软弱土地基处理方法探究
2015-02-02吴忠联
摘 要:现在软弱土地基开始出现在越来越多重要的建设工程中,甚至是复杂的工业厂房建设,在工程实践作用下,软弱土的地基处理技术得到飞速发展,处理途径和方法日益增多,在拟建工程和已建工程中都广泛使用着地基处理技术。文章是作者针对软弱土的地基处理所陈述的自己看法。
关键词:软弱土地基;地基处理;办法
如果不对软土地基做任何的处理,往往很难甚至是不能承受因软土地基很低的承载力所引起的对较大建筑物的荷载。所以,当在软土地基上进行建筑物修建时,一定要高度重视对地基变形的考察,注意地基的稳定性,合理的处理软土地基。进行地基处理的主要目的是使地基土工程性质得到改善,以符合建筑物在地基稳定以及地基变形上的要求。其中,地基处理主要由改善地基土的渗透性以及变形性,增强地基抗剪强度及抗液化的能力,排除其他因素的不利影响。
1 常见的地基处理方法
1.1 碾压法与夯实法
在修路和筑堤以及地基表层加固等工程中最为常见的处理方法就是碾压和夯实,通过这种处理方法,能够大大减小填土或者地基表层的疏松土中的空隙体积,提高土的密实度,降低其压缩性,最后使地基的抗剪强度和地基承载能力大大提高。
1.1.1 机械碾压法。机械碾压法是利用压路机、羊足碾、平碾、振动碾等碾压机械特地基土压实。
1.1.2 振动压实法。在砂土的处理以及炉灰、炉渣和碎砖等形成的杂填土地基上的处理通常使用此方法,通过扳动地基表面将浅层的松散土振实。
1.1.3 重锤夯实法。使用一定标准重量的夯锤通过起重机械升到一定高度,再自然下落,重复进行夯击使地基加固。夯击后的地基表层土体,其密实度会大大增加,进而表层地基承载能力也相应得到提高。重锤夯实同样可以使湿陷性的黄土表层更密实,减少湿陷性;减少杂填土的不均匀性。
1.1.4 强夯法。将80~300kN的夯锤通过起重机械吊到6~30米的高度,再让夯锤自由下路,这种对地基超强冲击的强力夯实也叫动力固结法。通过这种强夯的方法来降低地基压缩性,提高地基承载力,目前是我国最常用且最经济的一种深层地基的处理方法。
1.2 换土垫层法
1.2.1 换土垫层法的原理。通常将一定地基下深度的软弱土挖去,再利用较高强度的砂、灰土和碎石等材料回填土坑,并做夯实处理。常用的垫层有:砂垫层、砂卵石垫层、碎石垫层、灰土或素土垫层、煤渣垫层、矿渣垫层以及用其他性能稳定、无侵蚀性的材料做的垫层等。
1.2.2 垫层的设计要点。设计垫层时,不仅要考虑建筑物对所操作地基的变形和稳定的要求,还要考虑经济合理原则的要求。以断面厚度和宽度的合理掌控为设计的主要内容,要求被剪切破坏了的软弱土层能被足够厚度的垫层置换,而且保证有足够的垫层宽度,避免垫层挤出两侧。
1.2.3 施工要点。确保垫层密实度的标准性,通常采用振动法和水撼法以及根压法来进行密实处理。选择任何方法都必须控制含水量和分层铺砂的厚度,逐层进行振密和压实,下层密实度完成检验合格再进行对上层的施工。保证垫层砂料的良好压实性,并使砂料不均匀系数控制在5以上,最后是中粗砂。允许均匀的在砂中掺进适量的碎石。在开挖基坑进行铺设垫层中,严格遵守对软弱土层的保护,避免对其扰动,破坏环境底土结构。及时回填开挖后的基坑,避免基坑过久的暴露和浸水等问题的出现,禁止对坑底践踏。对于碎石垫层,要求先在坑底铺砂垫层,防止在土中挤进碎石。
1.3 排水固结预压法
排水固结须压法是利用地基排水固结的特性,通过施加顶压荷载,并增设各种排水条件,以加速饱和软粘土固结发展的一种软土地基处理方法。根据固结理论,粘性土固结所需时间与徘水距离的平方成正比。因此,為了加速土层的固结,最有效的方法是增加土层的排水途径,缩短排水距离。
1.4 桩基法
当淤土层较厚,难以大面积进行深处理,可采用打桩办法进行加固处理。而桩基础技术多种多样,早期多采用水泥土搅拌桩、砂石桩、木桩,目前很少使用,一是水泥土搅拌桩水灰比、输浆量和搅拌次数等控制管理自动化系统未健全,设备陈旧,技术落后,存在搅拌均匀性差及成桩质量不稳定问题;二是砂石桩用以加固较深淤泥软土地基,由于存在工期长,工后变形大等问题,已不再用作对变形有要求的建筑地基处理;三是民用建筑已禁用木桩基础。
钢筋混凝土预制桩(钢筋混凝土桩和预应力管桩)目前由于具有较强承载力,投资省,质量有保证,施工速度快等特点,得到普遍运用。
淤土层较厚地基处理还可以采用灌注桩,打灌注桩至硬土层,作承载台,灌注桩有沉管灌注桩和冲钻孔灌注桩,但两种方法灌注桩还存在一些技术难题,一是沉管灌注桩在深厚软土中存在桩身完整性问题;二是冲钻孔灌注桩存在泥浆污染问题,桩身混凝土灌注质量,桩底沉渣清理和持力层判断不易监控等问题。
1.5 灌浆法
利用气压、液压或电化学原理将能够固化的某些浆液注入地基介质中或建筑物与地基的缝隙部位。灌浆浆液可以是水泥浆、水泥砂浆、粘土水泥浆、粘土浆及各种化学浆材如聚氨酯类、木质素类、硅酸盐类等。
1.6 加筋法
加筋土是将抗拉能力很强土工合成材料埋置于土层中,利用土颗粒位移与拉筋产生摩擦力,使土与加筋材料形成整体,减少整体变形和增强整体稳定。
2 软弱地基局部处理
局部地基加固处理是工程建设中不可缺少的环节,这样不仅能提高工程质量,而且能缩短工程进度。操作中要求先对局部地基出现的异常进行原因和范围的查明,再根据实际情况选择合适的处理方法,保证各部位沉降量相一致,减少不均匀的地基沉降。
2.1 松土的处理
处理较小范围的松土坑一般选用先挖出软土再回相近的填压缩性材料的办法。如果是砂土,就选择砂或是级配砂石来回填土坑,同时分层洒水,然后根据不同性质的土和范围,以不同比例构成的灰土进行分层夯实,或者用平板振捣器进行振密。往往利用配置钢筋的办法来提高地基上部刚度。
2.2 砖井和土井的处理
如果出现基槽中央是砖井,内填土已密实良好的情况,需要把砖圈放低在槽下一米处,再用一定的灰土夯实到槽底,如果井直径在一米半以上,则用上部结构刚度提高的方法,在墙内用钢筋做地基,保证地基梁能跨越砖井。如果井位于基础转角处,可以做加固处理,同时采用回填方法进行处理。
2.3 局部范围内硬土处理
桩基周围遇到坚硬的土质,需要对硬土做局部处理,通过把旧的墙基和老灰土以及大树根等挖掉,降低地基不均匀沉降的发生,这样也可以避免建筑物的开裂,给建筑物的质量带来一定的保证。
2.4 管道处理
槽底周围出现的水管道,为防止漏水引起地基的侵蚀,要采取一定的措施,避免地基不均匀沉降。如果槽底下有管道,需要先把管道清理,或是降低基础局部,让管道从基础墙中穿过。但需要防止建筑物出现下沉造成对管道的破坏。
2.5 橡皮土的处理
如果地基土是含水分较多的粘性土,需要对这部分粘性土先做夯排工作,使之形成橡皮土。然后再对橡皮土进行处理,一般采用晾槽和白灰沫的办法,来降低土中的含水量。如果地基出现颤动的情况,要把土全部挖除,再回填一定的砂土,消除地基颤动。
3 结束语
为应对各种高大型建筑所需,进行不良地基的改良和处理是一个重要的工程项目。处理软弱地基时,应该根据拟建的区域地基所处的土成分和力学的性质等来做不同的处理,以确保工程的质量,提高经济和社会效益。
参考文献
[1]黄绍铭,高大钊.软土地基与地下工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.
[2]马小峰.浅谈软土地基处理方法[J].山西建筑,2008.
[3]杨峰.软弱地基处理方法的运用[J].工程建设与档案,2003.
作者简介:吴忠联,身份证号:362401198310110511。