不良地基土的種類及處理方法

河南 李詩紅

不良地基土的種類及處理方法

河南 李詩紅

一、常見不良地基土的種類及其特點

（一）軟粘土

軟粘土也稱軟土，是軟弱粘性土的簡稱。它形成于第四紀晚期，屬于海相、瀉湖相、河谷相、湖沼相、溺谷相、三角洲相等的粘性沉積物或河流沖積物。多分布于沿海、河流中下游或湖泊附近地區(qū)。常見的軟弱粘性土是淤泥和淤泥質土。

（二）雜填土

雜填土主要出現在一些老的居民區(qū)和工礦區(qū)內，是人們的生活和生產活動所遺留或堆放的垃圾土。這些垃圾土一般分為三類：即建筑垃圾土、生活垃圾土和工業(yè)生產垃圾土。不同類型的垃圾土、不同時間堆放的垃圾土很難用統一的強度指標、壓縮指標、滲透性指標加以描述。

（三）沖填土

沖填土是人為的用水力沖填方式而沉積的土。近年來多用于沿海灘涂開發(fā)及河漫灘造地。西北地區(qū)常見的水墜壩(也稱沖填壩)即是沖填土堆筑的壩。沖填土形成的地基可視為天然地基的一種，它的工程性質主要取決于沖填土的性質。

（四）飽和松散砂土

粉砂或細砂地基在靜荷載作用下常具有較高的強度。但是當振動荷載(地震、機械振動等)作用時，飽和松散砂土地基則有可能產生液化或大量震陷變形，甚至喪失承載力。這是因為土顆粒松散排列并在外部動力作用下使顆粒的位置產生錯位，以達到新的平衡，瞬間產生較高的超靜孔隙水壓力，有效應力迅速降低。對這種地基進行處理的目的就是使它變得較為密實，消除在動荷載作用下產生液化的可能性。常用的處理方法有擠出法、振沖法等。

（五）濕陷性黃土

在上覆土層自重應力作用下，或者在自重應力和附加應力共同作用下，因浸水后土的結構破壞而發(fā)生顯著附加變形的土稱為濕陷性土，屬于特殊土。在濕陷性黃土地基上進行工程建設時，必須考慮因地基濕陷引起附加沉降對工程可能造成的危害，選擇適宜的地基處理方法，避免或消除地基的濕陷或因少量濕陷所造成的危害。

（六）膨脹土

膨脹土的礦物成分主要是蒙脫石，它具有很強的親水性，吸水時體積膨脹，失水時體積收縮。這種脹縮變形肚往往很大，極易對建筑物造成損壞。膨脹土是特殊土的一種，常用的地基處理方法有換土、土性改良、預浸水，以及防止地基土含水量變化等工程措施。

（七）含有機質土和泥炭土

當土中含有不同的有機質時，將形成不同的有機質土，在有機質含量超過一定含量時就形成泥炭土，它具有不同的工程特性，有機質的含量越高，對土質的影響越大，主要表現為強度低、壓縮性大，并且對不同工程材料的摻入有不同影響，對直接工程建設或地基處理構成不利的影響。

（八）山區(qū)地基土

山區(qū)地基土的地質條件較為復雜，主要表現在地基的不均勻性和場地穩(wěn)定性兩個方面。由于自然環(huán)境和地基土的生成條件影響，場地中可能存在大孤石，場地環(huán)境也可能存在滑坡、泥石流、邊坡崩塌等不良地質現象。它們會給建筑物造成直接的或潛在的威脅。

以上是常見的幾種不良地基土，若在其上修建建筑物，必須進行必要的處理。下面介紹幾種常用的處理方法。

二、不良地基土的處理方法

（一）置換法

1.換填置換法

就是將表層不良地基土挖除，然后回填有較好壓密特性的土進行壓實或夯實，形成良好的持力層。從而改變地基的承載力特性，提高抗變形和穩(wěn)定能力。該種方法適合于不良土位于表層且埋置深度不深的情況。

2.振沖置換法

利用專門的振沖機具，在高壓水射流下邊振邊沖，在地基中成孔，再在孔中分批填入碎石或卵石等粗粒料形成樁體。該樁體與原地基土組成復合地基，達到提高地基承載力減小壓縮性的目的。

3.夯(擠)置換法

利用沉管或夯錘的辦法將管(錘)置入土中，使土體向側邊擠開，并在管內(或夯坑)放入碎石或砂等填料。該樁體與原地基土組成復合地基，由于擠、夯使土體側向擠壓，地面隆起，土體超靜孔隙水壓力提高，當超靜孔隙水壓力消散后土體強度也有相應的提高。

（二）預壓法

1.堆載預壓法

在建造建筑物之前，用臨時堆載(砂石料、土料、其他建筑材料、貨物等)的方法對地基施加荷載，給予一定的預壓期，使地基預先壓縮完成大部分沉降并使地基承載力得到提高后，卸除荷載再建造建筑物。

2.真空預壓法

在軟粘土地基表面鋪設砂墊層，用土工薄膜覆蓋且周圍密封。用真空泵對砂墊層抽氣，使薄膜下的地基形成負壓。隨著地基中氣和水的抽出，地基土得到固結。為了加速固結，也可采用打砂井或插塑料排水板的方法，即在鋪設砂墊層和土工薄膜之前打砂井或插排水板，達到縮短排水距離的目的。

3.降水法

降低地下水位可減少地基的孔隙水壓力增加上覆土自重應力，使有效應力增加，從而使地基得到預壓。這實際上是通過降低地下水位，靠地基土自重來實現預壓目的。

4.電滲法

在地基中插入金屬電極并通以直流電，在直流電場作用下，土中水將從陽極流向陰極形成電滲。不讓水在陽極補充而從陰極的井點用真空抽水，這樣就使地下水位降低，土中含水量減少。從而地基得到固結壓密，強度提高。電滲法還可以配合堆載預壓用于加速飽和粘性土地基的固結。

（三）壓實與夯實法

1.表層壓實法

采用人工夯實，低能夯實機械、碾壓或振動碾壓機械對比較疏松的表層土進行壓實。也可對分層填筑土進行壓實。當表層土含水量較高時或填筑土層含水量較高時可分層鋪墊石灰、水泥進行壓實，使土體得到加固。

2.重錘夯實法

重錘夯實就是利用重錘自由下落所產生的較大夯擊能來夯實淺層地基，使其表面形成一層較為均勻的硬殼層，獲得一定厚度的持力層。

3.強夯

強夯是強力夯實的簡稱。將很重的錘從高處自由下落，對地基施加很高的沖擊能，反復多次夯擊地面，地基土中的顆粒結構發(fā)生調整，土體變?yōu)槊軐崳瑥亩茌^大限度提高地基強度和降低壓縮性。

一般在大型強夯施土前，都應選擇面積不大于400平方米的場地進行典型試驗，以便取得數據，指導設計與施工。

（四）擠密法

1.振沖密實法

利用專門的振沖器械產生的重復水平振動和側向擠壓作用，使土體的結構逐步破壞，孔隙水壓力迅速增大。由于結構破壞，土粒有可能向低勢能位置轉移，這樣土體由松變密。

2.沉管砂石樁(碎石樁、灰土樁、OG樁、低標號樁等)

利用沉管制樁機械在地基中錘擊、振動沉管成孔或靜壓沉管成孔后，在管內投料，邊投料邊上提(振動)沉管形成密實樁體，與原地基組成復合地基。

3.夯擊碎石樁(塊石墩)

利用重錘夯擊或者強夯方法將碎石 (塊石)夯入地基，在夯坑里逐步填入碎石(塊石)反復夯擊以形成碎石樁或塊石墩。

（五）拌和法

1.高壓噴射注漿法(高壓旋噴法)

以高壓力使水泥漿液通過管路從噴射孔噴出，直接切割破壞土體的同時與土拌和并起部分置換作用。凝固后成為拌和樁(柱)體，這種樁(柱)體與地基一起形成復合地基。也可以用這種方法形成擋土結構或防滲結構。

2.深層攪拌法

深層攪拌法主要用于加固飽和軟粘土。它利用水泥漿體、水泥(或石灰粉體)作為主固化劑，應用特制的深層攪拌機械將固化劑送入地基土中與土強制攪拌，形成水泥(石灰)土的樁(柱)體，與原地基組成復合地基。水泥土樁(柱)的物理力學性質取決于固化劑與土之間所產生的一系列物理、化學反應。固化劑的摻入量及攪拌均勻性和土的性質是影響水泥土樁(柱)性質以至復合地基強度和壓縮性的主要因素。

（六）加筋法

1.土工合成材料

土工合成材料是一種新型的巖土工程材料。它以人工合成的聚合物，如塑料、化纖、合成橡膠等為原料，制成各種類型的產品，置于土體內部、表面或各層土體之間，發(fā)揮加強或保護土體的作用。

2.土釘墻技術

土釘一般是通過鉆孔、插筋、注漿來設置，但也有通過直接打入較粗的鋼筋和型鋼、鋼管形成土釘。土釘沿通長與周圍土體接觸，依靠接觸界面上的粘結摩阻力，與其周圍土體形成復合土體，土釘在土體發(fā)生變形的條件下被動受力。并主要通過其受剪工作對土體進行加固。土釘適用于地下水位以上或經降水后的人工填土、粘性土、弱膠結砂土的基坑支護和邊坡加固。

3.加筋土

加筋土是將抗拉能力很強的拉筋埋置于土層中，利用土顆粒位移與拉筋產生的摩擦力使土與加筋材料形成整體，減少整體變形和增強整體穩(wěn)定。拉筋是一種水平向增強體。一般使用抗拉能力強、摩擦系數大而耐腐蝕的條帶狀、網狀、絲狀材料。例如，鍍鋅鋼片、鋁合金、合成材料等。

4.灌漿法

是利用氣壓、液壓或電化學原理將能夠固化的某些漿液注入地基介質中或建筑物與地基的縫隙部位。灌漿的漿液可以是水泥漿、水泥砂漿、粘土水泥漿、粘土漿、石灰漿及各種化學漿材如聚氨酯類、木質素類、硅酸鹽類等。

（作者單位：許昌市職業(yè)技術學院）

（編輯 劉麗娜）