特殊土质地基处治技术研究

2015-08-15李玲珑毕节职业技术学院贵州毕节551700

江西建材 2015年18期

■李玲珑 ■毕节职业技术学院，贵州毕节 551700

1 换土垫层法

1．1 换土垫层法的机理

换土垫层将地基基础下方的软弱土层或不良土层采用强度较高的砂、砾石、粉煤灰、石渣、矿渣等材料分层替换，再采用机械或人工等施工方法采用分层压、夯、振动等施工方式，使之达到设计规定要求的密实度。垫层由于其自身的特殊性，能够使其有效扩散地基基底压力，不断提高地基的承载力大小，从而使得地基及房屋的沉降量减少，能快速使软弱土层不断排出水，使土体产生固结，进一步防止地基受冻胀破坏影响，最终消除膨胀土自身的的胀缩作用等。该施工方法适用于各种软弱土和山区的特殊不良地基的浅层处理方式。该法优点是施工工艺速度快，适合处理开挖深度较浅的特殊不良地基，但如果特殊不良土相对较深时，导致其土方开挖工作量相对较大，综合比较分析该方法不是优选对象。

以素性土为垫层的基础主要施工工艺是将垫层以下部分区域的软体土层采用机械挖除，回填较好的素土采用机械压实面，该技术方法适合于处理软土、湿陷性黄土和杂填土地基，该法简单、工程造价也相对低，但承载力相对低，稳定性时间较长，该方法仅适合地基上部建筑荷载相对较小，允许其差异沉降可较大的地基。

土石混垫层是采用土石混合物分层回填，相对素性土回填承载力大小有所提高，适合加固软弱地基和山区需进行处治理的软硬地基。灰土垫层是将石灰、土按设计比例进行混合搅拌，在含水量最优配置情况下，施工按照分层的方式，将土体进行回填并采用机械压实，当垫层的压实强度、水稳定性、抗渗透性等各项指标满足设计规范要求时，再在搅拌物中加1～4m厚的软弱土、湿陷黄土、杂填土等。砂和砂砾石垫层，是将砂和砂砾石混合物，经过分层压实，不断增强地基的持力层，并通过持力层的扩散效应作用，使地基中的压应力不断降低，地基的变形量也随着不断减少，因此地基垫层中的排水作用更为明显，下部土层的固结效果也明显。

1．2 施工工艺

夯实地基施工法施工工艺，按照常规可大致分重锤夯实法和强夯实法。

(1)重锤夯实法。利用吊车等机械将夯锤吊到设计高度后，再落下，然后重复上次动作夯击基土表面，使地基表面形成比较密实的基础。该施工工艺采用轻型机械设备，施工技术方案简单，施工成本较低，但需要进行在施工场地布设大量的点，采用机械夯击的次数也是比较多，因而，导致了工程的施工周期也就相对较长，同时机械夯击释放的能量相对小，土体中的空隙水比较难以去除，因而，该施工方法加固地基影响深度也是相对有限的，尤其是地基中的土壤含水量比较高时，更容易使地基土出现如橡皮土，因此施工过程更为复杂，适合地下水位相对较浅，一般控制在0.8m以下。

(2)强夯法。强夯法是用吊车将夯锤吊到6m～30m高空，让其自由落下，夯锤在与地面接触时，产生强大的冲击波，冲击波产生的冲击应力压缩地基土体中的空隙，使土体产生液化作用，地基土中的颗粒由于应力作用，重新排列达到新的平衡而固结，最终使地基承载力得到提高的机理，该方法其实是压缩地基的加固工艺，因此，该方法特别适合加固深层地基。

适用于加固碎石土、砂土、低饱和土、粘性土、湿陷性黄土、高填土、杂土等，可用于防止粉尘及粉砂的液化，消除或降低大孔土的湿陷性等级;对于高饱和度相对较高的淤泥、软粘土等，可进行水下施工。

2 挤密桩

振动沉管挤密砂砾石桩是在机器的振动作用下，在软基土中预埋沉套管至划定的设计深度，挤密套管四周土体形成挤密孔，然后以砂砾石作为散体质料，向沉管中灌输砂砾石，在振动下将砂砾石挤压入土中，多次重复后达到设计深度和直径的密实砂砾石桩，桩与桩间土形成复合地基。

振动沉管挤密砂砾石桩采用的机械十分的简单、施工过程操作也方便、施工造价相对低、施工工艺完成速度快，且对自然环境没有污染等优点。因此，随着科技的不断进步，该施工工艺成为了最经济、可靠的施工方法。

加固机理是振动沉管挤密砾石桩复合地基法，是采用置换和挤密的方法将砾石等施工材料通过机械强行挤压入孔中，并形成直径很大的密实桩体且与沉管挤密砾石桩之间的土体承载荷载，使得软弱地基的强度和刚度得到提高。

砂性土在振动力作用下地基土体的体积最少可减少20%以下，使地基土体的沉降量产生相对较大的沉降。振动沉管挤密砾石桩加固砂性土地基的目的是提高地基土承载力、减小变形量和增强抗液化性，其加固机理具有挤密、振密、排水减压和预振等四个作用。

非饱和的粘性土采用地基沉管施工技术能使地基土体产生较好的挤密作用，成桩过程中饱和粘性土地基，由于粘性土渗透性较小而灵敏度大，使地基内的超孔隙水压力不能有效消除，因而地基土的挤密效果也相对较差。另外，因为粘粒之间的结合力及粘粒、离子、水分子构成的均衡系统，在挤压和振动等猛烈的扰动受到破坏，孔隙水压力急剧升高，土体强度下降，压缩性增大，地基土的强度会逐步提高，孔隙水压力也会向桩体转移并逐步消失，土体有用应力增加，使地基强度提高。

3 碎石桩法

该施工方法在处理特殊的软弱地基是一种比较相对经济、简单且十分有效的施工技术方法。对于比较松散的砂土地基，可采用机械作业挤压法、振动法等施工作用，使土体的地基达到设计要求的密实度，使地基的承载力得到不断提高;该桩的施工机器是十分的常规普遍，其作业工艺流程也相对简单，现场施工环境卫生保护较好，可为工程的造价成本节省不少水泥、钢筋，能做到就地取材，降低工程的施工成本，因此在当前该施工技术应用是较为广泛。

加固机理:(1)将带活瓣桩尖的桩管沉入土体，将桩管四周土体第一次挤密凝结;(2)碎石桩体的空隙多，上下层贯通了排水通道，土体中的水渗流到碎石桩体内，使土体获得第二次排水固结。

该施工技术适合于特殊的软弱地基和普通建筑物地基的加固处理技术，其对各地基土层的加固处治效果是:松散的砂土处治效果最为明显，施工作业影响范围最大，素填土、杂土、粉土次之，淤泥粉质粘土由于渗透系数小，空隙水压力难消除，因而短期内加固效果不明显，需持续一段时间才能逐步恢复和提高。由于震动的作用，对灵敏度高的软粘土，天然结构受扰动后，土体强度降低，压缩系数增大，压缩模量降低，因此短期内难以恢复，处治效果相对较差;可采用砂石桩做置换饱和性粘性土的地基进行处理。