軟土地基的性能特點(diǎn)及加固方法
信息摘要：常用的地基處理方法有:換填墊層法、強夯法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法、預壓法、加固法、真空預壓(塑料排水板法)、加固法和其他土工合成材料法。這里我詳細討論前五種方法。
一、軟基的概念和特點(diǎn)
1軟土的概念
軟土是指沉積在沿海地區、湖泊、沼澤、山谷和洪泛區的天然含水量高、孔隙大、壓縮性高、抗剪強度低的細粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、固結系數小、固結時(shí)間長(cháng)、擾動(dòng)大、透水性差的特點(diǎn)。軟土分層分布復雜，各層物理力學(xué)性質(zhì)差異較大。軟土包括淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土和飽和松散細砂和淤泥。這種土的工程特性較差，如何保證在軟弱地區建造的建筑物的穩定性和正常使用一直是一個(gè)重大的技術(shù)課題。
2軟土地基的特點(diǎn)
軟土地基是指壓縮層，主要由淤泥、淤泥質(zhì)土或其他高壓縮性土組成。地基處理是指對天然地基進(jìn)行加固和改良，形成人工地基，以滿(mǎn)足建筑物或構筑物對地基的要求，并保證其安全正常使用。建筑物的地基問(wèn)題包括以下三類(lèi):①地基的承載力和穩定性；②沉降、水平位移和不均勻沉降；③滲漏問(wèn)題。當天然地基存在上述三個(gè)問(wèn)題中的一個(gè)或幾個(gè)時(shí)，需要采取各種地基處理措施。
2、地基的處理
地基處理方法的原則是:堅持技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟合理、安全適用、保證質(zhì)量。對于具體工程，在選擇地基處理方法時(shí)，應綜合考慮場(chǎng)地的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、建筑物對地基的要求、建筑結構和地基的類(lèi)型、周?chē)h(huán)境條件、材料供應、施工條件等因素，經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟指標的比較分析，選擇Z佳的一種。須指出的是，地基處理的方法有很多種，每種方法都有一定的適用范圍、局限性和優(yōu)缺點(diǎn)。
常用的地基處理方法有:換填墊層法、強夯法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法、預壓法、加固法、真空預壓(塑料排水板法)、加固法和其他土工合成材料法。這里我詳細討論前五種方法。
1更換緩沖墊方法
適用范圍:淺層軟基和不均勻地基的處理。其主要作用是提高地基承載力，減少沉降，加速軟土層排水固結，防止凍脹，消除膨脹土的脹縮。
特點(diǎn):換填墊層法就地取材，工藝簡(jiǎn)單，不需要特殊的機械設備，能在一定程度上縮短工期。
施工工藝:墊層的施工方法、分層填筑厚度和每層壓實(shí)遍數應通過(guò)試驗確定。除與下臥軟土層接觸的墊層底面應根據施工機械設備和下臥土層的土質(zhì)情況確定外，一般情況下，墊層的分層攤鋪厚度應為200 ~ 300 mm..為保證分層壓實(shí)質(zhì)量，應控制機械壓實(shí)速度，并注意基坑排水。除水搖法施工砂墊層外，不得在浸水條件下施工，必要時(shí)應采取措施降低地下水位。
2強夯法
適用范圍:強夯法設備簡(jiǎn)單，適用于填土、流失黃土、多層粉土的飽和軟粘土，或夯實(shí)時(shí)回填碎石、碎礫石、卵石等顆粒材料的地基。這種方法只能用于含水量較低的地基處理，通過(guò)降低土中的孔隙比，增加地基土的密實(shí)度，可以提高地基的承載力。
特點(diǎn):強夯法具有地基加固效果好、設備簡(jiǎn)單、施工方便、適用范圍廣、經(jīng)濟省料等優(yōu)點(diǎn)。
施工工藝:強夯前，取不同深度原狀土的天然密度、天然含水量、地基承載力、濕陷系數，做土的液塑限試驗。從經(jīng)過(guò)不同夯擊能量和夯擊次數處理的地基上取土樣，完成固結試驗和密實(shí)度試驗，完成不同深度的地基承載力試驗。根據試驗數據，確定了Z佳施工控制指標。施工時(shí)，預先估算強夯后可能出現的平均地面起伏，并以此確定地面標高，然后用推土機推平。當地面為細粒土，地下水位較高時(shí)，有時(shí)需要在表面鋪設砂、礫石或石塊，在地面形成堅硬層，用以支撐起重設備，保證機械的通行和施工。還可以增加地下水與地表之間的距離，提高夯實(shí)效率。
3水泥土深層攪拌法
基本原理:水泥與地基土通過(guò)深層攪拌原位形成整體性、水穩性、高強度的圓柱形、網(wǎng)格狀或連續狀水泥土加筋體，從而提高地基承載力，增加變形模量，減少沉降。水泥土攪拌樁處理地基時(shí)，應注意水灰比的確定，明確噴射混凝土基層的要求。噴射混凝土分段位置應位于樁長(cháng)的下部。為了驗證設計和施工，應進(jìn)行水泥土攪拌樁和復合地基的靜載試驗。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以Z大限度地利用原土，攪拌時(shí)沒(méi)有側向擠土，沒(méi)有振動(dòng)，沒(méi)有噪音。缺點(diǎn)是施工工藝嚴格。
軟土地基加固應采用“二噴三拌”的施工工藝，即機械就位、攪拌下沉、噴漿下沉、反復噴漿下沉、反復噴漿下沉、反復攪拌下沉、反復攪拌提升至孔口。
適用范圍:含水量高、承載力在120kPa以下的淤泥、淤泥質(zhì)土、軟土地基。
特點(diǎn):軟土與固化劑在深層地基中原位強制混合，經(jīng)過(guò)一系列物理化學(xué)反應硬化，凝結成高強度水泥加固體，與天然地基形成復合地基，提高土的穩定性和強度指標。同時(shí)施工周期短，效果好。
4高壓噴射灌漿法
適用范圍:處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、淤泥、砂土、人工填土和碎石土地基。當土基含有大量大粒徑石塊、大量植物根系或高有機質(zhì)時(shí)，其適用性應根據現場(chǎng)試驗結果確定。不適用于地下水流速過(guò)高，噴漿無(wú)法在注漿套管周?chē)痰那闆r。高壓旋噴樁處理深度深，除了用于地基加固外，還可用作深基坑或大壩的止水帷幕。目前Z大處理深度已超過(guò)30m。
5預壓法
適用范圍:處理淤泥、淤泥質(zhì)土、填土等飽和粘性土地基。按預壓方法分為堆載預壓法和真空預壓法。堆載預壓分為塑料排水帶或砂井地基堆載預壓和天然地基堆載預壓。當軟土層厚度小于4m時(shí)，可采用天然地基堆載預壓法；當軟土層厚度超過(guò)4m時(shí)，應采用塑料排水帶、砂井等豎向排水預壓方法。對于真空預壓工程，須在地基中設置排水井。預壓法主要用于解決地基的沉降和穩定。
在確定地基處理方案時(shí)，應選擇不同的方法進(jìn)行比較。對于復合地基，方案選擇是根據不同的土質(zhì)和設計要求，提高振幅，選擇合適的成樁工藝和加固材料。
3.軟土地基設計要點(diǎn)
在保證承載力、降低壓縮性、保證地基穩定、減少地基不均勻沉降的前提下，軟基設計還應考慮上部結構、地基和基礎的共同作用。必要時(shí)，應采取有效措施加強上部結構的剛度和強度，以增加建筑物對地基不均勻變形的適應能力。根據地基處理的目的(如解決穩定或變形問(wèn)題)、應用要求(如工后沉降和差異沉降)、結構類(lèi)型、荷載大小等。，并結合地形地貌、土壤條件、地下水特征、周邊環(huán)境、鄰近建筑物等因素，選擇Z佳處理方案。
對于選定的地基處理方法，宜根據建筑地基的設計等級，選擇有代表性的場(chǎng)地進(jìn)行相應的現場(chǎng)試驗，并進(jìn)行必要的試驗，以檢驗設計參數和加固效果，為施工質(zhì)量檢驗提供相關(guān)依據。
對于處理后的地基，當根據地基承載力確定地基底部面積和埋深時(shí)，需要對地基承載力特征值進(jìn)行修正；當應力范圍內仍有軟弱下臥層時(shí)，應驗算軟弱下臥層的地基承載力。對于承受較大水平荷載或建在斜坡上的建(構)筑物，以及鋼制油罐和堆場(chǎng)，地基處理后應進(jìn)行地基穩定性計算。地基處理后，建筑物的地基變形應滿(mǎn)足現行相關(guān)規范的要求，并在施工期進(jìn)行沉降觀(guān)測，必要時(shí)在使用期繼續觀(guān)測，以評價(jià)地基加固效果，作為使用和維護的依據。復合地基的設計應滿(mǎn)足建筑物承載力和變形的要求，復合地基承載力特征值應通過(guò)現場(chǎng)復合地基載荷試驗確定，或結合加筋載荷試驗結果和周?chē)馏w承載力特征值結合經(jīng)驗確定。
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