楊林光
摘 要:近年來(lái),建筑工程施工技術(shù)隨著科技的進(jìn)步也在不斷地發(fā)展,而軟弱地基的施工對(duì)工程有著非常大的影響,軟弱地基處理的好與壞直接影響了施工人員的安全和施工工程的質(zhì)量,合理的、有針對(duì)性的軟弱地基處理,可以有效地減輕和消除軟弱地基對(duì)上部結(jié)構(gòu)的不利影響,確保工程質(zhì)量。本文首先分析了軟弱地基的不良影響,在此基礎(chǔ)上探討了一些常見(jiàn)的軟弱地基處理方式。
關(guān)鍵詞:軟弱地基;處理方式
引言
為了合理利用有限的土地資源,在軟弱地基場(chǎng)地如何因地制宜的選用地基處理方法,才能做到經(jīng)濟(jì)合理、安全高效、保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源,成為現(xiàn)代建筑工程研究的熱點(diǎn)。以下,本文從各種軟弱地基對(duì)建筑工程產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析,并提出一些相應(yīng)的處理方式。
一、軟弱地基的特征及不良影響
軟弱地基是指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其他高壓縮性土層構(gòu)成的地基。這種地基天然含水量較大、承載力低,在荷載作用下易產(chǎn)生滑動(dòng)或沉降。淤泥及淤泥質(zhì)土是天然含水量較高、承載力(抗剪強(qiáng)度)低、軟塑到流塑狀態(tài)的飽和粘性土。其工程特性主要有觸變性、高壓縮性、低透水性、不均勻性以及流變性等。在荷載作用下,地基承載能力低,地基沉降變形大,不均勻沉降大,且沉降穩(wěn)定時(shí)間較長(zhǎng)。沖填土是水力沖填泥沙沉積形成的填土。沖填土的特性與其顆粒組成有關(guān),此類(lèi)土含水量較大,壓縮性較高,強(qiáng)度低,具有軟土性質(zhì)。它的工程性質(zhì)隨土的顆粒組成、均勻性和排水固結(jié)條件不同而異,當(dāng)含砂量較多時(shí),其性質(zhì)基本上合粉細(xì)砂相同或類(lèi)似,就不屬于軟弱土;當(dāng)粘土顆粒含量較多時(shí),往往欠固結(jié),其強(qiáng)度和壓縮性指標(biāo)都比天然沉積土差,則應(yīng)進(jìn)行地基處理。
雜填土是含有大量建筑垃圾、工業(yè)廢料及生活垃圾等雜物的填土。它的主要特性是土質(zhì)結(jié)構(gòu)比較松散,均勻性差,變形大,承載力低,壓縮性高,有浸水濕陷性,就是在同一建筑物場(chǎng)地的不同位置,地基承載力和壓縮性也有較大的差異,一般需要經(jīng)處理才能作建筑物地基。
飽和的松散粉細(xì)沙(含部分粉質(zhì)),亦屬于軟弱地基的范疇。當(dāng)受到機(jī)械振動(dòng)和地震荷載重復(fù)作用時(shí),將產(chǎn)生液化現(xiàn)象;基坑開(kāi)挖時(shí)會(huì)產(chǎn)生流砂或管涌,再由于建筑物的荷重及地下水的下降,也會(huì)促使砂土下沉。其他特殊土如濕陷性黃土、膨脹土、鹽漬土、紅粘土以及季節(jié)性凍土等特殊土的不良地基現(xiàn)象,亦屬于需要地基處理的軟弱地基范疇。
二、軟弱地基處理時(shí)應(yīng)考慮的因素
(一)地質(zhì)情況的影響
對(duì)不同的軟弱地基,其處理方式有所不同。因此,在選擇軟弱地基處理方案前,應(yīng)進(jìn)行工程地質(zhì)和水文地質(zhì)勘察,查明軟弱土層的組成、地質(zhì)成因、分布范圍、均勻性、軟弱土層厚度、持力層位置及狀況以及地基土的物理和化學(xué)性質(zhì)等。對(duì)沖填土還應(yīng)了解均勻性和排水固結(jié)條件;對(duì)雜填土尚應(yīng)查明堆載歷史年代,明確自重下穩(wěn)定性和濕陷性等基本因素;對(duì)其它特殊土應(yīng)查明其特征、工程性質(zhì)、成層情況等,以作為工程設(shè)計(jì)和選用地基處理方案的依據(jù)。
(二)上部結(jié)構(gòu)的影響
建筑工程設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)考慮上部結(jié)構(gòu)和地基的共同作用。對(duì)建筑體型、荷載大小、結(jié)構(gòu)類(lèi)型和地形地貌、地層結(jié)構(gòu)、土質(zhì)條件、地下水特征等進(jìn)行綜合分析,確定合理的建筑措施、結(jié)構(gòu)措施和地基處理方法。
(三)周邊環(huán)境的影響
選定地基處理方案前,尚應(yīng)調(diào)查臨近建筑、地下工程、周邊道路及有關(guān)管線等情況。地基施工過(guò)程不得對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生不良影響,如當(dāng)建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)處于人口密集區(qū)時(shí),需要對(duì)地基施工噪聲污染、環(huán)境污染進(jìn)行重點(diǎn)考慮,采用的處理方式不能影響人們的正常生活。
(四)施工條件的影響
地基處理方案的選擇時(shí),應(yīng)綜合考慮工期和用料情況,因地制宜,選擇合理的施工機(jī)械及采用科學(xué)地管理方法。
三、建筑工程軟弱地基的處理方式
綜上所述,軟弱地基的處理必須結(jié)合工程實(shí)際情況,綜合考慮地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)類(lèi)型、周邊環(huán)境及施工條件等確定處理方案。根據(jù)地基處理的作用機(jī)理,可分為幾種地基處理方式:
(一)換填墊層法
換填墊層法是挖除基底下一定范圍內(nèi)的軟弱土層或不均勻土層,回填其他性能穩(wěn)定、無(wú)侵蝕性、強(qiáng)度較高的材料,并分層夯壓密實(shí)形成墊層的地基處理方法?;靥畈牧峡筛鶕?jù)工程特性和地基土質(zhì)條件選用砂石、粉質(zhì)粘土、灰土、粉煤灰、礦渣或其它工業(yè)廢渣。適用范圍:適用于軟弱土層較薄,處理厚度宜為0.5m~3.0m。
(二)壓實(shí)地基和夯實(shí)地基法
壓實(shí)地基是利用平碾、振動(dòng)碾、沖擊碾或其他碾壓設(shè)備將填土分層壓實(shí)處理地基的方法。而夯實(shí)地基法即強(qiáng)夯法是反復(fù)將夯錘提到高處使其自由落下,給地基以沖擊和振動(dòng)能量,將地基土密實(shí)處理的處理方法。
夯實(shí)地基可分為強(qiáng)夯和強(qiáng)夯置換處理地基,是反復(fù)將夯錘提到高處使其自由下落,給地基以沖擊和振動(dòng)能量,將地基土密實(shí)處理或置換形成密實(shí)墩體的地基。
壓實(shí)地基和夯實(shí)地基適用范圍:適用于大面積填土地基。用于處理低飽和度的粘性土、粉土、砂土、碎石土、人工填土、失陷性黃土等。
(三)復(fù)合地基
復(fù)合地基是部分土體被增強(qiáng)或被置換,形成由地基土和豎向增強(qiáng)體共同承擔(dān)荷載的人工地基。主要處理方式和適用范圍為:
(1)振沖碎石樁和沉管砂石樁復(fù)合地基。適用于擠密處理松散砂土、粉土、粉質(zhì)粘土、素填土、雜填土等地基,以及用于處理可液化地基。(2)水泥土攪拌樁復(fù)合地基。適用于處理正常固結(jié)的淤泥、淤泥質(zhì)土、素填土、黏性土、粉土、粉細(xì)紗、中粗砂、飽和黃土等土層。(3)旋噴樁復(fù)合地基。適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、黏性土、粉土、砂土、黃土、素填土和碎石土等地基。(4)灰土擠密樁和土擠密樁復(fù)合地基。適用于地下水位以上的粉土、黏性土、素填土。雜填土和失陷性黃土等地基,可處理地基的厚度宜為3m~15m。(5)夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基。適用于地下水位以上的粉土、黏性土。素填土和雜填土等地基,處理地基的深度不宜大于15m。(6)水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基。適用于黏性土、粉土。砂土和自重固結(jié)已完成的素填土地基。(7)柱錘沖擴(kuò)樁復(fù)合地基。適用于處理地下水位以上的雜填土、粉土、黏性土。素填土和黃土等地基。
(四)注漿加固
注漿加固法是將水泥漿或其他化學(xué)漿液注入地基土層中,增強(qiáng)土顆粒間的聯(lián)結(jié),使土體強(qiáng)度提高、變形減少、滲透性降低的地基處理方法。
適用范圍:適用于砂土、粉土。黏性土和人工填土等地基加固??捎糜诨A(chǔ)施工前或施工期間的地基處理,也可在建筑物投入使用后作為補(bǔ)強(qiáng)措施。
(五)微型樁加固
微型樁是用樁工機(jī)械或其他小型設(shè)備在土中形成直徑不大于300mm的樹(shù)根樁、預(yù)制混凝土樁或鋼管樁。適用范圍:適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、黏性土。粉土。砂土。碎石土及人工填土等地基處理。可用于既有建筑地基加固或新建建筑的地基處理。各種地基處理方式具有不同的作用機(jī)理,但很多地基處理的方法具有多種處理的效果。在軟弱地基處理方案的選擇中,應(yīng)加強(qiáng)多種地基處理方法的比較,從經(jīng)濟(jì)合理性、技術(shù)可靠性、工期可控性等多方面全面比較,確定最佳方案。
四、結(jié)語(yǔ)
總之,合理的地基處理方式,不僅關(guān)系到建筑工程的安全可靠,而且關(guān)系到所建工程的投資大小。掌握各種地基處理技術(shù)、提高地基處理水平,加大研究、創(chuàng)新力度,對(duì)保證工程質(zhì)量,加速工程建設(shè),降低工程投資具有重要的意義。
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