淺談軟地基分類與處理
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淺談軟地基分類與處理
【摘 要】軟基礎(chǔ)是強(qiáng)度低、高壓縮性土，以及其它不良的軟土地基。由于軟土地基的物質(zhì)組成、成因及存在環(huán)境不同、結(jié)構(gòu)構(gòu)造不同。不同的軟地基的性質(zhì)也各不相同。
【關(guān)鍵詞】地基處理；方法；分類
1 軟弱地基分類
1.1軟土
軟土是第四紀(jì)后期形成的陸相和海相沉積。如陸相沉積：三角洲沉積、湖相沉積、河相沉積；海相沉積：淺海沉積、濱海沉積、濱淺海沉積、淺海沉積和深海沉積。主要成分是淤泥和淤泥質(zhì)土，它們是在靜水或近似靜水的環(huán)境中沉積的，并經(jīng)生物化學(xué)作用形成的比較疏散的土層。軟土具有一下特點(diǎn)：
（1）含水率較高，軟土的天然含水率在35%——80%左右。
（2）壓縮性比很高，壓縮性系數(shù)一般為0.5mpa-1至1.5mpa-1，有時(shí)更高。
（3）天然軟土的抗壓及剪切強(qiáng)度低。
（4）滲透系數(shù)小，一般滲透系數(shù)為1x10-6cm/s— 1x10-8cm/s.
（5）觸變形：軟土為絮凝結(jié)構(gòu)，具有觸變形。一旦受到擾動(dòng)，強(qiáng)度就會(huì)很快降低，隨后強(qiáng)度有慢慢的恢復(fù)。
（6）流變性：軟土具有緩慢而長(zhǎng)期的流變形。
1.2沖填土
沖填土是水利沖填泥沙而形成的。一般是高壓泥漿泵將河道底部泥沙通過輸泥管排到地面而形成的大片沖填土層；它具有以下特征：
（1）組成成分隨物質(zhì)來(lái)源而變化，粗細(xì)及礦物成分都各不相同。
（2）沖填土含水率較大，一般都大于液限。
1.3雜填土
雜填土是由建筑垃圾、生活垃圾和工業(yè)廢料等堆積而形成的。它具有以下特征：
（1）不均勻性。
（2）填土齡期一般較長(zhǎng)，土層越密實(shí)；新近雜填土，處于欠壓密狀態(tài)。
（3）雜填土遇水后往往產(chǎn)生濕陷和潛蝕。
2地基處理
由于天然地基種 類繁多、地質(zhì)情況千差萬(wàn)別、土層堅(jiān)硬程度各不相同；因而此處地基處理是針對(duì)很軟的天然地基，不能滿足地基承載力和變形的設(shè)計(jì)要求，必須經(jīng)過人工處理后才能滿足承載要求而展開的工作。
軟地基處理的目的是利用換土、夯實(shí)、擠密、排水、膠結(jié)、加筋等方法對(duì)地基進(jìn)行加固，用以改良地基土的力學(xué)性質(zhì)和工程特征。主要表現(xiàn)在一下幾個(gè)方面：
（1）提高地基的抗剪切強(qiáng)度；
（2）降低地基的壓縮性；
（3）改善地基的透水特性：
（4）改善地下水的動(dòng)力特征；改善特殊土層的不良地基特征
2.1地基處理方法分類
對(duì)于軟土地基處理的基本方法主要有換土、夯實(shí)、擠密、排水、膠結(jié)、加筋等方法對(duì)地基進(jìn)行加固等方法。常用地基處理方法的原理、作用和適用范圍。
2.1.1換填墊層法
先挖除淺層軟土或不良土，回填砂、碎石、粉煤灰、土等類別的墊層，然后進(jìn)行分層灑水碾壓或夯實(shí)。換填土法可以提高持力層的承載力，減少沉降量，消除或部分消除土的濕陷性和脹縮性，防止土的凍脹作用和改善土的抗液化性。因此常常采用機(jī)械碾壓、平板振動(dòng)進(jìn)行施工。
該方法常用于基坑面積較大和開挖土方量較大的回填土方量，一般適用于處理淺層軟土層與低洼區(qū)域的地基填筑。一般處理深度為2米至3米。
2.1.2夯實(shí)法
就是采用機(jī)械夯實(shí)或人工夯實(shí)的辦法，在地基中產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊和應(yīng)力，迫使深層土液化或動(dòng)力固結(jié)，使土體密實(shí)，用以提高地基承載力和減小沉降，消除土的濕陷性，脹縮性和液化性。
該方法的優(yōu)點(diǎn)是：施工深度快，施工質(zhì)量容易保證，經(jīng)過處理后的土質(zhì)較為均勻，造價(jià)低，可處理大面積地基。適用于處理碎石土、素填土、雜填土、砂土、粉土、粘土及濕陷性黃土。
2.1.3排水固結(jié)法
該方法就是軟土地基在附加載荷的作用下，逐漸排除空隙水，使空隙率減小，產(chǎn)生固結(jié)變形。在這個(gè)過程中，隨著土體超靜空隙水壓力的逐漸消散，土的有效壓力增加，地基抗剪強(qiáng)度相應(yīng)增加，并使沉降提前完成或提高沉降速度。
排水固結(jié)法主要是由排水和加壓兩個(gè)系統(tǒng)組成。排水可以利用天然土層本身的透水性，也可以設(shè)置砂井、袋裝砂井和塑料排水板之類的豎向排水體。加壓主要是地面堆載法、真空預(yù)壓法和井點(diǎn)降水法。為加固軟粘土，在一定條件下，采用電滲排水井點(diǎn)也是合理而有效的。該方法適用于處理厚度較大的飽和軟土和沖填土地基，但是對(duì)于厚度較大的泥炭層要謹(jǐn)慎對(duì)待。
2.1.4樁土復(fù)合地基法
就是以砂、碎石等材料換軟土，與未固結(jié)部分形成復(fù)合地基，達(dá)到提高地基強(qiáng)度的目的。常用方法有：
2.1.5碎石樁法
利用一種單向或雙向振動(dòng)的沖頭，邊噴高壓水流邊下沉成孔，然后邊填入碎石邊振實(shí)，形成碎石樁。樁體和原來(lái)的粘性土構(gòu)成復(fù)合地基，以提高地基承載力和減少沉降。
該方法適用于處理砂土、粉土、粉質(zhì)粘土、素填土和雜填土等地基。對(duì)于處理不排水坑剪切強(qiáng)度不小于20kpa的飽和粘性土和飽和黃土地基，應(yīng)在施工前通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)確定其適用性。
2.1.6石灰樁法
在軟地基中采用機(jī)械成孔，填入作為固化劑的石灰并壓實(shí)成樁體，利用生石灰的吸水性、膨脹性和放熱性以及石灰的物理化學(xué)作用，改善樁體周圍土體的物理力學(xué)性質(zhì)，同時(shí)樁與土形成復(fù)合地基，達(dá)到地基加固的目的。該方法適用于處理素填土、雜填土、飽和粘性土、淤泥質(zhì)等地基。
2.1.7水泥粉煤灰碎石樁法
就是在碎石樁基礎(chǔ)上加進(jìn)一些石屑、粉煤灰和少量的水泥，加水拌和，用振動(dòng)沉管打樁機(jī)或其它成樁機(jī)具制成具有一定粘結(jié)強(qiáng)度的樁。樁與樁之間的土通過墊層形成復(fù)合基礎(chǔ)。適用于填土、飽和及非飽和粘性土、砂土、粉土等地基。該方法適用于處理粘性土、粉土、砂土和已自重固結(jié)的素填土等地基。
2.1.8土工合成材料加工筋法
加筋法就是在土層中埋設(shè)強(qiáng)度較大的土工聚合物、拉筋、受力桿等提高地基承載力、減少沉降或維持建筑物穩(wěn)定。
利用土工合成材料的高強(qiáng)度、韌性等力學(xué)性能，發(fā)散土中放入應(yīng)力，增強(qiáng)土體的抗拉強(qiáng)度，改善土體或構(gòu)成加筋土以及各種復(fù)合土工結(jié)構(gòu)。同時(shí)，也能更好的起到排水作用、反濾作用、隔離作用和加筋作用。該方法適用于處理砂土、粘性土和軟土等地基。
2.1.9化學(xué)加固法
就是利用水泥漿液、粘土漿液或其它化學(xué)漿液，通過灌漿壓入、高壓噴射或機(jī)械攪拌，使?jié){液與土顆粒膠結(jié)起來(lái)，以改善地基土的物理和力學(xué)性質(zhì)。
2.1.10注漿法
通過注入水泥漿或化學(xué)漿液的方法，使土顆粒膠結(jié)，從而提高地基承載力，減少沉降，增加穩(wěn)定性，防止?jié)B漏。該方法適用于處理基巖、砂土、粉土、淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、粘土和一般人工填土等地基。
2.1.11高壓噴射注漿法
將帶有噴嘴的注漿管，通過鉆孔插入要處理的土層的預(yù)定深度，然后將水泥漿液用高壓沖切土體，在噴射漿液的同時(shí)，用一定的速度旋轉(zhuǎn)、提升，形成水泥土圓柱體；若噴嘴提升而不轉(zhuǎn)動(dòng)，則形成強(qiáng)狀固結(jié)體。可以提高地基承載力，減少沉降，防止砂土化、管筒和基坑隆起。該方法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)、粉土、黃土、砂土人工填土等地基處理。
2.1.12水泥土攪拌法
利用水泥漿液或水泥粉作為固化劑的材料，通過深層攪拌機(jī)械，在地基深處就地將軟土與固化劑水泥石灰的漿液或粉體強(qiáng)制攪拌，形成柱狀水泥土體。該方法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土、粘性土以及飽和黃土等地基處理。
3結(jié)論
通過對(duì)地基處理方法的分類、闡述，為軟地基處理的設(shè)計(jì)、施工等提供一定的指導(dǎo)和借鑒意義。為軟地基的處理提出了更加科學(xué)、便利的操作、經(jīng)濟(jì)的處理方法。
參考文獻(xiàn)：
[1]王秀麗. 基礎(chǔ)工程. 第2版. 重慶：重慶大學(xué)出版社，2005.
[2]顧曉魯，錢鴻縉，汪時(shí)敏. 地基與基礎(chǔ). 第3版. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.
[3]黃生根，吳鵬，戴國(guó)亮. 基礎(chǔ)工程原理與方法. 武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，2009.
[4]袁聚云，李鏡培等. 基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)原理. 上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2001.
[5]中國(guó)土木工程學(xué)會(huì). 注冊(cè)巖土工程師專業(yè)考試復(fù)習(xí)教程. 第一版. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.
【摘 要】軟基礎(chǔ)是強(qiáng)度低、高壓縮性土，以及其它不良的軟土地基。由于軟土地基的物質(zhì)組成、成因及存在環(huán)境不同、結(jié)構(gòu)構(gòu)造不同。不同的軟地基的性質(zhì)也各不相同。
【關(guān)鍵詞】地基處理；方法；分類
1 軟弱地基分類
1.1軟土
軟土是第四紀(jì)后期形成的陸相和海相沉積。如陸相沉積：三角洲沉積、湖相沉積、河相沉積；海相沉積：淺海沉積、濱海沉積、濱淺海沉積、淺海沉積和深海沉積。主要成分是淤泥和淤泥質(zhì)土，它們是在靜水或近似靜水的環(huán)境中沉積的，并經(jīng)生物化學(xué)作用形成的比較疏散的土層。軟土具有一下特點(diǎn)：
（1）含水率較高，軟土的天然含水率在35%——80%左右。
（2）壓縮性比很高，壓縮性系數(shù)一般為0.5mpa-1至1.5mpa-1，有時(shí)更高。
（3）天然軟土的抗壓及剪切強(qiáng)度低。
（4）滲透系數(shù)小，一般滲透系數(shù)為1x10-6cm/s— 1x10-8cm/s.
（5）觸變形：軟土為絮凝結(jié)構(gòu)，具有觸變形。一旦受到擾動(dòng)，強(qiáng)度就會(huì)很快降低，隨后強(qiáng)度有慢慢的恢復(fù)。
（6）流變性：軟土具有緩慢而長(zhǎng)期的流變形。
1.2沖填土
沖填土是水利沖填泥沙而形成的。一般是高壓泥漿泵將河道底部泥沙通過輸泥管排到地面而形成的大片沖填土層；它具有以下特征：
（1）組成成分隨物質(zhì)來(lái)源而變化，粗細(xì)及礦物成分都各不相同。
（2）沖填土含水率較大，一般都大于液限。
1.3雜填土
雜填土是由建筑垃圾、生活垃圾和工業(yè)廢料等堆積而形成的。它具有以下特征：
（1）不均勻性。
（2）填土齡期一般較長(zhǎng)，土層越密實(shí)；新近雜填土，處于欠壓密狀態(tài)。
（3）雜填土遇水后往往產(chǎn)生濕陷和潛蝕。
2地基處理
由于天然地基種 類繁多、地質(zhì)情況千差萬(wàn)別、土層堅(jiān)硬程度各不相同；因而此處地基處理是針對(duì)很軟的天然地基，不能滿足地基承載力和變形的設(shè)計(jì)要求，必須經(jīng)過人工處理后才能滿足承載要求而展開的工作。
軟地基處理的目的是利用換土、夯實(shí)、擠密、排水、膠結(jié)、加筋等方法對(duì)地基進(jìn)行加固，用以改良地基土的力學(xué)性質(zhì)和工程特征。主要表現(xiàn)在一下幾個(gè)方面：
（1）提高地基的抗剪切強(qiáng)度；
（2）降低地基的壓縮性；
（3）改善地基的透水特性：
（4）改善地下水的動(dòng)力特征；改善特殊土層的不良地基特征
2.1地基處理方法分類
對(duì)于軟土地基處理的基本方法主要有換土、夯實(shí)、擠密、排水、膠結(jié)、加筋等方法對(duì)地基進(jìn)行加固等方法。常用地基處理方法的原理、作用和適用范圍。
2.1.1換填墊層法
先挖除淺層軟土或不良土，回填砂、碎石、粉煤灰、土等類別的墊層，然后進(jìn)行分層灑水碾壓或夯實(shí)。換填土法可以提高持力層的承載力，減少沉降量，消除或部分消除土的濕陷性和脹縮性，防止土的凍脹作用和改善土的抗液化性。因此常常采用機(jī)械碾壓、平板振動(dòng)進(jìn)行施工。
該方法常用于基坑面積較大和開挖土方量較大的回填土方量，一般適用于處理淺層軟土層與低洼區(qū)域的地基填筑。一般處理深度為2米至3米。
2.1.2夯實(shí)法
就是采用機(jī)械夯實(shí)或人工夯實(shí)的辦法，在地基中產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊和應(yīng)力，迫使深層土液化或動(dòng)力固結(jié)，使土體密實(shí)，用以提高地基承載力和減小沉降，消除土的濕陷性，脹縮性和液化性。
該方法的優(yōu)點(diǎn)是：施工深度快，施工質(zhì)量容易保證，經(jīng)過處理后的土質(zhì)較為均勻，造價(jià)低，可處理大面積地基。適用于處理碎石土、素填土、雜填土、砂土、粉土、粘土及濕陷性黃土。
2.1.3排水固結(jié)法
該方法就是軟土地基在附加載荷的作用下，逐漸排除空隙水，使空隙率減小，產(chǎn)生固結(jié)變形。在這個(gè)過程中，隨著土體超靜空隙水壓力的逐漸消散，土的有效壓力增加，地基抗剪強(qiáng)度相應(yīng)增加，并使沉降提前完成或提高沉降速度。
排水固結(jié)法主要是由排水和加壓兩個(gè)系統(tǒng)組成。排水可以利用天然土層本身的透水性，也可以設(shè)置砂井、袋裝砂井和塑料排水板之類的豎向排水體。加壓主要是地面堆載法、真空預(yù)壓法和井點(diǎn)降水法。為加固軟粘土，在一定條件下，采用電滲排水井點(diǎn)也是合理而有效的。該方法適用于處理厚度較大的飽和軟土和沖填土地基，但是對(duì)于厚度較大的泥炭層要謹(jǐn)慎對(duì)待。
2.1.4樁土復(fù)合地基法
就是以砂、碎石等材料換軟土，與未固結(jié)部分形成復(fù)合地基，達(dá)到提高地基強(qiáng)度的目的。常用方法有：
2.1.5碎石樁法
利用一種單向或雙向振動(dòng)的沖頭，邊噴高壓水流邊下沉成孔，然后邊填入碎石邊振實(shí)，形成碎石樁。樁體和原來(lái)的粘性土構(gòu)成復(fù)合地基，以提高地基承載力和減少沉降。
該方法適用于處理砂土、粉土、粉質(zhì)粘土、素填土和雜填土等地基。對(duì)于處理不排水坑剪切強(qiáng)度不小于20kpa的飽和粘性土和飽和黃土地基，應(yīng)在施工前通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)確定其適用性。
2.1.6石灰樁法
在軟地基中采用機(jī)械成孔，填入作為固化劑的石灰并壓實(shí)成樁體，利用生石灰的吸水性、膨脹性和放熱性以及石灰的物理化學(xué)作用，改善樁體周圍土體的物理力學(xué)性質(zhì)，同時(shí)樁與土形成復(fù)合地基，達(dá)到地基加固的目的。該方法適用于處理素填土、雜填土、飽和粘性土、淤泥質(zhì)等地基。
2.1.7水泥粉煤灰碎石樁法
就是在碎石樁基礎(chǔ)上加進(jìn)一些石屑、粉煤灰和少量的水泥，加水拌和，用振動(dòng)沉管打樁機(jī)或其它成樁機(jī)具制成具有一定粘結(jié)強(qiáng)度的樁。樁與樁之間的土通過墊層形成復(fù)合基礎(chǔ)。適用于填土、飽和及非飽和粘性土、砂土、粉土等地基。該方法適用于處理粘性土、粉土、砂土和已自重固結(jié)的素填土等地基。
2.1.8土工合成材料加工筋法
加筋法就是在土層中埋設(shè)強(qiáng)度較大的土工聚合物、拉筋、受力桿等提高地基承載力、減少沉降或維持建筑物穩(wěn)定。
利用土工合成材料的高強(qiáng)度、韌性等力學(xué)性能，發(fā)散土中放入應(yīng)力，增強(qiáng)土體的抗拉強(qiáng)度，改善土體或構(gòu)成加筋土以及各種復(fù)合土工結(jié)構(gòu)。同時(shí)，也能更好的起到排水作用、反濾作用、隔離作用和加筋作用。該方法適用于處理砂土、粘性土和軟土等地基。
2.1.9化學(xué)加固法
就是利用水泥漿液、粘土漿液或其它化學(xué)漿液，通過灌漿壓入、高壓噴射或機(jī)械攪拌，使?jié){液與土顆粒膠結(jié)起來(lái)，以改善地基土的物理和力學(xué)性質(zhì)。
2.1.10注漿法
通過注入水泥漿或化學(xué)漿液的方法，使土顆粒膠結(jié)，從而提高地基承載力，減少沉降，增加穩(wěn)定性，防止?jié)B漏。該方法適用于處理基巖、砂土、粉土、淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、粘土和一般人工填土等地基。
2.1.11高壓噴射注漿法
將帶有噴嘴的注漿管，通過鉆孔插入要處理的土層的預(yù)定深度，然后將水泥漿液用高壓沖切土體，在噴射漿液的同時(shí)，用一定的速度旋轉(zhuǎn)、提升，形成水泥土圓柱體；若噴嘴提升而不轉(zhuǎn)動(dòng)，則形成強(qiáng)狀固結(jié)體。可以提高地基承載力，減少沉降，防止砂土化、管筒和基坑隆起。該方法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)、粉土、黃土、砂土人工填土等地基處理。
2.1.12水泥土攪拌法
利用水泥漿液或水泥粉作為固化劑的材料，通過深層攪拌機(jī)械，在地基深處就地將軟土與固化劑水泥石灰的漿液或粉體強(qiáng)制攪拌，形成柱狀水泥土體。該方法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土、粘性土以及飽和黃土等地基處理。
3結(jié)論
通過對(duì)地基處理方法的分類、闡述，為軟地基處理的設(shè)計(jì)、施工等提供一定的指導(dǎo)和借鑒意義。為軟地基的處理提出了更加科學(xué)、便利的操作、經(jīng)濟(jì)的處理方法。
參考文獻(xiàn)：
[1]王秀麗. 基礎(chǔ)工程. 第2版. 重慶：重慶大學(xué)出版社，2005.
[2]顧曉魯，錢鴻縉，汪時(shí)敏. 地基與基礎(chǔ). 第3版. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.
[3]黃生根，吳鵬，戴國(guó)亮. 基礎(chǔ)工程原理與方法. 武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，2009.
[4]袁聚云，李鏡培等. 基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)原理. 上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2001.
[5]中國(guó)土木工程學(xué)會(huì). 注冊(cè)巖土工程師專業(yè)考試復(fù)習(xí)教程. 第一版. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.
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