浅析特殊土地基的处理及加固

1、    浅析特殊土地基的处理及加固    王杰摘要：特殊土地基种类较多，有软土地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基和杂填土地基等。正确认识这些地基工程的特殊性，对于处理地基工程中的实际问题，意义重大。关键词：特殊土 地基 处理 加固0 引言结构物的地基失效可概括为以下几类：强度及稳定性不足问题；胀缩、塌陷及不均匀沉降问题；地下水流失及潜蚀和管涌问题；动力荷载作用下的液化、失稳和震陷问题。当结构物的天然地基可能发生上述情况之一或者其中几个时，即需采用适当的地基处理方法，以保证结构的安全与正常使用。地基处理就是按照上部结构对地基的要求，对地基进行必要的加固或改良

2、，提高地基土的承载力，保证地基稳定、减少房屋的沉降或不均匀沉降、消除湿陷性黄土的湿陷性，提高抗液化能力等。1 饱和淤泥土工程上将淤泥和淤泥质土称为软土。软土是以黏粒为主的土，在静水或非常缓慢的流水环境中沉积而成。软土含水量大，压缩性高，透水性小，承载力低，呈软塑、流塑状态。软土中分布量大、面广的是淤泥类土，它属于低强度、高压缩性的有机土，是事故多发、难以处理的地基土。1.1 工程性质 压缩性高，沉降量大。据对建在淤泥类土上的砖石结构统计，三层民用房屋沉降幅度为1530cm，四层为2560cm，五层以上多超过60cm。某些地区四层房屋下沉超过50cm，有的高达60cm以上。沉降大的原因，一是孔隙

3、比大，压缩性高；二是淤泥土层厚。因此在淤泥土地区，上部结构存在高差，平面形状复杂的房屋，因沉降差异造成房屋开裂的很多。由黏粒、粉粒构成，黏粒含量高，且含有有机质，渗透性低，渗透系数一般为1×10-81×10-6cm/s，使土的固结时间很长，房屋沉降稳定历时达数年。在正常的施工速度情况下，超过三层的房屋，施工期间沉降占总沉降的20%30%，其余的沉降可延长20年以上。在新修筑道路时，可发现道路填土过多造成路基不均匀下沉现象。由于不均匀下沉造成人行道路面脱空开裂，虽经修复仍然难以复原，其原因在于填土引起的沉降需要较长时间才能稳定。快速加荷可引起大量下沉、倾斜及倾倒。饱和淤泥类的

4、承载力与加荷排水条件关系很大。加荷速率过快，土中水不能排除，将引起土中孔隙水压增高，当外荷载超过容许承载力的50%时，地基中出现塑性变形，大量土处于流塑状态，向外挤出，引起基础下沉，严重者地基失稳。加拿大特朗斯康谷仓交付使用后不久倾倒，下沉880cm，就是其中著名的例子。地震作用属瞬间周期性水平荷载，它直接增加了地基中的剪应力。在瞬间加荷情况下，土中水立即出现高孔隙水压，随即产生土的塑性挤出。其地基工作状态与快速增加垂直静载完全相同。例如，唐山大地震期间，新港、汉沽等高烈度地区出现了大量建筑物震沉现象，三层住宅平均下沉18cm，四层为25.1cm，均伴有倾斜。土的抗剪强度很低，易于滑坡。饱和扰

5、动的淤泥其强度接近于零。饱和结构性淤泥土的强度决定于黏聚力值，在1020kpa，所以地基的容许承载力最高为100kpa，低者3040kpa。软土边坡的稳定坡度0值很低，只有1：5（坡高与坡长之比），地震时为1：10，降水后有所提高，但预压后，地基承载力可提高一倍。1.2 处理原则 尽量使用地基土排水、固结，减少、克服不均匀沉降。可用砂垫层、砂井预压法，也可用深层搅拌、高压喷射等方法予以处理，以减少建筑物对地基土的附加应力。2 杂填土地基杂填土系由堆积物组成。堆积物一般为含有建筑垃圾、工程废料、生活垃圾、弃土等杂物的填土。杂填土下多为形状不规则的池塘、洼地。堆积物的成分、堆积时间、地点等极无规律

6、，且有些堆积物与水、塘泥混杂。由于杂填土分布不规律，在建筑物的构建中，有的在勘察阶段发现杂填土，有的在开挖基坑中发现，而有的则在事故出现后才发现。2.1 工程性质 杂填土堆积时未经人工控制和处理，成分复杂，均匀性差。堆积时间不尽相同。粗骨料较多，经过多年堆积及雨淋渗流作用，有的较密实，有的含有不规则空洞。渗透系数一般较大，动力夯击一般不会出现橡皮土现象。因此，杂填土是压缩性极不均匀，强度差异很大，部分为高压缩性的软弱地基土，但不能和软土混为一谈。杂填土未经处理，不得做地基，必须慎重对待。2.2 处理原则 解决杂填土地基的不均匀性，可用强夯法、振冲碎石桩、振动成孔灌注桩、复合地基等方法进行处理，

7、不宜用静力预压、砂垫层等方法处理。3 湿陷性黄土湿陷性黄土是一种特殊的黏性土，浸水即会产生湿陷，使地基出现大面积或局部下沉，造成房屋损坏。3.1 工程性质 具有大孔结构，孔隙比e1，孔隙率n45%，粉粒含量占60%以上。天然含水量接近塑限。含有大量可溶性盐类。可溶性盐类遇水浸湿后溶解，土粒结构破坏，迅速产生沉陷，土体强度大幅度降低，在自重压力或附加压力作用下，产生压密下沉，故称为湿陷性黄土。3.2 处理原则 破坏土的大孔结构，改善土的工程性质，消除或减少地基的湿陷变形，防止水浸入地基，提高建筑结构刚度等。可用灰土垫层法、重锤夯实法、强夯法、挤密法、桩基础法、预浸水法等处理。4 膨胀土膨胀土是一

8、种黏粒成分主要由亲水性矿物组成且具有较大胀缩性的高塑性黏土。它强度较高，压缩性很差，具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形的特点，性质极不稳定，故称为胀缩性土。4.1 工程性质 膨胀土的工程特性主要表现在以下几点：膨胀土在天然状态下呈坚硬或硬塑状态，裂隙中多充填有灰绿、灰白色黏土，裂面有蜡样光泽，可观察到土体相对移动的擦痕，自然坡度平缓，浅层滑坡发育，基坑坑壁在旱季易出现干裂，遇雨则崩塌。土质极不均匀，常夹有非膨胀土。主要黏粒矿物为具有很强吸附能力的蒙脱石。由于蒙脱石含量的不同，它吸水膨胀的能力有较大差别。同时，膨胀土具有结构性、不透水性，在长期浸泡下，表面20cm以上浸水软化，形成不透水层。沿

9、着裂隙流动的水，常滞留在基岩岩面形成软弱层面。当岩面倾斜时，土体顺岩面滑动，造成罕见的平坦地形上土体水平位移的现象。膨胀土上的低层房屋常成群开裂，这是因为重量轻，基础浅埋，易受胀缩影响所致。随着层数增加，开裂现象减少，四层以上基本完好。裂缝以倒八字为主，其次为交叉裂缝、水平裂缝。外墙多下沉外倾，内墙斜裂缝比较普遍。随着季节性循环，裂缝加宽加多，直至破坏。地坪鼓裂脱空，散水滑移比较普遍。有热源处地面下沉，未经处理的道路路面常出现纵向裂缝。膨胀土地区的地下水多为上层滞水和裂隙水，因而随季节性气候变化，土中水分发生剧烈变化而引起地基不均匀胀开或闭合。这样，土的胀缩使房屋或上升或下降，在循环升降过程中，房屋易于损坏。4.2 处理原则 最大限度地抑制产生含水量变化的各种外来因素，而不是完全依靠改良土质。因为膨胀土属坚硬不透水的裂隙土，但它吸附能力很强，膨胀土含水量的增加依靠水分子的转移和毛细管的作用，含水量的减少依