不良地基土的施工处理

李晨曦

摘要：文章主要针对不良地基土的施工处理方法等问题进行了分析与探讨。

关键词：地基土；种类；处理

不良地基土存在影响建筑安全的问题,当地基的抗剪强度不足以支撑上部结构的自重及外荷载时,地基就会产生局部或整体剪切破坏。会影响到建筑物的正常使用,甚至引起建筑物的开裂或破坏;由于地下水一直处于运动而产生的问题,当地基土的渗漏量或水力梯度超过允许值时,就会发生水量损失,或因潜蚀和管涌而导致渗漏;由于地震、设备、车辆的振动以及波浪作用和爆破等动力荷载,可能引起地基土(特别是饱和无黏性土)的液化、失稳和震陷等危害情况。

1不良地基土种类 地基土与上部建筑有着密切的关系,地基土的优劣直接关系着地基处理方式的选择及地基施工,中国不良地基土的种类较多,主要有杂填土、软黏土、冲填土、饱和松散砂土、湿陷性黄土、膨胀土、红黏土、季节性冻土、含有机制土、泥炭土以及山区地基土等。湿陷性与其他地区相比有其独特的力学性质,湿陷黄土多为冲积、坡积、洪积或风积成因，多数为粉土和粉质黏土,有少量粉质黏土含有少量结核。 液化问题主要是由于动力荷载引起的稳定和变形问题,当地基土在上部结构自重或外荷载作用下产生过大的变形时,会影响结构物的正常使用;当超过了建筑物所能允许的不均匀沉降时,可能导致结构开裂破坏;当沉降量较大时,产生的不均匀沉降也随之增大。

2不良地基土的处理

2.1置换法1）换填法。将表层不良地基土挖除，然后回填有较好压密特性的土进行压实或夯实，形成良好的密实层，从而改变地基的承载力特性，提高抗变形和稳定能力。施工要点为：把要转换的土层挖尽、注意坑边稳定；保证填料的质量；填料分层夯实。 2）振冲置换法。利用专门的振冲机具，在高压水射流下边振边冲，在地基中成孔，再在孔中分批填入碎石或卵石等粗粒料形成桩体。该桩体与原地基土组成复合地基，达到提高地基承载力减小压缩性的目的。施工中需要注意的是，碎石桩的承载力和沉降量很大程度上取决于原地基土对其的侧向约束作用，该作用越弱，碎石桩的作用效果越差，因而该方法用于强度很低的软粘土地基时必须慎重。 3）夯(挤)置换法利用沉管或夯锤的办法将管(锤)置入土中，使土体向侧边挤开，并在管内(或夯坑)放人碎石或砂等填料。该桩体与原地基土组成复合地基，由于挤、夯使土体侧向挤压，地面隆起，土体超静孔隙水压力提高，当超静孔隙水压力消散后土体强度也有相应的提高。施工注意事项：当填料为透水性好的砂及碎石料时，是良好的竖向排水通道。

2.2预压法 1）堆载预压法。在施工之前，用临时堆载熒笆料、土料、其他建筑材料、货物等的方法对地基施加荷载，给予一定的预压期。使地基预先压缩完成大部分沉降并使地基承载力得到提高后，卸除荷载再进行施工。其施工工艺与要点有：①预压荷载一般宜取等于或大于设计荷载；②大面积堆载可采用自卸汽车与推土机联合作业，对超软土地基的第一级堆载用轻型机械或人工作业；③堆载的顶面宽度应小于建筑物的底面宽度，底面应适当放大；④作用于地基上的荷载不得超过地基的极限荷载。 2）降水法。降低地下水位可减少地基的孔隙水压力，增加上覆土自重应力，使有效应力增加，从而使地基得到预压。这实际上是通过降低地下水位，靠地基土自重来实现预压目的。施工要点为：一般采用轻型井点、喷射井点或深井井点；当土层为饱和粘土、粉土、淤泥和淤泥质粘性土时，宜辅以电极相结合。 2.3压实与夯实法 1）表层压实法。采用人工夯、低能夯实机械、碾压或振动碾压机械对比较疏松的表层土进行压实，也可对分层填筑土进行压实。当表层土含水量较高时或填筑土层含水量较高时，可分层铺垫石灰、水泥进行压实，使土体得到加固。2）重锤夯实法。重锤夯实就是利用重锤自由下落所产生的较大夯击能来夯实浅层地基，使其表面形成一层较为均匀的硬壳层，获得一定厚度的持力层。该工艺的施工要点为：施工前应试夯，确定有关技术参数，如夯锤的重量、底面直径及落距、最后下沉量及相应的夯击遍数和总下沉量；夯实前槽、坑底面的标高应高出设计标高；夯实时地基土的含水量应控制在最优含水量范围内；大面积夯时应按顺序；基底标高不同时应先深后浅；冬季施工，当土已冻结时，应将冻土层挖去或通过烧热法将土层融解；结束后，应及时将夯松的表土清除或将浮土在接近１米的落距夯实至设计标高。3）强夯。强夯是强力夯实的简称。将重锤从高处自由下落，对地基施加很高的冲击能，反复多次夯击地面，使地基土中的颗粒结构发生调整，土体变密实，从而能较大限度提高地基强度和降低压缩性。其施工工艺流程为：平整场地→铺级配碎石垫层→强夯置换设置碎石墩→平整并填级配碎石垫层→满夯一遍→找平，并铺土工布→回填风化石渣垫层，用振动碾碾压八遍。一般在大型强夯施土前，都应选择面积不大于400ｍ2的场地进行典型试验，以便取得数据，指导设计与施工。

2.4灌浆法。是利用气压、液压或电化学原理将能够固化的某些浆液注入地基介质中或建筑物与地基的缝隙部位。灌浆的浆液可以是水泥浆、水泥砂浆、粘土水泥浆、粘土浆、石灰浆及各种化学浆材如聚氨酯类、木质素类、硅酸盐类等。根据灌浆的目的可分为防渗灌浆、堵漏灌浆、加固灌浆和结构纠倾灌浆等。按灌浆方法可分为压密灌浆、渗入灌浆、劈裂灌浆和电化学灌浆。灌浆法在水利、建筑、道桥及各种工程领域有着广泛的应用。

2.5加筋法1）土工合成材料。土工合成材料是一种新型的岩土工程材料。它以人工合成的聚合物，如塑料、化纤、合成橡胶等为原料，制成各种类型的产品，置于土体内部、表面或各层土体之间，发挥加强或保护土体的作用。土工合成材料可分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料等类型。2）土钉墙技术。土钉一般是通过钻孔、插筋、注浆来设置，但也有通过直接打人较粗的钢筋和型钢、钢管形成土钉。土钉沿通长与周围土体接触，依靠接触界面上的粘结摩阻力，与其周围土体形成复合土体，土钉在土体发生变形的条件下被动受力。并主要通过其受剪工作对土体进行加固，土钉一般与平面形成一定的角度，故称之为斜向加固体。土钉适用于地下水位以上或经降水后的人工填土、粘性土、弱胶结砂土的基坑支护和边坡加固。3）加筋土。加筋土是将抗拉能力很强的拉筋埋置于土层中，利用土颗粒位移与拉筋产生的摩擦力使土与加筋材料形成整体，减少整体变形和增强整体稳定。拉筋是一种水平向增强体。一般使用抗拉能力强、摩擦系数大而耐腐蚀的条带状、网状、丝状材料。

三、结束语

地基基础工程对于高层建筑的安全及使用至关重要,其造价高、工期长。科学合理地选择地基处理方式对于现代土木工程建设有着重要的意义。

参考文献：

[1]不良地基公路施工技术，人民交通出版社; 2009.