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摘要:本文分析了软土及软土地基的特点,详细地介绍了几种软土地基处理的方法和施工方案,包括强夯法、换填法、水泥搅拌桩法和碎石桩法等等,以提高软土地基的强度,确保建筑物的安全和正常使用,提出了软土地基处理方法现存的一些问题。
关键词:软土地基;处理方案;选择
软土一般是指占土样重量的50%以上且直径不大于0.1mm的颗粒。它们生成的条件是:静水或缓慢水流、多有机质、缺氧,一般与粉砂和泥炭交错沉积[1]。其大部分是饱和的,液限小于天然含水量,含有机质,孔隙比不小于1。绝大部分的软土层于全新世的中晚期生成,也有生成较早的,这些软土层一般都是埋在密实的硬土层之下。因为是由粉土粒组和粘土粒组组成软土的主要成份,并含一些有机质,所以其孔隙比大,含水量高。软土还有一些特点就是透水性差、抗剪强度低、压缩性较高、具有明显的结构性和流变性。
一、基本概述
1、以软土为主,与泥炭、粉砂等一些其它土层相间而成的地基就叫软土地基。当然也存在几十米、上百米厚度,但土质较均匀的软土地基。靠自然界力生成的地基是软土地基主要形式,吹填土、弃土及山间填土地区的地基或滨海围涂造地有时也是其形式。对软土地基的分类和类型概略判断标准都在规范中有所提及。在给出软土地基定义时指出:软土地基要按施工状况及填方形状而异,在有必要时,判断能否按软土地基来处理的程序为:应该在充分研究构造物和填方的形式、种类、规模、地基特性的基础上,再来判定,而不能仅仅按地基条件来确定。
2、软土地基处理的一般原则 对于新建工程,应该首先确定土质是什么样的,应首先考虑是否可以利用天然地基,对于性能稳定的工业废料和冲填、杂填建筑垃圾,当密实度和均匀性较好时,均可利用作为地基持力层;对于工业废料等杂填土和有机质含量比较多的生活垃圾,没有经过专业处理是不宜作为地基持力层的;对于淤泥和淤泥质土应利用地基持力层应是其上覆较好的上层土,若上覆土层较薄,应注意在施工时,不要扰动淤泥和淤泥质土,若地基不能满足建筑物的要求,则应该对地基进行处理[2]。其处理的目的实改善压缩层地基土的一些特性,这些特性包括压缩性、强度、动力特性、渗透性和特殊土地基特性,这样保证地基的稳定性、强度提高,压缩性降低,使得基础的不均匀沉降或沉降减少,从而能确保建筑物的正常使用和安全。
3、一般软土地基处理方法及施工方案
软土一般是不能直接作为天然地基使用的,是由于其具有压缩性大、含水量高、强度低、透水性差和变形稳定时间长等特点,需经过加固来处理荷载作用下引起的不均匀沉降或沉降。而导致路基变形、破坏的主要原因又是沉降,因此对软土地基处理是否恰当,不仅会直接影响道路的工程质量和使用性能,而且将进一步影响工程的投资。处理软土地基的方法有很多,其处理的目的都是使地基满足动力稳定性强度、变形和透水性的要求。
二、软土地基分析
土作为一种多孔介质,其物理性质对力学性质有着十分重要的影响,如软土的低抗剪强度就与其高含水量、高孔隙比有很大的关系,因此从土的物理性质往往能对土的力学性质做出一些粗略的估计。软土是自然历史的产物,是随着古地理、气候、沉积环境的变化而形成的。软土一般是指在滨海、湖泊、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度和承载力低的软塑到流塑状态细粒土,各地软土形成环境、年代等条件千差万别,其分布、厚度、性质各不相同,水方向有差异性、垂直方向也具不均匀性,所表现出的抗剪强度、压缩性、透水性等特性也不一样。软土地基是指压缩层主要由淤泥及淤泥质土、吹填土、杂填土或其它高压缩性土层组成的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆淤泥和淤泥质土是指在静水或缓慢的流水环境中沉积经生物化学作用形成的粘性土,含有机质,天然含水量大于液限。软土地基概念的扩大与延伸,指压缩层主要由承载力较低、压缩性不太高的亚粘土、饱和粘土、细砂及淤泥组成的地基,主要包括对不属于《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》中的含水量较高,孔隙率较大,抗剪强度较低,承载力差的粘性土、粉性土;对于有以上列出的软弱土以及相间有薄层砂土,卵、砾石层而总体地基强度不能满足人工构造物或路基基底强度要求的地层。实际相对来说软弱地基对公路的危害程度小于软土基地。
三、软土地基处理方法研究
在建筑工程中,建筑物的沉降及不均匀沉降的控制占据十分重要的地位。建筑物沉降的大小,一方面取决于荷载的大小与分布;另一方面取决于地基土的压缩特性。软土地基加固处理的目的是利用夯实、置换、排水固结、加筋等方法对地基土进行加固,以改善地基土的剪切性、压缩性、振动性和特殊地基的特征,使之满足上部拟建工程的要求。根据道路或上部建筑物(构筑物)对地基的各种要求和天然地基条件,可先确定需要进行地基处理的天然地层的范围及地基处理要求;根据天然地层的条件、地基处理的具体要求、地基处理方法的原理、应用经验、机具设备、材料条件,进行地基处理方案可行性研究,提出多种可行方案;软土地基常用的处理方法有深层搅拌法,强夯固结法,排水固结法(真空预压法、堆载预压法,真空联合堆载预压法)等。(1)置换:用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中部分或全部软弱土或不良土,形成双层地基或复合地基。这样一来,提高了地基承载力、减少沉降,适用于软弱土层位于地基表面且最大深度一般在3m,最大不超过5m的情况。(2)排水固结:土体在一定荷载作用下固结,孔隙比减小,强度提高,以达到提高地基承载力,减小工后沉降。(3)灌入固化物:向地基中灌入或拌入水泥,或石灰,或其他化学固化材料在地基中形成复合土体,以进行地基处理。(4)振密、挤密:采用振动或挤密的方法使土体密实,提高地基承载力和减少沉降。主要包括:表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密砂桩法、挤密碎石桩法(括振冲挤密碎石桩、振动沉管挤密碎石桩、冲锤成孔挤密碎石桩和一千振成孔碎石桩等)、孔内夯扩挤密桩法、爆破挤密法、土桩和灰上桩、以及夯实水泥土桩法等。(5)加筋:在地基中设置强度高、模量大的筋材,以达到提高地基承载力、减少沉降的目的。强度高、模量大的筋材可以是钢筋混凝土,低强度混凝土,也可以是土工合成材料等。(6)冷热处理:通过冻结,或焙烧、加热地基土体改变土体物理力学性质以达到地基处理的目的,主要包括:冻结法、烧结法。对提出的各种方案进行技术、经济、进度等方面的比较分析,考虑环保要求,初步确定采用一种或几种地基处理方法,视需要进行现场试验或补充调查;进行地基处理施工设计、地基处理施工,通过监测、质量检验、反分析,对不符合要求或未达到预期目的的进行设计修改、补充,符合要求的就可作为人工地基进行下步工作。
结语
本文对通过对不同软土地基处理方法的作用机理、适用范围等方面进行归纳总结,可更好的指导软土地基工程施工。对软土地基常用处理方法的加固机理,适用范围,施工工艺等方面进行研究分析可推广应用于其他工程项目。针对软土地基加固处理工程特点,建立软土地基处理方案多属性决策模型,对软土地基处理方案进行优选,这对类似软土地基工程的处理及监测具有一定的借鉴意义。
参考文献
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论文作者:范久振
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/8/27
标签:地基论文; 土地论文; 强度论文; 压缩性论文; 淤泥论文; 方案论文; 含水量论文; 《城镇建设》2019年第12期论文;