摘 要:隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國建筑工程的數(shù)量越來越多,針對(duì)建筑工程軟土地基的特點(diǎn),對(duì)建筑承載能力和抗滑能力的加強(qiáng),有效減少地基變形,是當(dāng)前建筑工程質(zhì)量處理過程中的重中之重。就需要對(duì)建筑工程的軟土地基進(jìn)行加固,本文就針對(duì)建筑工程中軟土地基的特性進(jìn)行分析,并著重介紹軟土地基上修建堤防工程常用的地基處理方法及其適用條件。
關(guān)鍵詞:堤防工程;軟土地基;處理措施
1 軟土地基的特質(zhì)
工程地基分為硬土及軟土地基,而軟粘土性質(zhì)的地基,主要是指淤泥或類似淤泥特性的土壤、高壓縮性土層,在此類型土壤上夯實(shí)地基,是讓人比較棘手的工程。而軟土地基具備的主要特性有以下幾點(diǎn):
1.1 孔隙比和天然含水量大 在最常見的軟土地基中,一般為淤泥或者淤泥質(zhì)土這兩者。而軟土的天然孔隙比一般在e=1~2之間,天然含水量w=50%~70%,在一般情況下,天然含水量往往高于其流動(dòng)狀態(tài),超過了其極限就會(huì)促使土壤流動(dòng)。
1.2 高強(qiáng)度壓縮性能 對(duì)于軟土地基的土壤壓縮系數(shù),規(guī)定要大于0.5MPa,因?yàn)橛倌噘|(zhì)地的壓縮能力較弱,凝固性差,在此類地質(zhì)狀況的土壤上建造工程,勢必要求壓縮性能要高標(biāo)準(zhǔn)、高強(qiáng)度才能保證地基的穩(wěn)定性,否則就會(huì)造成較大的沉降,最終影響建筑物的整體質(zhì)量。
1.3 透水性能薄弱 含水量豐富是軟土的最大特點(diǎn),但是軟土的透水性不強(qiáng),在堤防工程軟土地基中,往往在軟土受到建筑工程的承載作用力之后,軟土自身出現(xiàn)比較高的孔隙水壓力,在一定程度上就影響了地基的穩(wěn)固。
1.4 抗剪強(qiáng)度低 在堤防工程建筑中,軟土在建筑物作用下,會(huì)帶來一定的承載壓力,由于軟土本身的含水量大,為了能夠更好地提高軟土地基的強(qiáng)度,就需要進(jìn)行適量的排水,提高荷載能力。
1.5 靈敏度高 在軟土的結(jié)構(gòu)沒有被破壞之前,軟土具有一定的抗剪能力。但是由于軟土比較高的靈敏度,這就使得軟土一旦被擾動(dòng),軟土的抗剪能力逐漸降低。這就需要在觸變流動(dòng)的軟土上建筑工程,要綜合考慮地基液化等級(jí)等因素,在不破壞原有土質(zhì)的前提下,保證軟土地基的穩(wěn)固性。
2 軟土地基上筑堤常用的地基處理方法及適用條件
2.1 提身自重?cái)D淤法 用逐漸提高自身重量的方式將流塑態(tài)的淤泥或淤泥質(zhì)土向外擠壓,并且在自身重量的作用下,減少孔隙間水分的比例,增強(qiáng)有效應(yīng)力,達(dá)到提高地基抗剪力,此法就叫作堤身自重?cái)D淤法。這種方法的優(yōu)勢是可以大幅度地減少資金投入,但是為了解決在擠淤的過程中產(chǎn)生不均勻沉陷的問題,難免施工期較長。這種方法比較適合地基為流塑性淤泥或淤泥質(zhì)土,而且工期較為寬裕的工程。
2.2 墊層法 將在軟土地基上進(jìn)行施工時(shí),運(yùn)用人工回填的策略來解決軟土質(zhì)地的缺陷,主要方法是:填砂、碎石和建筑廢料等壓實(shí)材料,對(duì)地基的持力層進(jìn)行加固,而且確保地基內(nèi)的透水性能,此法被稱為墊層法。墊層法的優(yōu)勢在于可以就地取材,工程造價(jià)相對(duì)較低,施工工藝極為簡便,非常適于在軟土埋深較淺、整體開挖方量不是很大的施工中采用。
2.3 拋擊塊石擠淤法 在淤泥質(zhì)土或淤泥地基中拋擲足量的塊石,借助塊石將原處的淤泥等擠走,從而達(dá)到加固地基目的的方法就是拋石擠淤法。使用該方法進(jìn)行塊石的選擇時(shí),一般要選擇不易風(fēng)化的石料,其尺寸以30cm以上為宜;在拋填的過程中,拋填方向要根據(jù)軟土底層的下臥橫坡決定。這種方法的施工技術(shù)相對(duì)來說較為簡單,且資金投入較少,是一個(gè)較為常用的地基處理方法。
2.4 振動(dòng)水沖洗法 運(yùn)用插入式混凝土振搗器的工作原理,振沖器通過上下兩個(gè)噴水口,憑借振動(dòng)和沖擊的雙重作用,在軟土地基上鉆出孔,再在孔內(nèi)填土砂石、碎石等材料,采用分層振實(shí)、夯實(shí)等方式,使地基得以加固的方法叫作振動(dòng)水重法。由于機(jī)具還有其他方面的因素,該方法不適用于在非常軟的淤泥或淤泥質(zhì)土中使用。
2.5 旋噴聯(lián)鎖樁法 利用旋噴器材制成的旋噴樁和聯(lián)鎖樁都可用來提高對(duì)軟土地基的承載能力,對(duì)軟黏土等地基的加固起著重要的作用。但是此法對(duì)一些特別的地基土的加固性能不太適合,如:有機(jī)質(zhì)成分較高的地基土。所以在進(jìn)行該類型地基加固時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎對(duì)待。
2.6 土工合成材料加筋加固法 土工合成材料平鋪堤防地基表面有著穩(wěn)定、荷載均勻的作用,同時(shí)在土工合成材料之間用筋體連接進(jìn)行加固,增強(qiáng)其抗剪能力,能夠有效地減少當(dāng)?shù)鼗l(fā)生塑性剪切破壞時(shí)的破壞發(fā)展范圍并且可以有效地阻止破壞面的形成,起到加強(qiáng)地基承載能力的目的。這是我國堤防地基加固經(jīng)常采用的方法之一。
2.7 強(qiáng)夯法 在地基加固中,將80kN以上的夯錘,從很高的起吊位置往下砸落對(duì)土地進(jìn)行夯實(shí)的方法就是強(qiáng)夯法。經(jīng)過強(qiáng)夯法進(jìn)行加固后的地基土體之間的孔隙壓縮,相對(duì)較少,與此同時(shí),夯實(shí)受力點(diǎn)周圍因受力所產(chǎn)生的裂縫也為土體內(nèi)孔隙水的流出提供了通道,有利于地基土體的固結(jié),夯實(shí)后的土體在承受相同荷載時(shí)所引起的壓縮變形也相應(yīng)減少,提高了土體的承載能力。在我國,強(qiáng)夯法廣泛適用于河流沖擊不為軟土地基加固,以及濱海地區(qū)沉積層黃土、粉土、泥炭等較為復(fù)雜的各種地基。
2.8 預(yù)壓砂井法 預(yù)壓砂井法是通過排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)的合力作用,擠出軟土地基中的孔隙水分。排水砂井及排水板都是較為常用的堤防排水系統(tǒng);加壓系統(tǒng)較為常見的有降低地下水位、真空預(yù)壓、堆載預(yù)壓等措施,其中真空預(yù)壓法是目前值得關(guān)注的方法:首先,鋪設(shè)砂石墊層-埋設(shè)垂直的排水管道-包裝不透氣的密封膜-埋入到土中-通過吸水管道抽干其中的空氣,形成真空狀態(tài)的程序,最終發(fā)揮增加地基有效應(yīng)力的效果;堆載預(yù)壓法就是在提防施工前,在堤防地基表面采用分級(jí)堆土或者其他荷載的方法,使得軟土地基的土壓實(shí)、固結(jié),保證軟土地基的質(zhì)地硬度,強(qiáng)化地基的抗沉降能力,在地基沉降量達(dá)到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí),要及時(shí)進(jìn)行卸載。在實(shí)際施工現(xiàn)場,經(jīng)常不會(huì)完全地使用一種方法進(jìn)行施工,而是將多種方法進(jìn)行混合操作使用,比如,真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法,雖說此方法對(duì)于地基的加固時(shí)間具有較高要求,抽真空的范圍也有局限,但在建筑工期長,竣工時(shí)間要求不緊迫的建筑工程,處理淤泥或淤泥質(zhì)土的地基施工是較為常用的方法。
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