軟土地基的性能特點及加固方法
信息摘要：常用的地基处理方法有:换填垫层法、强夯法、水泥土搅拌法、高压喷射(she)注浆法、预压法、加固法、真空预压(塑料排水板法)、加固法和其(qi)他土工合成材料法。这(zhe)里我详细讨(tao)论前五种方法。
一、軟基的概念和特點
1軟土的概念
軟土是指沉積(ji)在沿海(hai)地區、湖泊、沼澤、山穀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、固結係數小、固結時間長、擾動大、透(tou)水性差的特點。軟土分(fen)層分(fen)布複雜，各層物理力學(xue)性質差異較大。軟土包括淤泥、淤泥質土、衝填土、雜填土和飽和鬆散(san)細砂和淤泥。這(zhe)種土的工程特性較差，如何(he)保證在軟弱地區建造的建築物的穩定性和正(zheng)常使用一直是一個重大的技術課(ke)題。
2軟土地基的特點
軟土地基是指壓縮層，主要由淤泥、淤泥質土或其(qi)他高壓縮性土組成。地基處理是指對(dui)天然地基進行加固和改良，形成人(ren)工地基，以滿(man)足建築物或構築物對(dui)地基的要求，並保證其(qi)安全正(zheng)常使用。建築物的地基問題包括以下三類:①地基的承載力和穩定性；②沉降、水平(ping)位移和不均(jun)勻沉降；③滲漏問題。當(dang)天然地基存在上述(shu)三個問題中的一個或幾個時，需要采(cai)取各種地基處理措(cuo)施。
2、地基的處理
地基處理方法的原則是:堅持技術先(xian)進、經濟合理、安全適用、保證質量。對(dui)於具體工程，在選擇地基處理方法時，應綜合考慮場地的工程地質和水文地質條件、建築物對(dui)地基的要求、建築結構和地基的類型、周圍環境條件、材料供應、施工條件等因(yin)素，經過技術經濟指標(biao)的比較分(fen)析(xi)，選擇Z佳的一種。須指出的是，地基處理的方法有很多種，每(mei)種方法都有一定的適用範圍、局限性和優缺點。
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(she)注漿法、預壓法、加固法、真空預壓(塑料排水板法)、加固法和其(qi)他土工合成材料法。這(zhe)裏我詳細討(tao)論前五種方法。
1更換緩(huan)衝墊方法
適用範圍:淺(qian)層軟基和不均(jun)勻地基的處理。其(qi)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(xiao)除膨脹土的脹縮。
特點:換填墊層法就地取材，工藝簡單，不需要特殊的機械設備，能在一定程度上縮短(duan)工期。
施工工藝:墊層的施工方法、分(fen)層填築厚度和每(mei)層壓實遍(bian)數應通(tong)過試驗確定。除與下臥(wo)軟土層接觸(chu)的墊層底麵(mian)應根(gen)據施工機械設備和下臥(wo)土層的土質情況確定外，一般情況下，墊層的分(fen)層攤鋪厚度應為(wei)200 ~ 300 mm..為(wei)保證分(fen)層壓實質量，應控製機械壓實速度，並注意(yi)基坑排水。除水搖法施工砂墊層外，不得在浸水條件下施工，必要時應采(cai)取措(cuo)施降低地下水位。
2強夯法
適用範圍:強夯法設備簡單，適用於填土、流失黃土、多層粉(fen)土的飽和軟粘土，或夯實時回填碎石、碎礫石、卵(luan)石等顆粒材料的地基。這(zhe)種方法隻能用於含水量較低的地基處理，通(tong)過降低土中的孔隙比，增(zeng)加地基土的密實度，可以提高地基的承載力。
特點:強夯法具有地基加固效果好、設備簡單、施工方便、適用範圍廣、經濟省(sheng)料等優點。
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、濕陷係數，做土的液塑限試驗。從經過不同夯擊(ji)能量和夯擊(ji)次數處理的地基上取土樣，完成固結試驗和密實度試驗，完成不同深度的地基承載力試驗。根(gen)據試驗數據，確定了Z佳施工控製指標(biao)。施工時，預先(xian)估算強夯後可能出現的平(ping)均(jun)地麵(mian)起伏，並以此確定地麵(mian)標(biao)高，然後用推土機推平(ping)。當(dang)地麵(mian)為(wei)細粒土，地下水位較高時，有時需要在表(biao)麵(mian)鋪設砂、礫石或石塊，在地麵(mian)形成堅硬層，用以支(zhi)撐起重設備，保證機械的通(tong)行和施工。還可以增(zeng)加地下水與地表(biao)之間的距(ju)離，提高夯實效率。
3水泥土深層攪拌法
基本原理:水泥與地基土通(tong)過深層攪拌原位形成整體性、水穩性、高強度的圓柱(zhu)形、網格狀或連續狀水泥土加筋體，從而(er)提高地基承載力，增(zeng)加變(bian)形模(mo)量，減少沉降。水泥土攪拌樁處理地基時，應注意(yi)水灰比的確定，明確噴射(she)混(hun)凝(ning)土基層的要求。噴射(she)混(hun)凝(ning)土分(fen)段位置應位於樁長的下部。為(wei)了驗證設計和施工，應進行水泥土攪拌樁和複合地基的靜載試驗。這(zhe)種方法的優點是可以Z大限度地利用原土，攪拌時沒有側向擠(ji)土，沒有振動，沒有噪音。缺點是施工工藝嚴(yan)格。
軟土地基加固應采(cai)用“二噴三拌”的施工工藝，即機械就位、攪拌下沉、噴漿下沉、反(fan)複噴漿下沉、反(fan)複噴漿下沉、反(fan)複攪拌下沉、反(fan)複攪拌提升至孔口。
適用範圍:含水量高、承載力在120kPa以下的淤泥、淤泥質土、軟土地基。
特點:軟土與固化劑在深層地基中原位強製混(hun)合，經過一係列物理化學(xue)反(fan)應硬化，凝(ning)結成高強度水泥加固體，與天然地基形成複合地基，提高土的穩定性和強度指標(biao)。同時施工周期短(duan)，效果好。
4高壓噴射(she)灌漿法
適用範圍:處理淤泥、淤泥質土、粘性土、淤泥、砂土、人(ren)工填土和碎石土地基。當(dang)土基含有大量大粒徑石塊、大量植物根(gen)係或高有機質時，其(qi)適用性應根(gen)據現場試驗結果確定。不適用於地下水流速過高，噴漿無法在注漿套(tao)管(guan)周圍凝(ning)固的情況。高壓旋(xuan)噴樁處理深度深，除了用於地基加固外，還可用作深基坑或大壩(ba)的止水帷(wei)幕。目前Z大處理深度已超過30m。
5預壓法
適用範圍:處理淤泥、淤泥質土、填土等飽和粘性土地基。按(an)預壓方法分(fen)為(wei)堆載預壓法和真空預壓法。堆載預壓分(fen)為(wei)塑料排水帶(dai)或砂井地基堆載預壓和天然地基堆載預壓。當(dang)軟土層厚度小於4m時，可采(cai)用天然地基堆載預壓法；當(dang)軟土層厚度超過4m時，應采(cai)用塑料排水帶(dai)、砂井等豎向排水預壓方法。對(dui)於真空預壓工程，須在地基中設置排水井。預壓法主要用於解決(jue)地基的沉降和穩定。
在確定地基處理方案時，應選擇不同的方法進行比較。對(dui)於複合地基，方案選擇是根(gen)據不同的土質和設計要求，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
在保證承載力、降低壓縮性、保證地基穩定、減少地基不均(jun)勻沉降的前提下，軟基設計還應考慮上部結構、地基和基礎(chu)的共同作用。必要時，應采(cai)取有效措(cuo)施加強上部結構的剛(gang)度和強度，以增(zeng)加建築物對(dui)地基不均(jun)勻變(bian)形的適應能力。根(gen)據地基處理的目的(如解決(jue)穩定或變(bian)形問題)、應用要求(如工後沉降和差異沉降)、結構類型、荷載大小等。並結合地形地貌、土壤條件、地下水特征、周邊環境、鄰(lin)近(jin)建築物等因(yin)素，選擇Z佳處理方案。
對(dui)於選定的地基處理方法，宜根(gen)據建築地基的設計等級，選擇有代(dai)表(biao)性的場地進行相應的現場試驗，並進行必要的試驗，以檢驗設計參數和加固效果，為(wei)施工質量檢驗提供相關依據。
對(dui)於處理後的地基，當(dang)根(gen)據地基承載力確定地基底部麵(mian)積(ji)和埋深時，需要對(dui)地基承載力特征值進行修正(zheng)；當(dang)應力範圍內仍有軟弱下臥(wo)層時，應驗算軟弱下臥(wo)層的地基承載力。對(dui)於承受(shou)較大水平(ping)荷載或建在斜(xie)坡(po)上的建(構)築物，以及鋼(gang)製油(you)罐和堆場，地基處理後應進行地基穩定性計算。地基處理後，建築物的地基變(bian)形應滿(man)足現行相關規範的要求，並在施工期進行沉降觀測，必要時在使用期繼(ji)續觀測，以評(ping)價(jia)地基加固效果，作為(wei)使用和維(wei)護的依據。複合地基的設計應滿(man)足建築物承載力和變(bian)形的要求，複合地基承載力特征值應通(tong)過現場複合地基載荷試驗確定，或結合加筋載荷試驗結果和周圍土體承載力特征值結合經驗確定。
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