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摘要:自上世纪八十年代以来,在进行建筑施工的过程中遇到的需要进行加固处理的不良地基逐渐增多,从而便给地基处理技术提出了更高的要求。对淤泥质软土进行地基处理的主要目的就是通过提高软土的强度来保证地基的稳定性,对软土地基的实际压缩性进行降低,从而对淤泥质软土的不均匀沉降等问题进行有效控制,确保其上建筑工程的安全性和使用寿命。
关键词:岩土工程;淤泥质;软土地基处理
一、软土地基的概念及特性
一般来说,软土地基是指含水量较高的土壤,承载能力较差,十分不利于施工单位进行施工,会给整个施工工程带来很大的麻烦。在市政工程进行施工的过程中,如果出现软土地基就成为施工过程中最大的问题,而这些情况一般分为以下几个方面:①承载能力弱。我们都知道,软土地基含水量较高,因此它的承载能力较弱。如果当外界施予的压力较大的时候,可能会出现地基完全损坏的情况;②下沉量多。因为软土地基里所包含的水分大多是天然水,因此地基的松散程度就比较大,如果没有及时对其进行相应的处理,那么可能会出现地基下沉的现象,尤其是当出现不均匀沉降时,整个施工过程都会受到影响,最严重的情况就是整个工程项目出现倾斜或者倒塌的情况;③压缩性高,因为软土地基的松散度很大,这也代表着它的压缩性会比其他种类的地基要强。如果施工过程不对其进行适当处理,就可能会出现基坑边坡变形。
软土地基的特征一般有以下几个方面:①孔隙比大,由于软土地基松散度高,土粒与土粒之间空隙大,因此孔隙比会比其他种类的土体大;②含水率高,很多沿海或沿河地区地下水丰富,局部降雨量大,导致土体中含有大量的天然水,因此形成软土地基;③压缩性强,由于软土地基的含水率和孔隙比都比一般土体要大,因此其整体的负荷能力较差,在有外部压力进行挤压时,孔隙变小,体内水流出,因此体积会迅速压缩,因此如果在这样不稳定的地基上建设道路或者桥梁的工程,就很可能会造成上部结构的开裂或沉降;④透水性弱,因为软土地基本身体内就含有大量的水分,因此当地基上部有降雨或者养护地基的施水情况发生时,下部无法吸收水分,以致于上部水滞留在土地表面无法排走,形成滞水;⑤抗剪强度弱,地质情况发生变化时会导致断层带或软土层的出现,因此在地基上部承受不均匀的负荷时,很容易产生断裂的现象,并早上上部结构的一定破坏;⑥变动灵敏性强,在地基内含有大量水分及气泡。
二、淤泥质软土的物理力学性质
淤泥和淤泥质土统称为淤泥质软土,这是一种在沿海及沿河地区分布较为广泛的特殊性岩土,由于其含水量较高等性质使其作为工程建筑地基时表现的非常软弱和不稳定,故俗称软土。现有规范规定,当粘性土的天然含水量大于液限并且孔隙比大于15时,均属于淤泥范畴;当粘性土的天然含水量大于液限,孔隙比在10~15之间时,均属于淤泥质土的范畴。淤泥质软土根据粘土颗粒的组成情况可以分为淤泥质粘土合淤泥质亚粘土等不同的类别。淤泥质软土最大的物理力学性质如上所述,主要为孔隙比大、含水量高、土层强度低、固结时间长、渗透性差、变形程度大、具有流变性、触变性和不均匀性。因此对于在淤泥质软土发育的地区进行的工程活动比较容易引发强烈的不均匀沉降、滑动变形、地基或边坡失稳等严重的工程地质灾害。现将通过原位试验和室内试验两方法进行结合,对场地进行勘察,而判别出的淤泥质软土地基土层的物理力学性质指标推荐值列举如下(表1)。
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表1淤泥质土物理力学性质指标推荐值
三、淤泥质地基处理方法在岩土工程中的应用
在对淤泥质软土的结构性质进行分析之后可以知道,淤泥质地基的处理方法直接影响着岩土工程的整体质量,根据岩土工程特点和规模的不同,需要采用不同的淤泥质地基处理方法,以此来提升地基的稳定性,其主要处理方法体现在这样几个方面:
1、首先是桩基法
桩基法适用于一些淤泥层比较厚,不能对其进行大规模处理的岩土工程,包括一些中小型的水工建筑物等,在对这些类型的岩土工程进行淤泥质地基处理的过程中,为了提高地基的稳定性,减少施工流程,可以在所需要处理的淤泥质地基中进行打桩,以此来提高地基的稳定性,由于该地区中淤泥的厚度比较厚,其实际结构性质无法全面的进行确定,无法进行大面积的地深处理,在这样的情况下,可以将灌注桩作为承载台,将灌注桩打进硬土层当中,以此来维持地基的稳定。在实际施工的过程中,首先需要对该区域中淤泥质软土的基本特性进行确定,并且以此来对泥浆指标进行合理的控制,使其充盈系数保持在1.4左右。在另外一个方面,在利用桩基法对淤泥质软土地基进行处理的过程中,由于淤泥的深度影响,很容易出现沉桩问题,针对这样的问题,首先需要对打桩的实际过程进行全程监控,根据桩身的实际情况,来对其垂直度进行随时调整,防止桩架与地面的不垂直导致桩身的倾斜角度过大,所以说在实际的施工过程中,需要对桩身入土的速度、桩结构的倾斜角度和起吊的支点进行把握,并且根据实际情况来对锤击的次数进行控制,防止桩身出现断裂的现象。最后,为了保证桩基法的整体质量,在打桩的过程中涉及到的施工工序较高,对工艺要求也较高,这就需要保证实际工程地质勘查报告的真实性和准确性,并且对设计取值过程中的影响因素进行排除。
2、换土法
换土法适用于岩土工程中结构较为复杂的淤泥质软土地基处理,在这些淤泥质软土当中,常常存在着一些杂填土和暗沟,这些不良地质现象属于浅层处理施工,其淤泥的厚度一般保持在4m左右,施工处理涉及范围较小,在这样的情况下,就可以采用换土法,将准备好的沙壤土、灰土、粗砂和水泥土等,利用沉井基础的方法来对淤泥质软土进行替换,完成整个地基的处理。
3、灌浆法
灌浆法主要是采用一定压力的气压或者液压,根据淤泥的主要性质制备相应的水泥浆液,并且将其注入到地基介质或者建筑物与地基结构的缝隙当中,以此来增强地基的稳定性。这样的灌浆法对于加固淤泥软土地基层具有非常明显的效果,其中最为常见的浆液包括水泥砂浆、水泥浆和粘土水泥浆等。
4、排水固结法
排水固结法是对淤泥质软土中的水分进行排除和加压,以此来对淤泥质软土的结构性质,使其趋于稳定,排水固结法主要由排水系统和加压系统等两个部分组成,排水系统主要是在岩土地基工程中设置排水体,根据地层自身的透水性来进行排水,根据实际水体的不同,排水系统主要包括砂井排水和塑料排水等两种模式。
5、加筋法
加筋法主要是在淤泥质软土地基当中加入一些特殊材料,根据所需要处理淤泥实际情况的不同,所选择的填充材料也有一定的差异,一般情况下包括土工合成材料,这些填充材料一般具有拉伸性强和摩擦系数大的特点,将这些填充材料或者拉伸材料设置在淤泥质地基土层当中,能够与土层形成统一的整体,增加水平方向的拉伸力,从而减少淤泥质软土的整体性变形,提高了淤泥质土层的稳定性,使地基发生侧向位移和沉降的现象大幅度减少,使地基的稳定性大幅提高。
结束语
综上所述,对淤泥质软土地基进行施工时,由于地基的本身性质会对工程施工产生一定的负面影响,所以在工程的设计与施工阶段,有必要对土壤进行适当的分析,随后选择有效的方法处理,最终实现较好的加固效果,最终满足岩土工程的施工要求。现如今,我国在如何对淤泥质软土地基的加固方面已经取得了有效的经验,但仍有必要继续在这一课题上进行深入研究,进而提供更高水平的质量与安全保证。
参考文献:
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[3]徐学文,杨媛.钉形水泥土双向搅拌桩在软土地基处理中的应用[J].工程建设计,20l3(01).
论文作者:李立选
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第15期
论文发表时间:2018/1/9
标签:淤泥论文; 地基论文; 土地论文; 孔隙论文; 土层论文; 含水量论文; 过程中论文; 《建筑科技》2017年第15期论文;