摘 要:以軟土地基的特點為主線,提供了軟土地基處理過程中的技術要點。
關鍵詞:軟土地基;加固
軟土是指天然孔隙比大于或等于1.0,且天然含水率大于液限的細粒土,包括淤泥、淤泥質土。
在工程建設中,隨著對大型、重型、高層乃至超高層的建筑和有特殊要求的構筑物的日益增多,對地基問題也提出了更多的要求。由于軟土具有強度低、壓縮性高、滲透性小、高靈敏度和流變性等特點,軟土地基上建筑物沉降量大,穩定需要的時間長,因此往往要對軟土地基進行加固處理。地基處理是否得當不僅影響建筑物的安全和使用性, 而且對施工速度、工程造價有很大影響,有時甚至會成為工程建設中的關鍵問題。
軟土地基的加固技術,可以追溯到古老的歷史年代,一些傳統的加固方法目前仍在使用。隨著近代建筑規模不斷擴大,高科技的發展, 工程實踐中積累了更多的軟基加固經驗以及對軟土機理研究的深入、電子技術、施工機具及塑料工業的發展,將推動軟基加固方法的繼續完善和發展。現將常用的加固方法介紹如下:
一、強夯法? 強夯法是將幾十噸重的重錘從幾十米高處自由落下, 產生巨大的沖擊能量,使土體產生很大的應力和沖擊波,致使土中孔隙壓縮,土體局部液化,夯擊點周圍產生放射性裂隙形成良好的排水通道,使土中的孔隙水(氣)溢出,土體產生固結,從而降低土的壓縮性,提高地基承載力,避免了重錘夯實產生“橡皮土”的情況。夯擊還可以提高土層均勻程度, 減小可能出現的差異沉降。該法適用于碎石土、砂土、低飽和度粉土和粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。對高飽和度的粉土和粘性土地基,當采用在夯坑內回填塊石、碎石或其它粗顆粒材料進行置換時,應通過現場實驗確定其適用性。直接采用強夯法加固高飽和度的粘性土、淤泥和淤泥質土地基效果很差,應該慎用。
二、換土墊層法? 該法可使基礎及上部荷載對地基的壓力擴散,提高地基強度,同時起到排水作用,加速下部土層的沉降和固結。適用于厚度小于2.5m 的軟弱、透水性強的粘性土地基。所用砂石料要級配良好。鋪設前墊層要驗槽,先要排水、清淤、清除雜物。墊層要分層鋪設,分層壓實,接頭應做成階梯形搭接,每層錯開0.5m~1.0m。
三、堆載預壓法? 天然地基在預壓荷載下壓密固結,地基產生變形而強度提高,卸載后建筑物沉降減小,地基承載力提高。堆載預壓通常是在軟土上預先堆置相當于建筑物重量的荷載,有時也利用建筑物的自重進行。當天然地基滲透性較小時,為了縮短土體排水固結的排水距離,加速土體固結,在地基中設置豎向排水通道,如砂井、袋裝砂井或排水塑料板等,之后就在上面堆載,待沉降基本完成后,就可以卸載進行構筑物施工了。若采用的是水平排水墊層法,則需在地表鋪筑0.5~1.0m 厚的砂墊層,形成一個排水面,即可。此法比較適用于軟粘土、粉土、雜填土、沖填土和泥炭土地基。
四、水泥土深層攪拌法? 利用深層攪拌將水泥和地基土原位攪拌,形成具有整體性、水穩性并且具有較高強度的圓柱狀、格柵狀或連續水泥土增強體,從而提高地基承載力,增大變形模量,減小沉降。攪拌樁多采用雙頭8字形式,由兩根樁中間咬合組成。用水泥土攪拌樁處理地基,要注意水灰比的確定,明確噴漿座底的要求,噴漿分段位置要設在樁長偏下的地方。為檢驗設計和施工要進行水泥土攪拌樁的單樁靜載試驗和復合側向擠土,無震動無噪聲無污染。水泥土深層攪拌法加固軟土地基宜采用“二噴漿、三攪拌”的施工工序,即:機械就位―攪拌下沉―噴漿攪拌提升―重復攪拌下沉―重復噴漿攪拌提升―再重復攪拌下沉―再重復攪拌提升到孔口。該法適用于淤泥、淤泥質土和含水量較高, 地基承載力低于120 kPa 的粘性土、粉土等軟土地基。
五、粉噴樁? 利用生石灰或水泥等材料作為固化劑,通過特制的深層攪拌機在地基深處就地將軟土與固化劑強制拌和,使之產生一系列的物理化學反應,形成堅硬的拌和土體,使地基承載力有明顯提高,同時也可以減小沉降,以達到加固軟土地基的目的。同一般的水泥攪拌樁相比,它的硬結速度較快,強度也更高。適用于淤泥、淤泥質土和含水量較高,地基承載力不大于120 kPa 的粘性土、粉土等地基。對于有較厚泥炭土層的軟土地基, 宜通過實驗確定其適用性,對于含水量較小的粘性土地基處理效果欠佳。該方法多用于7層以下的工業與民用建筑。
縱觀我國地基處理技術的發展主流,是通過吸收引進國外的地基處理技術、原理和方法,同時又因地制宜地開發和研制了一批我國獨有的技術方法。但是,由于對地基處理在加固機理和計算方法上的認識還不完全,尤其是對復合地基承載力及變形計算理論的研究還很不完善,因此,地基處理在設計理論、施工工藝和質量檢驗的完善等方面,還有待不斷探索和發展。
參考文獻:
[1]鄭東.軟土地基處理施工工藝及質量檢驗方法研究[D]
作者簡介:
于海霞(1967.01-),女,漢族,內蒙臨河人,高級實驗師,本科,主要從事《土力學與地基基礎》課程的教學與實驗工作。