王清云
(福建巖土工程勘察研究院有限公司廈門分公司,福建 廈門 361004)
軟土表示谷底、沙灘、湖泊、濱海所沉積的具有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,具高壓縮性、低承載力與抗剪強(qiáng)度低的軟塑至流塑狀態(tài)細(xì)粒土。一般情況下,若e 為(1.0-1.5)時,則表示為淤泥質(zhì)土,由淤泥質(zhì)粘土與淤泥質(zhì)粉土組成;若e 超過1.5,表示為淤泥。若土的燃灼量為(5%-60%),且e 超過1.5,則表示泥炭質(zhì)土;若土的燃灼量超過60%,且e 超過5,則表示泥炭。隨著現(xiàn)代建筑業(yè)發(fā)展以及施工工藝進(jìn)步,在施工中遇到軟土地基時常存在,根據(jù)擬建物荷載及結(jié)構(gòu)安全等級和工程重要性結(jié)合場地內(nèi)軟土工程地質(zhì)條件選擇相應(yīng)經(jīng)濟(jì)可行地基處理方案,按地區(qū)工程建設(shè)經(jīng)驗:采用淺層處理方法和深層處理方法。
軟土基礎(chǔ)在施工過程中,常用的一類技術(shù)為換土法,地基換土法廣泛應(yīng)用于具有坍塌的濕陷性軟土與埋深淺淤泥中,軟土層較薄也可采用此方法進(jìn)行處理,具有顯著的效果。若軟土地基比較厚,應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際情況進(jìn)行適當(dāng)開挖,避免因地基換土而引發(fā)變形[7]。常用換填材料有:砂墊層、砂石級配墊層、碎石層、灰土層、煤渣墊層等,其次換填墊層必須滿足寬度和厚度要求,且厚度一般不宜大于3m。寬度b,=b+2ztgθ。θ-換層壓力擴(kuò)散角、z-墊層厚度、b-基礎(chǔ)底面寬度、b,-換填墊層底面寬度。處理后地基承載力100-200kpa。
Z/b 中砂、粗砂、礫卵石、礦渣 粉質(zhì)粘土、粉煤灰 灰土 6 23 28 0.25 20 ≥0.50 30
強(qiáng)夯法表示為了促進(jìn)軟弱地基承載力有效提高,利用重錘的自身作用,在一定高度處下樓,使得地基可迅速固結(jié),又名為動力固定法。強(qiáng)夯法具有較多優(yōu)點,例如:使用土類廣、加固效果好、施工方便、施工期短、設(shè)備簡單、施工費用低、節(jié)省勞力、施工文明、節(jié)約材料等優(yōu)點,但對周邊環(huán)境產(chǎn)生振動影響較大,應(yīng)做好防震措施,如挖防震溝等,在世界各地迅速傳遍。強(qiáng)夯法除了不適用于厚層淤泥與淤泥質(zhì)土層以外,對部分類型軟土進(jìn)行強(qiáng)夯具有顯著效果。對土性質(zhì)進(jìn)行分析,地基土孔隙比大小、粒徑級配、含水量決定了軟土的強(qiáng)夯效果。強(qiáng)夯參數(shù)如何確定應(yīng)根據(jù)加固效果和軟土性質(zhì)綜合考慮,如加固有效影響深度H 可初步采用梅那公式M-夯錘重(t)、h-落距(m)夯擊次數(shù)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試夯來確定,遍數(shù)一般2-3 遍,間隔時間一般3-4 周。
取砂、石渣、建筑土頭等壓縮性低、強(qiáng)度高、易壓實、透水性好等的材料作持力層,將原軟土挖除,具有價格便宜、操作簡單、就地取材等優(yōu)點。該方法直接在場地軟土表面覆蓋一層土質(zhì)好的材料并經(jīng)壓實后滿足復(fù)合地基承載力要求。墊層厚度一般1-2m。
加載法分為堆載預(yù)壓法和真空預(yù)壓法,是利用預(yù)先堆積荷載增加壓力,使得土體的固結(jié)應(yīng)當(dāng)首先完成,有助于促使地基土的承載力提高;另外,若軟土厚度為4m 以內(nèi)時,可應(yīng)用天然預(yù)壓法進(jìn)行處理,若軟土厚度為4m 以上時,可應(yīng)用堆載預(yù)壓與豎向排水相結(jié)合的方法;豎向排水可選用砂井、袋裝沙井、塑料排水帶,其中普通沙井直徑約為300-500,袋裝沙井的直徑約為70-120,用塑料排水帶代替砂井或袋裝砂井時,排水帶當(dāng)量換算直徑,其中d 表示直徑,δ-塑料排水帶寬度,b 表示塑料排水帶寬度。預(yù)壓荷載大小應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求確定;預(yù)壓荷載頂面范圍應(yīng)當(dāng)與建筑物的外緣輪廓相等,甚至更大。地基強(qiáng)度決定了加速率,若天然土地基強(qiáng)度能夠使得預(yù)壓荷載下的地基穩(wěn)定性有關(guān)要求得到滿足時,可通過一次性加載,或者分級主次加載。一旦前期預(yù)壓荷載作用下地基土強(qiáng)度的增強(qiáng)情況能夠使得下一集荷載地基穩(wěn)定性有關(guān)眼球得到滿足,便可加載。
真空預(yù)壓:必須設(shè)置排水豎井,如果不采用排水豎井,真空預(yù)壓效果極差。
在如今的房屋建設(shè)施工中,地基處理為常見應(yīng)用技術(shù)之一,在應(yīng)用此技術(shù)時,往往會出現(xiàn)一些無法避免的問題。加固體的強(qiáng)度是由置換程度、地基土質(zhì)與噴射壓力決定。正常情況下,不同土質(zhì)抗壓強(qiáng)度存在差異,其中軟土為5-10Mpa,砂礫土、砂土為8-20Mpa。單樁豎向承載力RA=ηfcuAp 或Ra=up
復(fù)合地基承載力fapk=m Ra/Ap+β(1-m)fak。水泥攪拌樁廣泛應(yīng)用于正常固結(jié)的素填土粘性土、粉土、飽和黃土、淤泥質(zhì)土、淤泥等地基的處理中,同時在無流動地下水飽和松散砂土處理中具有顯著作用。加固體形狀可分為柱狀、壁狀、格柵狀或塊狀。
軟土基礎(chǔ)在施工工程中,常用的一種方法為灌漿法。通過應(yīng)用灌漿法,科學(xué)有效的鞏固土體軟淤泥,同時有效提升土體承載性能。在實際的灌漿操作過程中,應(yīng)當(dāng)控制好氣壓與液壓,并將其灌入土體架構(gòu)。近年來,在灌漿法操作中,常采用的材料類型包括黏土、砂水泥漿、化學(xué)砂漿,另外灌漿應(yīng)用材料還有聚氨酯灌漿、硅酸鹽、特有木質(zhì)素,在施工過程中,應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況科學(xué)選擇;這種壓力灌漿一般采用分層壓力施工方法:從下部開始逐步向上進(jìn)行,控制好壓力及每分鐘注漿量。
拋石擠淤法常見于低洼地帶,特別是常年積水,此類房建在排水施工作業(yè)中十分困難,具有較薄的表土層,表現(xiàn)為流動狀態(tài),另外,部分片(塊)石能夠在底部泥沼下沉,又或者在厚度為3cm 以內(nèi)的軟土路段下沉。拋石擠淤法對所使用的片(塊)石大小有一定要求,粒徑超過30cm,若存在部分粒徑為30cm 內(nèi)的片石,其含量也應(yīng)當(dāng)?shù)陀诳偤?0%。在施工時,由地基路面開始,向前拋投并向兩側(cè)依次展開,由兩側(cè)將所存在的淤泥擠出,在重型壓路機(jī)的作用下,反復(fù)碾壓,壓實為止,并在上面使用反濾層進(jìn)行鋪設(shè),隨后填土碾壓。拋石擠淤法是一種效果顯著的加固方法;主要適用于道路施工。
排水固結(jié)法在淤泥、淤泥質(zhì)土及軟可塑飽和粘土中較為適用,可處理軟土地基,其排水系統(tǒng)包括豎向排水體與水平排水砂墊層,具有地基原有排水邊界條件的改變作用,可使地基孔隙水排水距離縮短,促進(jìn)軟土基礎(chǔ)的固結(jié)過程加快。對于豎向排水,往往選擇塑料排水板或者袋裝砂井,在施工之前,使用厚砂墊層(厚度為30cm)鋪設(shè),橫坡為3%-4%,隨后在施工時將排水體豎向。
水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基處理方法具有地理處理效果好、施工條件方便、使用范圍廣、形成碎石樁承載力高、質(zhì)量比較有保證等優(yōu)點,具有非常廣泛的應(yīng)用范圍,此技術(shù)逐漸發(fā)展成為當(dāng)前最為成熟、普及的軟基礎(chǔ)處理方法。在上世紀(jì)八十年代,由中國建筑科學(xué)研究院的院士帶領(lǐng),開展該地基處理技術(shù)有關(guān)討論,并實施了大量的實踐、試驗分析。經(jīng)過幾十年的應(yīng)用實踐與研究探索,水泥粉煤灰碎石樁技術(shù)獲取了顯著成就,適用于細(xì)砂土、粘土、淤泥、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)土等地層。
在房屋建設(shè)施工過程中,在處理軟土基礎(chǔ)方面具有較多方法,只有科學(xué)選擇與合理運用軟土基礎(chǔ)處理方法,才可確保房屋建設(shè)順利進(jìn)行。因此,房建施工時,施工方需結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況與工程情況,科學(xué)選擇方法,確保選擇經(jīng)濟(jì)可行施工方案,如此一來,便可有助于軟土基礎(chǔ)更好的處理。