浅谈软土地基处理技术分析

发表时间:2020/9/8   来源:《建筑实践》2020年4月10期   作者:刘雄文
[导读] 随着我国工程项目的不断增多,软弱地基的处理变的越来越重要

         摘要:随着我国工程项目的不断增多,软弱地基的处理变的越来越重要,软弱地基处理的好坏,不仅关系到工程建设的速度,而且关系到工程建设的质量,因此提高软弱地基处理方法具有重要的价值和意义。本文对软土地基处理技术进行了分析,对于提升软土地基处理水平有一定的借鉴意义。
         关键词:软土地基;技术分析
         
         1 引言
         地基与建筑物的关系非常密切。地基虽不是建筑物本身的一部分,但它在建筑中占有十分重要的地位。地基问题的处理恰当与否,不仅直接影响建筑物的造价,而且直接影响建筑物的安危,即它关系到整个工程的质量、投资和进度因此其重要性已愈来愈多地被人们所认识。因为软土地基具有较强的亲水性和较差的透水性,并且其本身也有着较大的含水量和空隙比,其有着松散的土粒之间的连接结构,这些土体特性造成了软土地基较高的压缩性、较低的抗剪程度,如果一旦震动土层,就会迅速降低其抗震强度。另外,软土地基还有着较慢的固、较大的变形特点。所以没有在设计施工中严格按照要求操作的话很可能会出现质量隐患。所以软土地基施工处理的目的就是为了使施工中软土地基不会有大的整体或局部的剪切性破坏发生,不会在建筑物使用期间出现不均匀沉降和较大的沉降, 达到建筑物使用标准的规要求,为建筑物使用的安全提供强有力的保障。 通过对软弱地基的处理,改良各种不良地基,使得满足各种大型和高程建筑的需要。在软弱地基处理的时候,要结合拟建区域内地基土的组成及力学性质等实际情况,采用不同的地基处理方法,保证工程建设的质量,取得良好的经济效益和社会效益。
         2 软基处理材料要求
         砂垫层砂料:采用的洁净中、粗砂,含泥量不应大于 3%,细度模数不小于 2.7,不含有害物质。
         袋装砂井所用的砂料: 应采用渗水率较高的洁净粗砂,大于0.5mm的砂宜占总重量的50%以上,含泥量不应大于3%,细度模数不小于3.0,有机质含量不大于1%,渗透系数不小于5-3cm/s。砂井袋采用聚丙烯纺织土工布,装砂后的砂井袋的渗透系数应不小于砂的渗透系数,装砂袋的抗拉强度5cm大于900N。土工格栅材料采用聚丙烯 (PP)、高密度聚乙烯(HDPE)或其它高分子聚合物并加有一定的抗紫外线防氧化助剂。
         
         3 软土地基浅层处理法
         3.1 表层压实法
         当地表层软弱土层为砂土或亚粘土等, 常采用表层压实加固,其处理效果主要取决于土质、含水率、分层厚度、压实机械性能和压实遍数,压实土的含水率应该控制在最佳的含水率左右,含水率偏大时采取晾晒或拌石灰吸水等方法进行预压处理,分层压实。
         3.2 换填垫层法
         地表为饱和淤泥质粘土,一般要求将该层淤泥质粘土挖除后换填砂(砾)土、碎石、石碴、矿碴等透水性良好的材料,分层填筑采用风积砂填筑时,两侧须用含泥量小于 50%的天然砂砾,填筑时宽度大于等于 1 m 。
         3.3 抛石挤淤
         一般用于泥沼及软土层厚度小于3.0m且软土层位于水下,更换软土施工困难或者构筑物基底直接落在含水量极高的淤泥上的情况。抛石料一般以片石为宜,抛石厚度通常不小于 50 cm。挤淤的处治深度与抛石路堤自重所产生的地面变形有关,其实质是使土基产生整体剪切滑移破坏而达到置换软土的目的,抛石挤淤仅适用于软塑、流塑的软土。为了在排淤中土基产生的整体破坏时不使路堤的整体性受到大的影响,在抛石挤淤后还应在路堤底,地表上应铺设网状土工织物或者土工布,同时,为达到排水及隔离的作用,网状材料或土石布应铺在砂垫层下,砂垫层一般为 30 cm 厚。抛石挤淤简便、经济,但淤泥较厚时,选用此法需慎重。


         3.4 土工织物加筋垫层法
         3.4.1 土工织物加筋垫层具有一定的抵抗水平拉力的能力,即当路堤—垫层—地基产生滑动破坏时,垫层内的土工织物将提供较大的抵抗滑动之拉力,从而提高抗滑稳定性,一般说来,对于抗滑安全系数可提高0.3 左右。
         3.4.2 土工织物垫层可有效地限制和减小地基的侧向位移和剪应力,有效地降低路基的变形和阻断地下水,而土只有当剪应力大于其破坏值才会发生剪切破坏,因此土工织物加筋垫层的水平约束作用有利于增强地基的抗滑稳定性,此外侧向位移减少将使竖向沉降随之减少5% 左右。
         3.4.3 采用土工织物加筋后的垫层具有一定的抗弯刚度, 当其承受不均匀压力或地基产生不均匀沉降时,可以对承受的压力进行调整,即垫层下的压力承受不同垫层顶面所受压力,使得垫层抗变形能力即受力面增大。
         
         4 软土地基深层处理技术
         对于表层软土厚度大于 3 m 或软土层较厚,距地表较近时,或路基范围内既有较厚软土又有土质好的山丘从而产生差异沉降时,应进行深层处治。
         4.1 袋装砂井法
         袋装砂井法是高等级公路软基处理中较为成熟的方法之一,该法采用的是袋装砂井排水固结措施,其施工简便,费用较低,加固效果较好。施工时将袋装砂放入套管井内,填塞密实,逐节拔出套管,顶面铺设水平砂垫层或排水砂沟,通过砂与水平砂垫层或纵横相连通的排水砂沟相通,形成排水通道。软基中的水分在上部路基填土载荷的作用下, 使软基中的水分通过排水通道排走,从而达到排水固结软基的目的。
         4.2 挤密砂桩法
         挤密砂桩法是采用类似沉管灌注桩的处理方法, 通过冲击和振动,把砂挤入土中而形成的。 挤密砂桩的主要作用是将地基挤实排水固结,从而提高地基的整体抗剪强度与承载力,减少地基的沉降量和不均匀沉降。这种方法一般能较好地适用于砂性土,不适用于饱和的软粘土地基处理。挤密砂桩用砂标准要求与袋装砂井的砂基本相同,不同的是挤密砂桩也可使用砂和角砾的混合料,但含泥量不得大于 5%。
         4.3 振冲碎石桩法
         振冲碎石桩法和挤密砂桩法不同,它不是使地基挤密,而是与周围土结合共同组成复合地基。碎石桩处理软基就是用振冲器产生水平向振动, 在高压水流作用下边振边冲, 在软弱地基中成孔,再在孔内分批填入碎石料,这时振冲器边振动边上拔,使得碎石料振挤密实。碎石料是被嵌入土中的,碎石料能成桩主要是依靠四周土的拥挤,以及自身碎石料振实而产生的石料之间的咬合力的作用而形成一根直径约为 70 cm~110cm 的碎石桩桩体。碎石桩就其本质而言仍是地基的一部分, 但它又能起到桩的支承作用,因此它与周围土体共同组成的地基为复合地基。
         4.4 粉喷桩
         粉喷桩是利用粉体喷射搅拌机械在钻成孔后, 借助压缩空气,将水泥粉等固体材料以雾状喷入需加固的软土中,经原位搅拌、压缩并吸收水分,产生一系列物理化学反应,使软土硬结,形成整体性强、水稳定性好、强度较高的桩体,与桩间土一起形成复合地基,从而提高路基强度。其特点是强度形成快、预压时间短、地基沉降量小。粉喷桩加固软基主要适用于高含水量、高压缩性的淤泥、淤泥质粘土及桥头软基的处理。有关试验表明,一般含水量大于 35% 的软基宜选用粉喷桩。
         
         5 结束语
         综上,我们必须提高对软土基的认识,加大科学技术的投入力度,制定切实有效的问题解决方案,以此提高建筑工程的质量。
         
         参考文献
         [1]李洪志,韩邵铎.简述软土基常用处治方法[J]. 民营科技, 2010,(3).
         [2]陈珍.高速公路软土地基常见的处理方法[J]. 黑龙江交通科技,2013,(10).
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