郭曉東
軟土是指天然空隙比大于或等于1.0,且天然含水量大于液限的細粒土。包括淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭、泥炭質(zhì)土等,分類標準見下表。
表軟土的分類標準
軟土的成因類型一般分為:濱海沉積(濱海相、瀉湖相、溺谷相和三角洲相);湖泊沉積(湖相、三角洲相);河灘沉積(河漫灘相、牛軛湖相)和湖沼沉積。
觸變性:原狀土受到振動或擾動破壞后,土體顆粒結(jié)構(gòu)遭到改變,導致強度降低,呈流動狀態(tài)。因此建筑物基礎(chǔ)容易發(fā)生側(cè)向滑動、沉降變形以及基礎(chǔ)下土體開裂擠出等現(xiàn)象。
流變性:軟土地基長期在上部荷載及剪應力作用下,會產(chǎn)生排水固結(jié)變形和剪切破壞變形。因此對建筑物基礎(chǔ)沉降有較大影響,對邊坡和地基穩(wěn)定性不利。
高壓縮性:軟土壓縮系數(shù)大,屬高壓縮性土。因此置于軟土地基上的建筑物易產(chǎn)生大規(guī)模沉降。
低強度:軟土的不排水抗剪強度通常小于20kPa,因此軟土地基的承載力極低,由軟土組成的邊坡穩(wěn)定性很差。
低透水性:軟土的天然含水率高,但透水性很差,一般具微~極微透水性。對地基排水固結(jié)時間有很大影響,導致軟土地基上建筑物沉降持續(xù)時間長,常在10年以上。
不均勻性:由于沉積形成環(huán)境的變化而導致軟土由微細的和高分散的顆粒組成。例如三角洲及河漫灘相軟土層常夾有粉砂薄層或透鏡體,呈微層理結(jié)構(gòu),水平滲透性大于垂直滲透性;湖泊及沼澤相軟土常在淤泥或淤泥質(zhì)土層中夾有薄層或以透鏡體形式存在的泥炭或泥炭質(zhì)土。建筑物基礎(chǔ)置于其上后易產(chǎn)生不均勻沉降變形。
墊層法:是指在軟土地基表層上鋪設(shè)特殊材料,并夯壓密實,再在其上修建基礎(chǔ)。一般選用堅硬、較粗粒徑的砂石等高透水性材料作為排水墊層,從而加速地基的排水固結(jié),提高地基強度。該方法適合于軟土層較淺,荷載要求不大的建筑物。
置換法:是指將基礎(chǔ)面以下一定深度范圍內(nèi)的軟土層挖除,用砂、碎石、礫石、灰土、素土、石渣、礦渣等強度較高的材料分層換填夯實,達到到設(shè)計要求的密實度,從而提高持力層的承載力,減少地基沉降量。該方法適用于軟土層較淺,施工運行后沉降量不大的地基處理。
預壓排水固結(jié)法:主要由加壓和排水兩部分系統(tǒng)組成。是指在工程建造之前,用堆土或其他荷載對地基進行預壓,從而改善地基土原有排水邊界條件,讓其產(chǎn)生沉降固結(jié),從而使地基土的密實度得到有效提高,增加地基土的固結(jié)和強度,使建筑物基礎(chǔ)沉降提前完成。該法適用于飽和態(tài)的軟土地基處理。
注漿加固法:主要包括灌漿法、高壓噴射注漿法和水泥土攪拌法。
灌漿法是指將某些能固化的漿液利用液壓、氣壓或者電化學原理注入到地基的介質(zhì)中,或者注入到地基結(jié)構(gòu)和建筑物的縫隙部位,對加固淤泥軟土地基層有突出的效果。
高壓噴射注漿法是指利用鉆機將水泥土漿液噴入預定土層,使?jié){液與破壞的土混合,形成水泥土增強體,以達到地基土層固化的目的。其主要適用于淤泥和淤泥質(zhì)土的地基處理。
水泥土攪拌法是指通過特制的攪拌機械將作為固化劑的水泥和地基中的軟弱土體強制拌和,產(chǎn)生一系列物理、化學反應,使軟土硬結(jié),增強地基土強度,因而達到地基處理的目的。
樁基法:現(xiàn)一般采用鋼筋混凝土預制樁 (鋼筋混凝土樁和預應力管樁)由于具有較強承載力、投資省、質(zhì)量有保證、施工速度快等特點,從而得到普遍運用;針對軟土層較厚地基處理還可以采用灌注樁,樁端置于硬土層上,灌注樁有沉管灌注樁和鉆孔灌注樁。該法適用于軟土層較厚的地基處理。
以上的分析結(jié)果是基于規(guī)范的理論分析方法,軟土地基處理的根本目的是使地基中軟土層的實際強度得到進一步提高,從而使建筑物地基的穩(wěn)定性得到保障,滿足沉降變形的要求,所以還需要對巖土工程中軟土地基處理方法進行更加深入的研究。根據(jù)不同的實際情況采用合適的處理方案,從而達到良好的處理效果。