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(diǎn)

（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(jì)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(zhì)土。

（二）雜填土

雜填土主要出現(xiàn)在一些老的居民區(qū)和工礦區(qū)內(nèi)，是人們的生活和生產(chǎn)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(chǎn)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(tǒng)一的強(qiáng)度指標(biāo)、壓縮指標(biāo)、滲透性指標(biāo)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(zhì)主要取決于沖填土的性質(zhì)。

（四）飽和松散砂土

粉砂或細(xì)砂地基在靜荷載作用下常具有較高的強(qiáng)度。但是當(dāng)振動荷載(地震、機(jī)械振動等)作用時，飽和松散砂土地基則有可能產(chǎn)生液化或大量震陷變形，甚至喪失承載力。這是因?yàn)橥令w粒松散排列并在外部動力作用下使顆粒的位置產(chǎn)生錯位，以達(dá)到新的平衡，瞬間產(chǎn)生較高的超靜孔隙水壓力，有效應(yīng)力迅速降低。對這種地基進(jìn)行處理的目的就是使它變得較為密實(shí)，消除在動荷載作用下產(chǎn)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(yīng)力作用下，或者在自重應(yīng)力和附加應(yīng)力共同作用下，因浸水后土的結(jié)構(gòu)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(jìn)行工程建設(shè)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(qiáng)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(yù)浸水，以及防止地基土含水量變化等工程措施。

（七）含有機(jī)質(zhì)土和泥炭土

當(dāng)土中含有不同的有機(jī)質(zhì)時，將形成不同的有機(jī)質(zhì)土，在有機(jī)質(zhì)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(jī)質(zhì)的含量越高，對土質(zhì)的影響越大，主要表現(xiàn)為強(qiáng)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(shè)或地基處理構(gòu)成不利的影響。

（八）山區(qū)地基土

山區(qū)地基土的地質(zhì)條件較為復(fù)雜，主要表現(xiàn)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(zhì)現(xiàn)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(jìn)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(jìn)行壓實(shí)或夯實(shí)，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(jī)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(fù)合地基，達(dá)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(cè)邊擠開，并在管內(nèi)(或夯坑)放入碎石或砂等填料。該樁體與原地基土組成復(fù)合地基，由于擠、夯使土體側(cè)向擠壓，地面隆起，土體超靜孔隙水壓力提高，當(dāng)超靜孔隙水壓力消散后土體強(qiáng)度也有相應(yīng)的提高。

（二）預(yù)壓法

1.堆載預(yù)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(yù)壓期，使地基預(yù)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(yù)壓法

在軟粘土地基表面鋪設(shè)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(fù)壓。隨著地基中氣和水的抽出，地基土得到固結(jié)。為了加速固結(jié)，也可采用打砂井或插塑料排水板的方法，即在鋪設(shè)砂墊層和土工薄膜之前打砂井或插排水板，達(dá)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(yīng)力，使有效應(yīng)力增加，從而使地基得到預(yù)壓。這實(shí)際上是通過降低地下水位，靠地基土自重來實(shí)現(xiàn)預(yù)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(bǔ)充而從陰極的井點(diǎn)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(jié)壓密，強(qiáng)度提高。電滲法還可以配合堆載預(yù)壓用于加速飽和粘性土地基的固結(jié)。

（三）壓實(shí)與夯實(shí)法

1.表層壓實(shí)法

采用人工夯實(shí)，低能夯實(shí)機(jī)械、碾壓或振動碾壓機(jī)械對比較疏松的表層土進(jìn)行壓實(shí)。也可對分層填筑土進(jìn)行壓實(shí)。當(dāng)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(jìn)行壓實(shí)，使土體得到加固。

2.重錘夯實(shí)法

重錘夯實(shí)就是利用重錘自由下落所產(chǎn)生的較大夯擊能來夯實(shí)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(qiáng)夯

強(qiáng)夯是強(qiáng)力夯實(shí)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(fù)多次夯擊地面，地基土中的顆粒結(jié)構(gòu)發(fā)生調(diào)整，土體變?yōu)槊軐?shí)，從而能較大限度提高地基強(qiáng)度和降低壓縮性。

一般在大型強(qiáng)夯施土前，都應(yīng)選擇面積不大于400平方米的場地進(jìn)行典型試驗(yàn)，以便取得數(shù)據(jù)，指導(dǎo)設(shè)計(jì)與施工。

（四）擠密法

1.振沖密實(shí)法

利用專門的振沖器械產(chǎn)生的重復(fù)水平振動和側(cè)向擠壓作用，使土體的結(jié)構(gòu)逐步破壞，孔隙水壓力迅速增大。由于結(jié)構(gòu)破壞，土粒有可能向低勢能位置轉(zhuǎn)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(biāo)號樁等)

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

3.夯擊碎石樁(塊石墩)

利用重錘夯擊或者強(qiáng)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(fù)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(fù)合地基。也可以用這種方法形成擋土結(jié)構(gòu)或防滲結(jié)構(gòu)。

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(yīng)用特制的深層攪拌機(jī)械將固化劑送入地基土中與土強(qiáng)制攪拌，形成水泥(石灰)土的樁(柱)體，與原地基組成復(fù)合地基。水泥土樁(柱)的物理力學(xué)性質(zhì)取決于固化劑與土之間所產(chǎn)生的一系列物理、化學(xué)反應(yīng)。固化劑的摻入量及攪拌均勻性和土的性質(zhì)是影響水泥土樁(柱)性質(zhì)以至復(fù)合地基強(qiáng)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(chǎn)品，置于土體內(nèi)部、表面或各層土體之間，發(fā)揮加強(qiáng)或保護(hù)土體的作用。

2.土釘墻技術(shù)

土釘一般是通過鉆孔、插筋、注漿來設(shè)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(jié)摩阻力，與其周圍土體形成復(fù)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(jìn)行加固。土釘適用于地下水位以上或經(jīng)降水后的人工填土、粘性土、弱膠結(jié)砂土的基坑支護(hù)和邊坡加固。

3.加筋土

加筋土是將抗拉能力很強(qiáng)的拉筋埋置于土層中，利用土顆粒位移與拉筋產(chǎn)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(qiáng)整體穩(wěn)定。拉筋是一種水平向增強(qiáng)體。一般使用抗拉能力強(qiáng)、摩擦系數(shù)大而耐腐蝕的條帶狀、網(wǎng)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(xué)原理將能夠固化的某些漿液注入地基介質(zhì)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(xué)漿材如聚氨酯類、木質(zhì)素類、硅酸鹽類等。

（作者單位：許昌市職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

（編輯 劉麗娜）