題有效措施,由排水系統和加壓系統兩部分組合而成。排水系統是在地基中設置排水體,利用地層本身的透水性由排水體集中排水的結構體系,根據排水體的不同可分為砂井排水和塑料排水帶排水兩種。下面介紹效益較高塑料排水板處理淤泥軟基方法,插入軟基排水板,當填筑基礎及上部建筑物時,荷載作用軟基,地下水由于受擠壓和毛細作用沿塑料排水板上升至砂墊層內,由砂層向兩側排出,從而提高基底承載力,塑料排水板要在砂墊層完成后施工,由測量人員測量出需處理范圍,標出每根排水板具體位置,插板機對中調平,把排水板在鉆頭安放好,開動打樁機錘打鉆桿,將地面上塑料排水板截斷,并留有一定富余長度,在塑料排水板四周填砂后即完成本根施工。
1.5 碾壓夯實法
一定含水量范圍內的土通過碾壓或夯實之后,可以提高其強度,降低其壓縮性。碾壓夯實法除了應用于整平基坑或對填土層夯實外,還應用于處理雜填土和地基表層的松散土。一般的夯實影響深度很淺,只能應用于整平基槽或對填土分層夯實。如果要求增大處理的影響深度,就必須具有較大的壓實或擊實能量,如采用重錘夯實、機械碾壓和振動壓實等方法。近年來夯實技術的發展突破了原來的壓實機理,出現了強夯法。這一方法已在許多工程中應用,并取得了較好的結果。
2 軟弱地基處理方法的選擇
在地基處理中,我們要遵循的原則是:技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量。可根據以下條件進行選擇:
2.1 地質條件
不同的方法適用于不同的地質條件,可參看有關規范。
2.2 設計施工條件
設計時應考慮工期及用料情況:工期不宜安排得太緊;時間充分,施工時地基穩定性好,遺留問題少。工程用料要求就地取材。施工時應采用科學的管理方法。
2.3 場地環境條件
要考慮施工時對周圍環境的影響。如:新填土會擠壓原有道路、房屋,產生側向位移或附加沉降;用砂樁、砂井時,施工有噪聲,靠近居民點會擾民;采用降低水位法時,要考慮引起周圍地基的下沉和對周圍居民用水的影響故應預先調查或做隔水墻,并考慮施工后注水復原的問題;采用填土堆載時要有大量的土料運進運出工地,會影響交通和環境衛生;打石灰樁、灌注藥物或采用電滲排水時,會污染周圍地下水,應慎重對待。
2.4 結構物條件
要考慮結構物的等級、結構體系、斷面形狀、位置、埋深、使用要求和建筑材料等因素對所選擇加固方法的影響,特別是有地下結構物(地下室、涵洞、地鐵等),或者結構物高低不同、沉降不均時,應當特別注意。
3 結束語
以上介紹了較為常用的軟弱土地基處理的幾種方法和選擇軟弱土地基處理方法的原則。最后,本人認為設計人員不僅要選擇好軟弱土地基的處理方法,而且還要考慮其建筑物結構優化設計,盡量采用較為輕型結構,減輕上部重量,這樣將會減少對軟弱土地基處理的造價。
本文標簽:軟弱土地基處理淺析
* 由于無法獲得聯系方式等原因,本網使用的文字及圖片的作品報酬未能及時支付,在此深表歉意,請《軟弱土地基處理淺析》相關權利人與機電之家網取得聯系。










