特殊土質(zhì)地基處治技術(shù)研究

■李玲瓏 ■畢節(jié)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 畢節(jié) 551700

1 換土墊層法

1．1 換土墊層法的機(jī)理

換土墊層將地基基礎(chǔ)下方的軟弱土層或不良土層采用強(qiáng)度較高的砂、礫石、粉煤灰、石渣、礦渣等材料分層替換，再采用機(jī)械或人工等施工方法采用分層壓、夯、振動(dòng)等施工方式，使之達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定要求的密實(shí)度。墊層由于其自身的特殊性，能夠使其有效擴(kuò)散地基基底壓力，不斷提高地基的承載力大小，從而使得地基及房屋的沉降量減少，能快速使軟弱土層不斷排出水，使土體產(chǎn)生固結(jié)，進(jìn)一步防止地基受凍脹破壞影響，最終消除膨脹土自身的的脹縮作用等。該施工方法適用于各種軟弱土和山區(qū)的特殊不良地基的淺層處理方式。該法優(yōu)點(diǎn)是施工工藝速度快，適合處理開挖深度較淺的特殊不良地基，但如果特殊不良土相對(duì)較深時(shí)，導(dǎo)致其土方開挖工作量相對(duì)較大，綜合比較分析該方法不是優(yōu)選對(duì)象。

以素性土為墊層的基礎(chǔ)主要施工工藝是將墊層以下部分區(qū)域的軟體土層采用機(jī)械挖除，回填較好的素土采用機(jī)械壓實(shí)面，該技術(shù)方法適合于處理軟土、濕陷性黃土和雜填土地基，該法簡(jiǎn)單、工程造價(jià)也相對(duì)低，但承載力相對(duì)低，穩(wěn)定性時(shí)間較長(zhǎng)，該方法僅適合地基上部建筑荷載相對(duì)較小，允許其差異沉降可較大的地基。

土石混墊層是采用土石混合物分層回填，相對(duì)素性土回填承載力大小有所提高，適合加固軟弱地基和山區(qū)需進(jìn)行處治理的軟硬地基?；彝翂|層是將石灰、土按設(shè)計(jì)比例進(jìn)行混合攪拌，在含水量最優(yōu)配置情況下，施工按照分層的方式，將土體進(jìn)行回填并采用機(jī)械壓實(shí)，當(dāng)墊層的壓實(shí)強(qiáng)度、水穩(wěn)定性、抗?jié)B透性等各項(xiàng)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求時(shí)，再在攪拌物中加1～4m厚的軟弱土、濕陷黃土、雜填土等。砂和砂礫石墊層，是將砂和砂礫石混合物，經(jīng)過分層壓實(shí)，不斷增強(qiáng)地基的持力層，并通過持力層的擴(kuò)散效應(yīng)作用，使地基中的壓應(yīng)力不斷降低，地基的變形量也隨著不斷減少，因此地基墊層中的排水作用更為明顯，下部土層的固結(jié)效果也明顯。

1．2 施工工藝

夯實(shí)地基施工法施工工藝，按照常規(guī)可大致分重錘夯實(shí)法和強(qiáng)夯實(shí)法。

(1)重錘夯實(shí)法。利用吊車等機(jī)械將夯錘吊到設(shè)計(jì)高度后，再落下，然后重復(fù)上次動(dòng)作夯擊基土表面，使地基表面形成比較密實(shí)的基礎(chǔ)。該施工工藝采用輕型機(jī)械設(shè)備，施工技術(shù)方案簡(jiǎn)單，施工成本較低，但需要進(jìn)行在施工場(chǎng)地布設(shè)大量的點(diǎn)，采用機(jī)械夯擊的次數(shù)也是比較多，因而，導(dǎo)致了工程的施工周期也就相對(duì)較長(zhǎng)，同時(shí)機(jī)械夯擊釋放的能量相對(duì)小，土體中的空隙水比較難以去除，因而，該施工方法加固地基影響深度也是相對(duì)有限的，尤其是地基中的土壤含水量比較高時(shí)，更容易使地基土出現(xiàn)如橡皮土，因此施工過程更為復(fù)雜，適合地下水位相對(duì)較淺，一般控制在0.8m以下。

(2)強(qiáng)夯法。強(qiáng)夯法是用吊車將夯錘吊到6m～30m高空，讓其自由落下，夯錘在與地面接觸時(shí)，產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波，沖擊波產(chǎn)生的沖擊應(yīng)力壓縮地基土體中的空隙，使土體產(chǎn)生液化作用，地基土中的顆粒由于應(yīng)力作用，重新排列達(dá)到新的平衡而固結(jié)，最終使地基承載力得到提高的機(jī)理，該方法其實(shí)是壓縮地基的加固工藝，因此，該方法特別適合加固深層地基。

適用于加固碎石土、砂土、低飽和土、粘性土、濕陷性黃土、高填土、雜土等，可用于防止粉塵及粉砂的液化，消除或降低大孔土的濕陷性等級(jí);對(duì)于高飽和度相對(duì)較高的淤泥、軟粘土等，可進(jìn)行水下施工。

2 擠密樁

振動(dòng)沉管擠密砂礫石樁是在機(jī)器的振動(dòng)作用下，在軟基土中預(yù)埋沉套管至劃定的設(shè)計(jì)深度，擠密套管四周土體形成擠密孔，然后以砂礫石作為散體質(zhì)料，向沉管中灌輸砂礫石，在振動(dòng)下將砂礫石擠壓入土中，多次重復(fù)后達(dá)到設(shè)計(jì)深度和直徑的密實(shí)砂礫石樁，樁與樁間土形成復(fù)合地基。

振動(dòng)沉管擠密砂礫石樁采用的機(jī)械十分的簡(jiǎn)單、施工過程操作也方便、施工造價(jià)相對(duì)低、施工工藝完成速度快，且對(duì)自然環(huán)境沒有污染等優(yōu)點(diǎn)。因此，隨著科技的不斷進(jìn)步，該施工工藝成為了最經(jīng)濟(jì)、可靠的施工方法。

加固機(jī)理是振動(dòng)沉管擠密礫石樁復(fù)合地基法，是采用置換和擠密的方法將礫石等施工材料通過機(jī)械強(qiáng)行擠壓入孔中，并形成直徑很大的密實(shí)樁體且與沉管擠密礫石樁之間的土體承載荷載，使得軟弱地基的強(qiáng)度和剛度得到提高。

砂性土在振動(dòng)力作用下地基土體的體積最少可減少20%以下，使地基土體的沉降量產(chǎn)生相對(duì)較大的沉降。振動(dòng)沉管擠密礫石樁加固砂性土地基的目的是提高地基土承載力、減小變形量和增強(qiáng)抗液化性，其加固機(jī)理具有擠密、振密、排水減壓和預(yù)振等四個(gè)作用。

非飽和的粘性土采用地基沉管施工技術(shù)能使地基土體產(chǎn)生較好的擠密作用，成樁過程中飽和粘性土地基，由于粘性土滲透性較小而靈敏度大，使地基內(nèi)的超孔隙水壓力不能有效消除，因而地基土的擠密效果也相對(duì)較差。另外，因?yàn)檎沉Ｖg的結(jié)合力及粘粒、離子、水分子構(gòu)成的均衡系統(tǒng)，在擠壓和振動(dòng)等猛烈的擾動(dòng)受到破壞，孔隙水壓力急劇升高，土體強(qiáng)度下降，壓縮性增大，地基土的強(qiáng)度會(huì)逐步提高，孔隙水壓力也會(huì)向樁體轉(zhuǎn)移并逐步消失，土體有用應(yīng)力增加，使地基強(qiáng)度提高。

3 碎石樁法

該施工方法在處理特殊的軟弱地基是一種比較相對(duì)經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單且十分有效的施工技術(shù)方法。對(duì)于比較松散的砂土地基，可采用機(jī)械作業(yè)擠壓法、振動(dòng)法等施工作用，使土體的地基達(dá)到設(shè)計(jì)要求的密實(shí)度，使地基的承載力得到不斷提高;該樁的施工機(jī)器是十分的常規(guī)普遍，其作業(yè)工藝流程也相對(duì)簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境衛(wèi)生保護(hù)較好，可為工程的造價(jià)成本節(jié)省不少水泥、鋼筋，能做到就地取材，降低工程的施工成本，因此在當(dāng)前該施工技術(shù)應(yīng)用是較為廣泛。

加固機(jī)理:(1)將帶活瓣樁尖的樁管沉入土體，將樁管四周土體第一次擠密凝結(jié);(2)碎石樁體的空隙多，上下層貫通了排水通道，土體中的水滲流到碎石樁體內(nèi)，使土體獲得第二次排水固結(jié)。

該施工技術(shù)適合于特殊的軟弱地基和普通建筑物地基的加固處理技術(shù)，其對(duì)各地基土層的加固處治效果是:松散的砂土處治效果最為明顯，施工作業(yè)影響范圍最大，素填土、雜土、粉土次之，淤泥粉質(zhì)粘土由于滲透系數(shù)小，空隙水壓力難消除，因而短期內(nèi)加固效果不明顯，需持續(xù)一段時(shí)間才能逐步恢復(fù)和提高。由于震動(dòng)的作用，對(duì)靈敏度高的軟粘土，天然結(jié)構(gòu)受擾動(dòng)后，土體強(qiáng)度降低，壓縮系數(shù)增大，壓縮模量降低，因此短期內(nèi)難以恢復(fù)，處治效果相對(duì)較差;可采用砂石樁做置換飽和性粘性土的地基進(jìn)行處理。

4 結(jié)論

特殊土質(zhì)地基主要包括軟粘土、沖填土、有機(jī)質(zhì)土、腐殖質(zhì)土、液化土、濕陷性土、膨脹土、泥炭土、鹽漬土等地質(zhì)條件較差的復(fù)雜土質(zhì)。不同地區(qū)軟土性質(zhì)不同，選用的處理方法也要因地制宜，論文介紹不同復(fù)雜地基處治技術(shù)的機(jī)理與適用范圍，為工程實(shí)際提供了參考依據(jù)。

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