蔡瀅

摘 要：特殊性巖土是指在特定的地理環(huán)境或人為條件下形成的具有特殊的物理力學性質(zhì)和工程特征，以及特殊的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造的巖土。昌平地區(qū)常見的特殊性巖土主要有軟土和風化巖。本文通過結(jié)合部分工程實例，簡述了昌平地區(qū)常見的軟土、風化巖的基本特征，總結(jié)歸納了昌平地區(qū)針對此類特殊性巖土地基常用的地基處理方法，以此對昌平地區(qū)常見特殊性巖土地基的處理給予一定的參考。

關鍵詞：特殊性巖土；軟土；風化巖

1.緒論

特殊性巖土的分布普遍具有地域性特征。通過在昌平地區(qū)幾年的勘察工作發(fā)現(xiàn)，昌平地區(qū)常見的特殊性巖土主要有軟土和風化巖。其中軟土主要見于北七家鎮(zhèn)、東小口鎮(zhèn)、小湯山鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)局部地區(qū)，風化巖主要見于南口鎮(zhèn)、陽坊鎮(zhèn)、十三陵鎮(zhèn)等山區(qū)。

如果在上述特殊性巖土上修建建筑物，常規(guī)勘察設計的方法無法滿足工程要求，易導致建筑物的破壞，從而造成不必要的人員傷害和經(jīng)濟損失。為此，必須在巖土工程勘察和地基處理過程中，對其進行特殊的研究，以提高地基的強度，保證地基的穩(wěn)定性，減小建筑物沉降和不均勻沉降。

2 軟土地基

2.1 軟土的定義和特征

軟土的判別應符合下列要求：

1.外觀以灰色為主的細粒土；

2.天然含水量大于或等于液限；

3.天然孔隙比大于或等于1.0。

軟土的基本特征如下：（1）觸變性：軟土是絮凝狀的結(jié)構(gòu)性沉積物，原狀土在未受破壞時，常具有一定的結(jié)構(gòu)強度，但是一經(jīng)擾動，結(jié)構(gòu)破壞，強度會迅速降低或很快變成稀釋狀態(tài)；（2）流變性：是在一定的荷載持續(xù)作用下，土的變形隨時間而增長的特征；（3）高壓縮性：長久不易達到固結(jié)穩(wěn)定；（4）不均勻性：易使建筑物地基產(chǎn)生不均勻沉降；（5）抗剪強度低；（6）透水性差。

2.2 昌平地區(qū)軟土地基常用處理方法

（1）表層處理法

在原軟土層的頂面鋪筑一層材料，以改善其剪切特性、壓縮特性及透水特性，從而提高地基的穩(wěn)定性及承載力。

昌平地區(qū)常用的處理方法：砂墊層法。

（2）開挖置換法

利用物理力學性質(zhì)較好的巖土材料，置換天然地基中局部或全部軟弱土層，形成雙層地基或改良地基，從而達到提高地基承載力、減小沉降的目的。

昌平地區(qū)常用的處理方法：換土墊層法、拋石擠淤強夯置換法、振沖碎石樁法。

（3）排水固結(jié)法

可現(xiàn)在地基中設置砂井等豎向排水體，然后利用路基本身重量分級逐漸加載；或在建筑物建造前在場地上先行加載預壓，使土體中的孔隙水排出，逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，同時強度逐步提高。

昌平地區(qū)常用的處理方法：砂井法。

（4）灌入固化物

向土體中拌入或灌入水泥、石灰或其他化學固話漿材（水玻璃+氯化鈣漿液紙漿液如重鉻酸鹽類），在地基中形成增強體，以達到地基處理的目的。

昌平地區(qū)常用的處理方法：深層攪拌法。

（5）加筋法

在地基土中設置強度高、規(guī)模大的筋材，以達到提高地基承載力、減少建筑物沉降的目的。

昌平地區(qū)常用的處理方法：錨固法、樹根樁法、低強度混凝土樁復合地基法、鋼筋混凝土樁復合地基法。

2.3 工程實例

（1）工程概況：擬建項目為市政管線工程，場地位于昌平區(qū)北七家鎮(zhèn)，定泗路南，涉及北京市地形圖（1：10000）I-2-7至I-3-7幅。

設計污水圓管：D=400～2400mm，擬采用混凝土圓管，整體采用開槽施工明挖法施工，局部與水源九廠路交匯處使用頂管法施工，預計基地壓力100kPa，污水管道埋深約6m。

（2）地層土質(zhì)概況：場地內(nèi)地基土較復雜，自上而下分為5大層。依次為：①大層填土層，以粉土～粉質(zhì)粘土填土為主，局部表層有薄層雜填土；②大層為粉土和粉質(zhì)粘土互層，局部自然地面下4.5～6.2m處有灰黑色的②4層泥炭質(zhì)粘土，地基承載力標準值僅60kPa；③大層為細中砂，地基承載力標準值達180kPa；④大層為粉土和粉質(zhì)粘土互層；⑤層為粉質(zhì)粘土。局部軟土（②4層泥炭質(zhì)粘土）所在地層情況詳見圖1：

圖1 市政管線項目局部剖面圖

（3）處理方法：②4層泥炭質(zhì)粘土強度不滿足要求，考慮到該土層厚度不大，且下臥層（②2層粉土、③層細砂～中砂地基承載力標準值均為180kPa）是良好的持力層，建議采用換土法處理。需將②4層泥炭質(zhì)粘土全部挖除換填，建議換填材料選用級配砂石，要求換填前對換填材料做擊實試驗，換填時分層夯實并取樣做試驗，控制壓縮系數(shù)≥0.97。

（4）處理效果：處理后的地基承載力標準值按180 kPa考慮，管線在施工過程中一直進行沉降觀測，現(xiàn)已竣工，沉降量及沉降差均符合規(guī)范要求，處理效果良好。

3 風化巖地基

3.1 風化巖的定義和特征

巖石在風化營力作用下，其結(jié)構(gòu)、成分和性質(zhì)已產(chǎn)生不同程度的變異，應定名為風化巖。風化巖常按風化程度分為：微風化巖石、中等風化巖石、強風化巖石和全風化巖石。隨著風化程度的加強，組織結(jié)構(gòu)被破壞的程度越大，巖體越易破碎。

昌平地區(qū)常見多為土巖組合地基。土巖組合地基又叫巖土不均勻地基，巖土混合地基，是指建筑物地基（或被沉降縫分割區(qū)段的建筑地基）的主要受力層范圍內(nèi)，下臥基巖表面坡度較大，或部分地段直接有基巖、大塊孤石、石芽出露的地基。土巖組合地基因下臥巖層起伏不平，土層在平面、空間方向受力皆不均勻，從而會導致地基變形不均勻，場地穩(wěn)定性差。

3.2 昌平地區(qū)常用的地基處理方法

（1）褥墊層法

由于巖層表面起伏不平，其變形條件對建筑物極為不利，故在建筑物基礎與巖石接觸的部位設置一層褥墊層，從而調(diào)整地基的壓縮性，以減少巖石與基礎相接處部位的集中應力。常用的褥墊層材料有：中粗砂、土夾石、灰土等材料。褥墊層的厚度宜取300～500mm。

（2）換土法

對于土巖組合地基，或建筑物基礎埋深較淺且?guī)r層上覆土層土質(zhì)較差的場地，也可采用換土法進行地基處理?；廴炕蚓植块_挖至風化巖層后進行換填處理，分層碾壓到設計基礎底標高，分層取樣試驗，開挖時需按換填厚度適當擴大四周換土范圍。

（3）沉降縫法

對于巖層上覆土層厚度差異較大的場地，特別是土巖組合地基，在地基壓縮量相差較大的位置設置沉降縫是常用的處理方法。沉降縫的設置需要結(jié)合建筑物的平面形狀、基礎類型、地基土質(zhì)及荷載條件等因素，一般在下列部位設置：a、建筑平面的轉(zhuǎn)折部位；b、高度差異或荷載差異處；c、建筑結(jié)構(gòu)或基礎類型不同處；d、長高比過大的砌體承重結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的適當部位； e、分期建造的房屋的交界處。

（4）大直徑人工挖孔灌注樁法

對于下臥基巖表面坡度較大的地基多采用大直徑人工挖孔灌注樁。人工挖孔樁即用人力挖土、現(xiàn)場澆筑的鋼筋混凝土樁。人工挖孔樁開口直徑一般最小也在800mm以上，視樁長、擴底直徑等因素來確定，樁底嵌入風化巖層深度在500mm以上。

4.結(jié)論

近年來，隨著北京市北部地區(qū)建設規(guī)模的不斷擴大，昌平地區(qū)的加速發(fā)展，對巖土工程勘察的要求也越來越嚴格。一些特殊性巖土的勘察工作也必須引起巖土勘察工作者的高度重視。

筆者結(jié)合一些相關工程實例，并借鑒類似地區(qū)已有工程經(jīng)驗，歸納了昌平地區(qū)常見處理軟土地基、風化巖（土巖組合）地基的幾種有效處理方法。在不同的情況下，必須根據(jù)工程特點和場地特征因地制宜的確定地基基礎處理方案，從建筑要求、工期、施工條件和經(jīng)濟效益等各方面綜合考慮采取最優(yōu)措施，在保證建筑物安全可靠和正常使用的前提下，應盡量提高地基處理后的質(zhì)量，減少處理范圍，降低造價，縮短工期，以取得最優(yōu)的技術效果和經(jīng)濟效果。

參考文獻

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