摘 要:本文从软土地基的概念和特征看手,详细介绍了工租中常用的处理技术和几种软土地基处理的新方法,并对几种处理方法进行了比较,从而根据工程的具体情况选择最合适的处理方法。
关键词:软土地基;处理方法;适用
1 软土地基的概念和特征
软土地基强度低,压缩性大,且一经挠动,土体结构便被破坏,强度随之削弱。软土地基上的建筑物,由于地基压缩变形,造成沉降量过大或沉降不均匀,往往引起建筑物的破坏或使用上的不良影响。
1.1 软土地基
软土地基泛指抗剪强度低、压缩性大的软弱土层,主要为饱和软泥土,在天然地层剖面上,它往往与泥炭或粉砂交错沉积。软土地基指以软土为主,与粉砂、泥炭等一些其他土层相间组成的地基。软土一般是指天然含水量大、孔隙比大、压缩性高、承载力低、渗透性小的一种呈软塑到流塑状态的饱和粘性土。它一般是在静水或缓慢的流水环境中沉积,经生物、化学作用形成的。
1.2 特征
①软土天然含水量高,含水量一般在34%~72%之间。山区软土的含水量可达200%;
②天然孔隙比大,空隙比一般在1.0~1.9之间,山区孔隙比有的甚至可以达到6.0;
③压缩性高,软土的天然孔隙比决定了压缩性必然高,压编系数一般在0.5~2.0MPa,属于高压缩,有的可离达2.3MPa;
2 软土地基常见的工程问题
地基是指承托建筑物基础的这一部分范围很小的场地,建筑物的地基所面临的问题有以下4方面:①强度及稳定性问题;②压缩及不均匀沉降问题;③渗漏问题;④液化问题。当建筑物的天然地基存在上述4类问题之一或其中几个时,都必须采用地基处理措施以保证建筑物的安全与使用。地基与建筑物的关系极为密切,地基问题常常是造成工程事故的主要原因。
3 地基处理的基本原则
3.1 要综合考虑各种影响因素
①建筑物的各种特征:例如体型、刚度、结构受力体系、建筑材料和使用要求,荷载大小、分布和种类,基础类型、布置和埋深,基地压力、天然地基承载力、稳定安全系数、变形容许值。
②地基土的类别、加固深度、上部结构要求、周围环境条件;
③材料来源、施工工期、施工队伍技术素质与施工技术条件、设备状况和经济指标等;
3.2 地基处理的总的原则
在综合分析上述因素的基础上,必须坚持技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的原则拟定处理方案,才能获得最佳的处理效果。
4 软土地基的处理方法
4.1 换填垫层法
当软弱土层厚度不很大时,可将处理范围内的软弱土层部分全部挖除,然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性材料(通常是渗水性好的中粗砂)称为换填或垫层法。此法处理的度一般为2~3m。如果软弱土层厚度过大,则会增大工程成本。通换填具有较高抗剪强度的地基土,从而达到增强地基承截力的的目的,满足构筑物对地基的要求。主要加固方法有换填、抛石挤淤、垫层、强夯挤淤几种。代表方法有砂垫层法及换填法。
4.2 深层密实法
采用爆破、夯击、挤压和振动及加人抗剪强度高的材料等方对地基深层的软弱土体进行振密和挤密的地基加固方法称为深层密实法。适用于软土厚度>3m的中厚软土的加固,分布面积广的地基加固处理其加固深度可达到30m。
5 几种软土地基处理方法的比较
5.1 排水固结法
这是一种使用多年的方法,今仍被普遍采用,其主要特点是理论成熟,施工备简单,费用低。如砂井排水法,对于盛产砂料地区,当是首选方案。但由于排水固结法需要压荷载,且预压时间长,对工期紧迫、缺乏压载件的工程是难以采用的。此外,排水固结法只加速固结沉降而不能减少固结沉降量,对于对降和不均匀沉降要求严格的工程必须慎重选择。大量的实测资料表明,排水固结法的有效处理度约为12~15m,超过这一深度,孔隙水压力消相当困难和缓慢,故设计时应加以考虑。当地中有下伏透水层时,排水速度将大大加快。
5.2 强夯法
亦称动力固结法,近年来用强夯法处理地基的工程较多,有成有败,因而学术界和工程界争论较多。强夯法施工设备简单,不需加固材料,费用低、周期短。但应注意,强夯法有严格的土质适用范围,主要适用于处理素填土、杂填土、砂土、低饱和度粘土、粉土和黄土地基。软土的饱和度接近1,是不宜使用强夯法的,但在有些地区,软土中夹多层松砂,具“千层饼”状构造,为夯击时高孔隙水压力的消散提供了条件,故成功的实例也不少见。所以,采用强夯法首先应考虑的是地层构造。
6 结语
地基处理方法种类繁多,在实际设计施工中应从地基条件、工程对地基的要求,工程的进度、工程的费用以及材料供应,施工技术是否成熟等方面综合考虑,选择合适的处理方法。另外在软弱地基的处理中,还应根据具体情况,可以采取多种方法复合来处理加固地基,如受到工期、资金等限制,可以采用排水固结法和强夯法共同作用,加速地基的沉降稳定,缩短工期,提高地基强度。在建筑物整体设计上,也应考虑建筑物主体与地基的相互影响,采取增强结构整体刚度或减轻建筑物的自重的方法,提供整体稳定性,减少地基的不均匀沉降。
参考文献
[1]李庆,廖翔.浅谈软弱地基处理方法[J].现代商业工贸,2007,19(2).
[2]建筑地基基础设计规范GBJ-7-89[S].
