宋磊
摘 要:不良地基土是民工建施工中的一項(xiàng)常見(jiàn)問(wèn)題,由于不良地基土給地基和地基承載建筑所造成的失穩(wěn)性質(zhì)的影響,嚴(yán)重妨礙了建筑中安全、穩(wěn)定、抗震設(shè)計(jì)的表達(dá)。因此在工民建中,通常都會(huì)對(duì)不良地基土進(jìn)行勘測(cè)和改造,防止施工時(shí)和建筑的使用中由于不良地基土變化,引起的地基承載力變化,進(jìn)而威脅到建筑本身的安全性。
關(guān)鍵詞:工民建施工;不良地基土;地基承載力
人口的持續(xù)擴(kuò)大也意味著土地中用于建筑的面積不斷擴(kuò)大。我國(guó)幅員遼闊,地質(zhì)種類(lèi)豐富,一個(gè)地區(qū)中也可呈現(xiàn)出多種地質(zhì)土層,這也就給工民建的施工帶來(lái)了困難。不同的土層有不同的性質(zhì),也就會(huì)對(duì)地面建筑造成不同的影響。所以在工民建施工的前期,要對(duì)建筑所在區(qū)域的地質(zhì)地貌,土壤條件進(jìn)行勘察,尤其應(yīng)當(dāng)注意對(duì)土壤質(zhì)量的考察,確定施工區(qū)域中是否有不良地基土的存在,若存在不良地基土,又是否能通過(guò)使用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行改良以滿(mǎn)足工民建施工對(duì)地基土體的需要。吸取在同類(lèi)型土壤改造中的經(jīng)驗(yàn),對(duì)不良土體進(jìn)行全面的改造,減少由于土體對(duì)建筑造成的影響,增加建筑的穩(wěn)定性,保證工民建施工的安全。
1 不良地基土在工民建施工中的常見(jiàn)類(lèi)別
(1)軟軟弱粘性土。軟弱粘性土簡(jiǎn)稱(chēng)軟粘土或軟土,多分布于沿海和其他流域附近,以淤泥和淤泥質(zhì)土較為常見(jiàn),由于軟粘土具有含水量和粘性顆粒含量高,孔隙比大等特性,軟粘土也呈現(xiàn)出低強(qiáng)度、低滲透性、高壓縮性等特點(diǎn)在工程中對(duì)地基承載能力差,承載的強(qiáng)度增長(zhǎng)得十分緩慢負(fù)載時(shí)易發(fā)生變形,變形速率大且變形時(shí)間長(zhǎng)。與其他不良地基土相比軟粘土在工程中較為常見(jiàn),由于上述的特性,軟粘土在工程地基施工中很容易發(fā)生變形,影響建筑的建設(shè),此外低滲透性還會(huì)導(dǎo)致地基中排水效果差,嚴(yán)重影響建筑質(zhì)量。(2)雜填土。雜填土也稱(chēng)之為垃圾土,是一種由于人類(lèi)生活或者礦業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的特殊土壤,多見(jiàn)于人類(lèi)聚集的生活區(qū)域或礦產(chǎn)區(qū)域,也是一種較為常見(jiàn)的不良地基土。由于受到長(zhǎng)時(shí)間被掩埋或堆積的垃圾的影響,雜填土之體內(nèi)部也會(huì)發(fā)生一系列的變化,導(dǎo)致土壤質(zhì)量朝著不利的方向發(fā)展。由于變化原因的多樣性,也就導(dǎo)致了雜填土的性質(zhì)多種多樣。我們利用雜填土的成因?qū)⑵浞譃槿?lèi):第一類(lèi)是由建筑產(chǎn)生的垃圾形成的雜填土;第二類(lèi)是由生活垃圾產(chǎn)生的雜填土;第三類(lèi)是工業(yè)垃圾產(chǎn)生的雜填土。由于雜填土的情況較為復(fù)雜,而且沒(méi)有規(guī)律可循,因此勘測(cè)出雜填土的存在時(shí),工作人員應(yīng)結(jié)合自身建筑需要、雜填土成因和場(chǎng)地條件等因素對(duì)雜填土進(jìn)行處理,減少由于土壤性質(zhì)不明或雜填土土壤性質(zhì)的變化對(duì)施工質(zhì)量造成的不利影響。(3)膨脹土。以蒙脫石為主要成分的膨脹土是工民建施工中又一常見(jiàn)土質(zhì)。膨脹土由于含有大量親水性礦物而具有膨脹能力的高塑性黏土,水量的大小對(duì)于膨脹土體積的影響巨大,承載力較高,體積受含水量影響,吸水膨脹。失水收縮,并且具有明顯的反復(fù)變形情況,吸水過(guò)量時(shí)承載能力會(huì)呈現(xiàn)衰減的趨勢(shì),失水較為嚴(yán)重時(shí)又會(huì)發(fā)生干縮裂隙發(fā)育等現(xiàn)象,因此是一種十分不穩(wěn)定的土體。因此若地基的土體中含有一定的膨脹土,將無(wú)法控制地基施工的質(zhì)量走向,無(wú)論如何進(jìn)行控制都不會(huì)消除膨脹土對(duì)地基的不利影響,通過(guò)地基影響到整個(gè)建筑。(4)濕陷性土壤。在多種應(yīng)力的共同作用下,使土壤在結(jié)構(gòu)中能夠維持力學(xué)的平衡狀態(tài),但是一旦在其中加入了水的成分,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)就會(huì)受到嚴(yán)重破壞,進(jìn)而嚴(yán)重影響土壤的穩(wěn)定性與承載性,此類(lèi)特殊土壤稱(chēng)之為濕陷性土壤。我國(guó)濕陷性土壤的種類(lèi)以黃土為主,分布在云貴、東北、華中和華東地區(qū)。在分類(lèi)上,濕陷性土壤可以通過(guò)土壤的形成應(yīng)力是否來(lái)自重力應(yīng)力而分成兩個(gè)種類(lèi)。因?yàn)闈裣菪源嬖诘奶厥饨Y(jié)構(gòu)使得此類(lèi)土壤在吸水前本身就具有一定的強(qiáng)度,施工時(shí)往往忽略其中的隱患。濕陷性黃土在施工時(shí)若與水發(fā)生基礎(chǔ),受水浸濕后原本穩(wěn)定的土體結(jié)構(gòu)會(huì)被迅速破壞,產(chǎn)生較大程度的附加下沉情況,土體強(qiáng)度也會(huì)隨之變低嚴(yán)重影響地基建設(shè)施工。為了施工不受濕陷性黃土的影響,施工前需要將濕陷性黏土進(jìn)行處理,確保此類(lèi)土地基土不會(huì)對(duì)承載建筑產(chǎn)生影響。(5)飽和型的松散砂土。一般情況下,飽和狀態(tài)的松散砂土中的粉砂或細(xì)砂成分能夠在多種力的作用下保持相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),此類(lèi)結(jié)構(gòu)一般還會(huì)具備一定的強(qiáng)度。而一旦受到擾動(dòng)、地震作用等外界因素影響就會(huì)變得十分不穩(wěn)定,內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)液化或大量變形,甚至失去對(duì)地基和建筑的承載能力,而在施工和工民建建筑建成投入使用后,此類(lèi)的干擾不可避免。為了保持飽和松散砂土的穩(wěn)定性,通常在發(fā)現(xiàn)此類(lèi)土體存在時(shí)都會(huì)進(jìn)行一定的處理,維持飽和松散砂土的高穩(wěn)定性,減少內(nèi)部坍落對(duì)地基和建筑產(chǎn)生的不利影響。
2 不良地基土對(duì)工民建工程的危害
(1)嚴(yán)重危害到地基承載能力。工民建施工時(shí),對(duì)于地基土有一定的要求,不同性質(zhì)的地基土對(duì)于工民建施工的質(zhì)量也有著不同影響,承載力就是受地基土影響最明顯的一個(gè)方面。而工民建的施工受到地基承載力的直接影響,超出地基的承載能力時(shí),不可避免地會(huì)在地基中出現(xiàn)沉降問(wèn)題,而不良地基土的出現(xiàn)則會(huì)加劇此類(lèi)問(wèn)題的影響。對(duì)于地基承載力將無(wú)法實(shí)現(xiàn)人為的控制,很容易發(fā)生嚴(yán)重的沉降事故。對(duì)于工民建工程質(zhì)量和安全質(zhì)量將會(huì)是一個(gè)很大的不利因素。同時(shí)不良地基土的影響也是地基沉降現(xiàn)象中最主要的原因之一。(2)造成嚴(yán)重的土坡失穩(wěn)甚至滑坡。除地基沉降外,不良地基也會(huì)造成建筑中出現(xiàn)土坡失穩(wěn)等現(xiàn)象,由于不良地基土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,導(dǎo)致地基土結(jié)構(gòu)朝著穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)變化,而在整體的地基中發(fā)生較大程度的形變,從外部來(lái)看就像是土體在向著某個(gè)方向發(fā)生著滑動(dòng)或移動(dòng),從而引起建筑中土坡失穩(wěn)的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象也會(huì)嚴(yán)重影響到建筑的安全性,引起工民建中建筑組件的裂縫等問(wèn)題,大大減小工民建。
3 工民建中對(duì)不良地基土采用的集中常見(jiàn)改造方式
(1)置換法。置換法包括兩種方法:換填法和振沖置換法。換填法操作簡(jiǎn)單,需挖除不良地基土的表層,選擇特性?xún)?yōu)良的土質(zhì)進(jìn)行回填壓密,并反復(fù)壓實(shí);振沖置換法通常利用專(zhuān)業(yè)振沖機(jī)械,通過(guò)高壓水沖擊,使不良地基土形成規(guī)則的孔和洞,并分批填入卵石、碎石等,以此提高地基土穩(wěn)定性。(2)加筋法。將具備良好抗拉性能的拉筋加入到土壤中,通過(guò)拉筋與突然內(nèi)部組分和結(jié)構(gòu)的大量摩擦產(chǎn)生應(yīng)力,以此提高土層整體的穩(wěn)定性,以免土層變形。且改造不良地基土?xí)r,必須要選擇較為優(yōu)越的抗拉性能,較大的摩擦系數(shù)網(wǎng)狀、條帶狀及絲狀的鋁合金及合成拉筋材料。(3)預(yù)壓法。預(yù)壓法分為三種,包括堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法及降水法。堆載預(yù)壓法在處理不良地基土?xí)r最為常見(jiàn),根據(jù)土質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同,采取不同的預(yù)壓方法。真空預(yù)壓法的實(shí)施,主要是將一定數(shù)量的砂墊層覆蓋在土層表面,利用真空泵抽掉砂墊層中的空氣,使上層地基和下層地基發(fā)生壓降,以此提高地基土穩(wěn)定性。另外工民建施工中,處理不良地基土?xí)r,會(huì)抬高地下水水位,這時(shí)需利用降水法實(shí)施降水處理,以此提高土層效應(yīng)力和自重應(yīng)力,并減小土層間的壓力和空隙,以此加固地基。(4)注漿固結(jié)法。注漿固結(jié)法是在土石界面利用水泥或者利用水泥及其他物質(zhì)混合液的水硬性材料,以此注漿封堵或固結(jié)不良地基土重點(diǎn)孔隙、裂縫或軟土地基等,結(jié)合漿液和原始地基土層,從而形成固結(jié)的受力整體。(5)夯實(shí)法。夯實(shí)法是通過(guò)破壞整體結(jié)構(gòu)形成新型改造方法,夯實(shí)法會(huì)對(duì)地基產(chǎn)生較大的沖擊力,通常會(huì)整體破壞地基層,使地基層下移或出現(xiàn)夯坑,也會(huì)出現(xiàn)地基層向上凸起。對(duì)地面反復(fù)夯擊,破壞不良土壤不利于承載力建立的因素,重新建立一個(gè)穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)。從而提高土體密實(shí)性,使地基承載力顯著提高,并降低地基壓縮度。
參考文獻(xiàn)
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