摘要:軟弱地基是指主要由軟粘土、有機(jī)質(zhì)土、飽和松砂土和淤泥質(zhì)土等地層構(gòu)成的地基。這種地基承載力低,壓縮性高,在軟弱地基上的建筑物往往會(huì)出現(xiàn)地基強(qiáng)度和變形不能滿足設(shè)計(jì)要求的問(wèn)題,因而常常需要采取措施,進(jìn)行地基處理。目前我國(guó)存在多種軟弱地基處理方法,常用方法有換填墊層法、強(qiáng)夯法、CFG樁、振沖法、預(yù)壓法、加筋法、灌漿法等。
關(guān)鍵詞:軟弱地基;軟基處理;復(fù)合地基
1.軟弱地基的概念及危害
1.1軟弱地基的概念
軟弱地基是指基本上未經(jīng)受過(guò)地形及地質(zhì)變動(dòng),未受過(guò)荷載及地震動(dòng)力等物理作用或土顆粒間的化學(xué)作用的軟粘土、有機(jī)質(zhì)土、飽和松砂土和淤泥質(zhì)土等地層構(gòu)成的地基。具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、固結(jié)系數(shù)小、固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、擾動(dòng)性大、透水性差等特點(diǎn)。
1.2軟弱地基的危害
軟弱地基由于其具有強(qiáng)度低,壓縮性高等特性會(huì)引起強(qiáng)度和穩(wěn)定性及變形等方面的問(wèn)題。
(1) 強(qiáng)度和穩(wěn)定性問(wèn)題。當(dāng)?shù)鼗目辜魪?qiáng)度不足以支撐上部結(jié)構(gòu)的自重及外荷載時(shí),地基就會(huì)產(chǎn)生局部或整體剪切破壞。它會(huì)影響建筑物的正常使用,甚至引起開(kāi)裂或破壞。
(2) 壓縮及不均勻沉降問(wèn)題。高壓縮性土的地基容易產(chǎn)生變形問(wèn)題。當(dāng)?shù)鼗谏喜拷Y(jié)構(gòu)的自重及外界荷載的作用下產(chǎn)生過(guò)大的變形,會(huì)影響建筑物的正常使用。特別是超過(guò)結(jié)構(gòu)物所能容許的不均勻沉降時(shí), 會(huì)引起建筑物地上主體墻體的開(kāi)裂甚至破壞。
2.軟弱地基的處理方法
2.1換填墊層法
換填墊層法是指將基礎(chǔ)下一定范圍內(nèi)的土層挖去,然后回填以強(qiáng)度較大的砂、砂石或灰土等,并分層夯實(shí)至設(shè)計(jì)要求的密實(shí)程度,作為地基的持力層。其主要作用是提高地基承載力,減少沉降量,加速軟弱土層的排水固結(jié),防止凍脹和消除膨脹土的脹縮。換填墊層法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、暗塘等淺層軟弱地基及不均勻地基。
換填墊層法的優(yōu)點(diǎn)是:施工方便,無(wú)需特殊機(jī)械設(shè)備,既能縮短工期,又能降低造價(jià),因此得到廣泛應(yīng)用。
2.2強(qiáng)夯法
強(qiáng)夯法是指為提高軟弱地基的承載力,用重錘自一定高度下落夯擊土層使地基迅速固結(jié)的方法,也稱動(dòng)力固結(jié)法。利用起吊設(shè)備,將重錘提升至高處使其自由下落,依靠強(qiáng)大的夯擊能和沖擊波作用夯實(shí)土層。強(qiáng)夯法用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。
對(duì)于飽和粘性土,強(qiáng)夯時(shí)易形成橡皮土。橡皮土是由于土料中的含水量高于規(guī)定壓實(shí)度所需含水量而產(chǎn)生的無(wú)法壓實(shí)的彈性土體。強(qiáng)夯形成橡皮土以后,不能再進(jìn)一步夯實(shí),因?yàn)闀?huì)越夯越軟,夯擊能大部分損失在側(cè)向隆起中,對(duì)深部的傳遞擠密很小,其承載力特征值一般小于80kPa。為此,在處理飽和粘性土地基時(shí),一般將強(qiáng)夯法和排水固結(jié)法結(jié)合起來(lái)使用,稱為動(dòng)力排水固結(jié)法。
強(qiáng)夯法具有地基加固效果顯著、設(shè)備簡(jiǎn)單、施工方便、使用范圍廣、經(jīng)濟(jì)易行等優(yōu)點(diǎn)。
2.3 CFG樁
CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡(jiǎn)稱,由水泥,粉煤灰、碎石、石屑和砂加水拌合形成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁,和樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基??捎糜谔幚碚承酝?、粉土、砂土和已自重固結(jié)的素填土等地基。對(duì)淤泥質(zhì)土應(yīng)根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。對(duì)可液化地基,可采用碎石樁和水泥粉煤灰碎石樁多樁型復(fù)合地基,達(dá)到消除地基土的液化和提高承載力的目的。
在復(fù)合地基的設(shè)計(jì)中,基礎(chǔ)與樁和樁間土之間設(shè)置一定厚度的散體粒狀材料組成的褥墊層,是復(fù)合地基的一個(gè)核心技術(shù)?;A(chǔ)下設(shè)置褥墊層,使樁和樁間土共同起承載作用。
2.4振沖法
振沖技術(shù)亦稱振沖法,依其加固松軟土的途徑、手法不同,可分為振沖擠密法和振沖碎石樁法。振沖碎石樁法是用振沖器在地基土中成孔,分段加入碎石并振密,由此在地基中形成大直徑的密實(shí)碎石樁體,形成樁體與樁間土共同工作的復(fù)合地基。使原松軟地基承載力大為提高,而沉降與不均勻沉降也將顯著減小。振沖碎石樁法主要適用于處理粘性土、粉土、砂土和回填土等地基,對(duì)于消除飽和砂土地基的地震液化作用效果顯著。
振沖碎石樁法效果好、速度快、適應(yīng)性廣,是一種投資較少而又可靠的地基加固處理技術(shù)。
2.5預(yù)壓法
預(yù)壓法適用于淤泥質(zhì)粘土、淤泥與人工沖填土等軟弱地基。預(yù)壓的方法有堆載預(yù)壓和真空預(yù)壓兩種。
(1)堆載預(yù)壓是指在地基上堆放重物(水、土、砂、石等)進(jìn)行分級(jí)加載預(yù)壓。為了加速厚層軟土的固結(jié),應(yīng)設(shè)法改善厚層軟土的排水條件。最常用的排水的方法是在地基中按一定間距作孔,孔內(nèi)填砂以形成砂井。然后在地面加鋪砂墊層加以溝通。
(2)真空預(yù)壓是在軟弱地基中設(shè)置豎向塑料排水帶或砂井,上鋪砂層,再覆蓋薄膜封閉,抽氣使膜內(nèi)排水帶、砂層等處于部分真空狀態(tài),排除土中的水分,使土預(yù)先固結(jié)以減少地基后期沉降的一種地基處理方法。
真空預(yù)壓法與堆載預(yù)壓法相比,具有無(wú)污染、低噪音、工期短、能耗小、投資省等特點(diǎn)。
2.6加筋法
加筋法通過(guò)在土層埋設(shè)強(qiáng)度較大的土工聚合物、拉筋、受力桿件等達(dá)到提高地基承載力,減小沉降,維持建筑物穩(wěn)定。加筋法分為加筋土法、錨固法、樹(shù)根樁法等方法。加筋土法適用于人工填筑的砂性土;錨固技術(shù)適用于天然地層或人工填土;樹(shù)根樁法適用于軟弱粘性土、雜填土等;加筋法土工聚合物適用于軟弱地基,或用作反濾、排水和隔水材料。
2.7灌漿法
灌漿法是利用氣壓、液壓或電化學(xué)的原理,把某些能固化的漿液注入天然的和人為的裂縫或孔隙,以改善各種介質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)。灌漿法的主要作用是提高抗?jié)B能力、降低孔隙壓力、堵截流水、提高力學(xué)強(qiáng)度、使發(fā)生不均勻沉降的建筑物恢復(fù)原位或減少其偏斜度。灌漿法適用于處理砂、砂礫石、粉細(xì)砂、軟粘土、雜填土、淤泥以及濕陷性黃土地基。
灌漿法施工工藝簡(jiǎn)單、造價(jià)低,加固作業(yè)快,但是注漿方向和質(zhì)量不易保證。
3.結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,可以了解到軟弱地基的相關(guān)概念、危害以及相應(yīng)的一些處理方法,了解了幾種方法的適用范圍及優(yōu)點(diǎn)。要綜合考慮適用范圍、工期、經(jīng)濟(jì)等因素,選用合理可行的地基處理方案。我國(guó)的地基處理技術(shù)發(fā)展很快,同時(shí)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,勢(shì)必會(huì)有越來(lái)越多的地基處理新技術(shù)涌現(xiàn)出來(lái)。
參考文獻(xiàn)
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