摘要:本文首先分析了軟土地基的分類及工程特性,然后論述了軟土地基的特點(diǎn),最后詳細(xì)的探討了各種軟土地基處理方法的適用條件、優(yōu)缺點(diǎn)等重要因素。隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,在軟土地基上進(jìn)行工程建設(shè)已非常普遍。本文在此提出了自己的觀點(diǎn)和看法。
關(guān)鍵詞:軟土地基; 工程特性; 加固處理; 方法比較;
前言
地基與建筑物的關(guān)系非常密切。地基雖不是建筑物本身的一部分,但它在建筑中占有十分重要的地位。地基問題的處理恰當(dāng)與否,不僅直接影響建筑物的造價,而且直接影響建筑物的安危,即它關(guān)系到整個工程的質(zhì)量、投資和進(jìn)度,因此其重要性已愈來愈多地被人們所認(rèn)識。
一、軟土的分類及工程特性分析
軟土是指強(qiáng)度低、壓縮高的軟弱土層,其主要由粘粒及粉粒組成,常呈絮狀結(jié)構(gòu),并含有有機(jī)物。 《巖土工程勘測規(guī)范》(GB50021-2001)規(guī)定:天然孔隙比大于或等于 1.0,且天然含水量大于液限的細(xì)粒土應(yīng)判定為軟土,主要包括淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭、泥炭質(zhì)土等。淤泥和淤泥質(zhì)土等軟土一般是第四紀(jì)后期在濱海、湖泊、河灘、三角洲、冰瑣等地質(zhì)環(huán)境下沉積形成的,其中還有部分沖填土和雜填土。 這類土大部分是飽和的,含有機(jī)質(zhì),天然含水量大于液限。
1、 軟土的分類。一是淤泥與淤泥質(zhì)土: 天然孔隙比大于 1.0. 當(dāng)天然孔隙比大于1.5 時 ,稱為淤泥 ,天然孔隙比大于 1.0 而小于 1.5 時 ,則稱為淤泥質(zhì)土。二是泥炭與泥炭質(zhì)土: 泥炭和泥炭質(zhì)土有機(jī)質(zhì)含量 Wu 一般為10% 2、軟土的工程特性。軟土的性質(zhì)與地基土的成層構(gòu)造、沉積年代、成因類型有密切關(guān)系。 不同年代和成因的軟土,其物理性質(zhì)指標(biāo)可能相近,但作為地基,工程性質(zhì)卻可能相差很大。一是含水量較高。 因為軟土的成分主要是由粘土粒組和粉土粒組組成,并含少量的有機(jī)質(zhì)。粘粒的礦物萬分之二為蒙脫石、高嶺石和伊利石。 這些礦物晶粒很細(xì),呈薄片狀,表面帶負(fù)電荷,它與周圍介質(zhì)的水和陽離子相互作用,形成偶極水分子,并吸附于表面形成水膜,在不同的地址環(huán)境下沉形成各種絮狀結(jié)構(gòu)。 因此這類土的含水量比較高。二是透水性差。 軟土的滲透系數(shù)一般在 1×106~1×108cm/s 之間 ,所以在荷載作用下固結(jié)速度很慢。 當(dāng)?shù)鼗杏袡C(jī)質(zhì)含量較大時,土中可能產(chǎn)生氣泡,堵塞滲流通道而降低其滲透性。 所以在軟土層上的建筑物基礎(chǔ)的沉降拖延很長時間才能穩(wěn)定,同樣在荷載作用下地基的強(qiáng)度增長也是很慢的。三是壓縮性交高。 一般正常固結(jié)的軟土層的壓縮系數(shù)約為 0.5~1.5MPa,壓縮指數(shù)約為 0.35~0.75。 天然狀態(tài)的軟土層大多數(shù)屬于正常固結(jié)狀態(tài),但也有部分是屬于超固結(jié)狀態(tài),近代海岸灘涂沉積為欠固結(jié)狀態(tài)。欠固結(jié)狀態(tài)土在荷載作用下產(chǎn)生較大的沉降。超固結(jié)狀態(tài)土,當(dāng)應(yīng)力未超過先期固結(jié)壓力時,地基的沉降很小。四是流變性強(qiáng)。 在荷載的作用下,軟土承受剪應(yīng)力的作用產(chǎn)生緩慢的剪切變形,并可能導(dǎo)致抗剪強(qiáng)度的衰減,在主固結(jié)沉降完畢之后可能繼續(xù)產(chǎn)生可觀的次固結(jié)沉降。 二、地基處理的目的 地基處理的目的是利用換填、夯實、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學(xué)等方法對地基土進(jìn)行加固,用以改良地基土的工程特性。(1)提高地基的抗剪強(qiáng)度(2)降低地基的壓縮性(3)改善地基的透水特性(4)改善地基的動力特性(5)改善特殊土的不良地質(zhì)特性地基處理的對象是軟弱地基和特殊土地基。 三、軟土地基處理方法比較 在現(xiàn)代建筑設(shè)計中,地基處理問題已廣泛受到重視。地基處理不是局限于基礎(chǔ)持力層,而是整個基礎(chǔ)下影響范圍內(nèi)的壓縮層。因此地基處理時應(yīng)尋找合理的加固深度、簡便的施工方法以達(dá)到經(jīng)濟(jì)快速合理。而軟土地基地處理是其中的薄弱環(huán)節(jié)。因為軟土地基中土的孔隙比大,含水量高,滲透性差,強(qiáng)度低,這類地基在外力的作用下會引起沉陷,產(chǎn)生不均勻沉降等問題,因此必須改善其地基變形與穩(wěn)定條件,使土的孔隙減小,提高土的密度,使土粒更好地膠結(jié)在一起。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,工程技術(shù)的不斷進(jìn)步,軟土地基的處理方法也有較大發(fā)展和豐富。 根據(jù)軟土地基處理的原理不同劃分,軟土地基處理方法主要分為六大類,分別為排水固結(jié)法、振(擠)密法、置換及拌入法、灌漿法、加筋法、冷熱處理法。每種方法都有其各自的優(yōu)點(diǎn),在某些具體的環(huán)境和條件下具有不可替代性,同時,每種方法都不可避免的存在各自的缺點(diǎn)和局限性。 因此 ,在實際的工程建設(shè)中,方案的設(shè)計者,應(yīng)該充分的考慮工程所在地的自然環(huán)境、地理條件、地質(zhì)條件及周邊的環(huán)境,同時還要考慮到工程建設(shè)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性問題,選用合適的地基處理方法,揚(yáng)長避短,最大限度的達(dá)到地基處理設(shè)計效果,減少資源消耗,節(jié)省成本,減少對周圍建構(gòu)物以及環(huán)境的影響和破環(huán)。 四、結(jié)論 各種軟土地基處理方法有各自的機(jī)理和適用范圍,每種方法都有其優(yōu)缺點(diǎn),在選擇處理方法是,須根據(jù)地質(zhì)條件、上部荷載類型、使用要求,對周圍環(huán)境的影響、材料供應(yīng)狀況、施工條件以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等因素綜合考慮,最終要達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全使用、質(zhì)量可靠的目標(biāo)。軟土地基處理方案的比選,可以按下列步驟進(jìn)行: 1、準(zhǔn)備工作 : 根據(jù)實際工程的狀況和需要 , 搜集詳細(xì)的工程地質(zhì)、水紋地質(zhì)及地基及基礎(chǔ)的設(shè)計資料。 2、初選方案 :根據(jù)結(jié)構(gòu)類型 、荷載大小及使用要求 ,結(jié)合地形地貌、地層結(jié)構(gòu)、土質(zhì)條件、地下水特征、周圍環(huán)境和周圍建筑物等因素,初步選定擊中可以考慮的處理方案。 3、方案比選 : 對初步選定的各種地基處理方案 , 分別從處理效果、材料來源及消耗、機(jī)具條件、施工進(jìn)度、環(huán)境影響等方面進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和比較。 根據(jù)安全可靠、施工方便、經(jīng)濟(jì)合理等原則,因地制宜的選擇最佳的處理方案。 4、進(jìn)行現(xiàn)場試驗和試驗性施工 :對已選定的軟土地基處理方法,應(yīng)按建筑物重要性和場地復(fù)雜程度,在有代表性的場地上進(jìn)行相應(yīng)的現(xiàn)場試驗和試驗性施工,并進(jìn)行必要的測試,以驗算設(shè)計參數(shù)和檢驗處理效果。如達(dá)不到設(shè)計要求時,應(yīng)查找原因、采取措施或修改設(shè)計以達(dá)到預(yù)期的效果。不同的軟土地基采用不同的處理方法,依據(jù)各種軟土地基處理法的原理,結(jié)合實際工程的地質(zhì)條件、交通條件、施工條件和建設(shè)費(fèi)用等合理的選擇適當(dāng)?shù)牡鼗幚矸椒ǎ@得最優(yōu)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。 五、結(jié)語 軟土地基的各種處理方法,在實際工程中,要針對具體的地基問題,采取相應(yīng)的處理措施,確保基礎(chǔ)堅固是建筑物安全的根本保證,而且工程技術(shù)人員必須經(jīng)常深入施工現(xiàn)場,及時發(fā)現(xiàn)和識別所存在的問題,正確采用相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)可靠的措施加以處理,并不斷地總結(jié)工程勘察和地基處理工作中地實踐經(jīng)驗,使軟土地基地承載力得到更進(jìn)一步的提高,更好地保證建筑物的安全。 參考文獻(xiàn): [1]馮忠居.基礎(chǔ)工程[M].北京:人民交通出版社,2001. [2]甄曦.水泥攪拌樁處理軟土路基的試驗分析 [J]. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報 ,2005