特殊土質地基處治技術研究

■李玲瓏 ■畢節職業技術學院，貴州 畢節 551700

1 換土墊層法

1．1 換土墊層法的機理

換土墊層將地基基礎下方的軟弱土層或不良土層采用強度較高的砂、礫石、粉煤灰、石渣、礦渣等材料分層替換，再采用機械或人工等施工方法采用分層壓、夯、振動等施工方式，使之達到設計規定要求的密實度。墊層由于其自身的特殊性，能夠使其有效擴散地基基底壓力，不斷提高地基的承載力大小，從而使得地基及房屋的沉降量減少，能快速使軟弱土層不斷排出水，使土體產生固結，進一步防止地基受凍脹破壞影響，最終消除膨脹土自身的的脹縮作用等。該施工方法適用于各種軟弱土和山區的特殊不良地基的淺層處理方式。該法優點是施工工藝速度快，適合處理開挖深度較淺的特殊不良地基，但如果特殊不良土相對較深時，導致其土方開挖工作量相對較大，綜合比較分析該方法不是優選對象。

以素性土為墊層的基礎主要施工工藝是將墊層以下部分區域的軟體土層采用機械挖除，回填較好的素土采用機械壓實面，該技術方法適合于處理軟土、濕陷性黃土和雜填土地基，該法簡單、工程造價也相對低，但承載力相對低，穩定性時間較長，該方法僅適合地基上部建筑荷載相對較小，允許其差異沉降可較大的地基。

土石混墊層是采用土石混合物分層回填，相對素性土回填承載力大小有所提高，適合加固軟弱地基和山區需進行處治理的軟硬地基。灰土墊層是將石灰、土按設計比例進行混合攪拌，在含水量最優配置情況下，施工按照分層的方式，將土體進行回填并采用機械壓實，當墊層的壓實強度、水穩定性、抗滲透性等各項指標滿足設計規范要求時，再在攪拌物中加1～4m厚的軟弱土、濕陷黃土、雜填土等。砂和砂礫石墊層，是將砂和砂礫石混合物，經過分層壓實，不斷增強地基的持力層，并通過持力層的擴散效應作用，使地基中的壓應力不斷降低，地基的變形量也隨著不斷減少，因此地基墊層中的排水作用更為明顯，下部土層的固結效果也明顯。

1．2 施工工藝

夯實地基施工法施工工藝，按照常規可大致分重錘夯實法和強夯實法。

(1)重錘夯實法。利用吊車等機械將夯錘吊到設計高度后，再落下，然后重復上次動作夯擊基土表面，使地基表面形成比較密實的基礎。該施工工藝采用輕型機械設備，施工技術方案簡單，施工成本較低，但需要進行在施工場地布設大量的點，采用機械夯擊的次數也是比較多，因而，導致了工程的施工周期也就相對較長，同時機械夯擊釋放的能量相對小，土體中的空隙水比較難以去除，因而，該施工方法加固地基影響深度也是相對有限的，尤其是地基中的土壤含水量比較高時，更容易使地基土出現如橡皮土，因此施工過程更為復雜，適合地下水位相對較淺，一般控制在0.8m以下。

(2)強夯法。強夯法是用吊車將夯錘吊到6m～30m高空，讓其自由落下，夯錘在與地面接觸時，產生強大的沖擊波，沖擊波產生的沖擊應力壓縮地基土體中的空隙，使土體產生液化作用，地基土中的顆粒由于應力作用，重新排列達到新的平衡而固結，最終使地基承載力得到提高的機理，該方法其實是壓縮地基的加固工藝，因此，該方法特別適合加固深層地基。

適用于加固碎石土、砂土、低飽和土、粘性土、濕陷性黃土、高填土、雜土等，可用于防止粉塵及粉砂的液化，消除或降低大孔土的濕陷性等級;對于高飽和度相對較高的淤泥、軟粘土等，可進行水下施工。

2 擠密樁

振動沉管擠密砂礫石樁是在機器的振動作用下，在軟基土中預埋沉套管至劃定的設計深度，擠密套管四周土體形成擠密孔，然后以砂礫石作為散體質料，向沉管中灌輸砂礫石，在振動下將砂礫石擠壓入土中，多次重復后達到設計深度和直徑的密實砂礫石樁，樁與樁間土形成復合地基。

振動沉管擠密砂礫石樁采用的機械十分的簡單、施工過程操作也方便、施工造價相對低、施工工藝完成速度快，且對自然環境沒有污染等優點。因此，隨著科技的不斷進步，該施工工藝成為了最經濟、可靠的施工方法。

加固機理是振動沉管擠密礫石樁復合地基法，是采用置換和擠密的方法將礫石等施工材料通過機械強行擠壓入孔中，并形成直徑很大的密實樁體且與沉管擠密礫石樁之間的土體承載荷載，使得軟弱地基的強度和剛度得到提高。

砂性土在振動力作用下地基土體的體積最少可減少20%以下，使地基土體的沉降量產生相對較大的沉降。振動沉管擠密礫石樁加固砂性土地基的目的是提高地基土承載力、減小變形量和增強抗液化性，其加固機理具有擠密、振密、排水減壓和預振等四個作用。

非飽和的粘性土采用地基沉管施工技術能使地基土體產生較好的擠密作用，成樁過程中飽和粘性土地基，由于粘性土滲透性較小而靈敏度大，使地基內的超孔隙水壓力不能有效消除，因而地基土的擠密效果也相對較差。另外，因為粘粒之間的結合力及粘粒、離子、水分子構成的均衡系統，在擠壓和振動等猛烈的擾動受到破壞，孔隙水壓力急劇升高，土體強度下降，壓縮性增大，地基土的強度會逐步提高，孔隙水壓力也會向樁體轉移并逐步消失，土體有用應力增加，使地基強度提高。

3 碎石樁法

該施工方法在處理特殊的軟弱地基是一種比較相對經濟、簡單且十分有效的施工技術方法。對于比較松散的砂土地基，可采用機械作業擠壓法、振動法等施工作用，使土體的地基達到設計要求的密實度，使地基的承載力得到不斷提高;該樁的施工機器是十分的常規普遍，其作業工藝流程也相對簡單，現場施工環境衛生保護較好，可為工程的造價成本節省不少水泥、鋼筋，能做到就地取材，降低工程的施工成本，因此在當前該施工技術應用是較為廣泛。

加固機理:(1)將帶活瓣樁尖的樁管沉入土體，將樁管四周土體第一次擠密凝結;(2)碎石樁體的空隙多，上下層貫通了排水通道，土體中的水滲流到碎石樁體內，使土體獲得第二次排水固結。

該施工技術適合于特殊的軟弱地基和普通建筑物地基的加固處理技術，其對各地基土層的加固處治效果是:松散的砂土處治效果最為明顯，施工作業影響范圍最大，素填土、雜土、粉土次之，淤泥粉質粘土由于滲透系數小，空隙水壓力難消除，因而短期內加固效果不明顯，需持續一段時間才能逐步恢復和提高。由于震動的作用，對靈敏度高的軟粘土，天然結構受擾動后，土體強度降低，壓縮系數增大，壓縮模量降低，因此短期內難以恢復，處治效果相對較差;可采用砂石樁做置換飽和性粘性土的地基進行處理。

4 結論

特殊土質地基主要包括軟粘土、沖填土、有機質土、腐殖質土、液化土、濕陷性土、膨脹土、泥炭土、鹽漬土等地質條件較差的復雜土質。不同地區軟土性質不同，選用的處理方法也要因地制宜，論文介紹不同復雜地基處治技術的機理與適用范圍，為工程實際提供了參考依據。

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