工程地質(zhì)問題-軟基處理

1、軟土地基對建筑工程的影響及其處理方法1、軟土地基的定義 軟土地基是指強(qiáng)度低,壓縮量較高的軟弱土層，多數(shù)含有一定的有機(jī)物質(zhì)，主要由粘土和粉土等細(xì)微顆粒含量多的松軟土、孔隙大的有機(jī)質(zhì)土、泥炭以及松散砂等土層構(gòu)成。地下水位高,其上的填方及構(gòu)造物穩(wěn)定性差且發(fā)生沉降的地基。*總的來說由軟弱土層構(gòu)成的地基就是軟土地基。 軟弱土：（1）從性質(zhì)上理解：濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低的細(xì)粒土。（2）從具體土層上理解：由淤泥、淤泥質(zhì)土、松軟沖填土與雜填土，或其他高壓縮性軟弱土層。2、軟土地基的特點(diǎn)1）由于其軟土中的間隙較多、較大，且含水量也較多，使得其容易壓縮，具備了壓縮

2、性強(qiáng)的特點(diǎn)，因此在一些軟土地基中就會很容易出現(xiàn)較大的不均勻沉降的現(xiàn)象。2）軟土在受到外部壓力和干擾時，就會造成軟土結(jié)構(gòu)損壞，從而使得其強(qiáng)性弱。因此在軟土地基中就經(jīng)常發(fā)生滑 坡、沉降、塌陷等等狀況，這都是由于其受到壓力和震動導(dǎo)致的，也說明了軟土的強(qiáng)性太低。3）由于軟土沉積環(huán)境的獨(dú)特性，使得其軟土土質(zhì)的均勻性不強(qiáng)。如果軟土地基處理不當(dāng)，必定會發(fā)生不均勻沉降現(xiàn)象。4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，軟土里面含水量多，同時其透水性也比較差，同樣水分的不同種類土壤，軟土滲水遠(yuǎn)比其他滲水速度慢，因此，在很多軟土地基上修筑的建筑工程就需要耗費(fèi)大量時間來沉降軟土，這也會直接影響其地基 性能。 一、高壓縮性：軟土由于孔隙比大

3、于1，含水量大，容重較小，且土中含大量微生物、腐植質(zhì)和可燃?xì)怏w，故壓縮性高，且長期不易達(dá)到國結(jié)穩(wěn)定。在其它相同條件下，軟土的塑限值愈大，壓縮性亦愈高。二、抗剪強(qiáng)度低：因此軟土的抗剪強(qiáng)度最好在現(xiàn)場作原位試驗(yàn)。三、透水性?。很浲恋耐杆阅芎艿停怪睂用鎺缀跏遣煌杆?，對排水固結(jié)不利，反映在建筑物沉降延續(xù)時間長。同時，在加荷初期，常出現(xiàn)較高的孔隙水壓力，影響地基的強(qiáng)度。四、觸變性：軟土是絮凝狀的結(jié)構(gòu)性沉積物，當(dāng)原狀土未受破壞時常具一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，但一經(jīng)擾動，結(jié)構(gòu)破壞，強(qiáng)度迅速降低或很快變成稀釋狀態(tài)。軟土的這一性質(zhì)稱觸變性。所以軟土地基受振動荷載后，易產(chǎn)生側(cè)向滑動、沉降及其底面兩側(cè)擠出等現(xiàn)象。3、軟土

4、地基的性質(zhì)五、流變性：是指在一定的荷載持續(xù)作用下，土的變形隨時間而增長的特性。使其長期強(qiáng)度遠(yuǎn)小于瞬時強(qiáng)度。這對邊坡、堤岸、碼頭等穩(wěn)定性很不利。因此，用一般剪切試驗(yàn)求得抗剪強(qiáng)度值，應(yīng)加適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)六、不均勻性：軟土層中因夾粉細(xì)砂透鏡體，在平面及垂直方向上呈明顯差異性，易產(chǎn)生建筑物地基的不均勻沉降。 4、軟土地基的危害性 軟土地基的危害性很大，如果施工過程中處理不當(dāng)或者干脆不處理，會造成構(gòu)造物出現(xiàn)不均勻沉降或沉降過大，這樣會不同程度的造成構(gòu)造物的損壞。根據(jù)不同施工條件選用合適的方法處理軟土地基，可以有效的解決出現(xiàn)的問題，使工程順利的進(jìn)行，減少財(cái)務(wù)支出，避免更大的事故或破壞情況發(fā)生。 土路基的強(qiáng)度

5、和穩(wěn)定性直接影響到基層和面層及道路的使用壽命。假若基層位于軟土路基上，在重型荷載的反復(fù)作用下，路基土有可能擠入底基層，降低了路基的強(qiáng)度，從而導(dǎo)致路面的破壞。這里土基含水量過高是關(guān)鍵的破壞因素，含水量過高、車輛荷載的反復(fù)作用，就容易形成翻漿直到對路面的破壞。由于軟土地基處理不當(dāng)引起的房屋坍塌！路面翻漿現(xiàn)象5、關(guān)于軟土地基我們需要解決的問題（1）強(qiáng)度和穩(wěn)定性問題。當(dāng)?shù)鼗目辜魪?qiáng)度不足以承受路堤及路面外荷載時，地基可能會產(chǎn)生局部或整體剪切破壞，造成路堤塌方、失穩(wěn)，橋臺破壞。（2）沉降變形問題。當(dāng)?shù)鼗a(chǎn)生過大的沉降變形，特別是不均勻變形時，路面會開裂、引起橋頭跳車，引起涵洞漏水，路面積水等。（3）在外

6、來（地震、車輛振動）動力荷載作用下，可引起地基土特別是飽和無粘性土的液化、失穩(wěn)及震陷。6、軟基處理的目的軟土地基處理的目的是利用換填、夯實(shí)、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學(xué)等方法對地基土進(jìn)行加固，改良地基土的工程特性。（1）、提高地基的抗剪強(qiáng)度（2）、降低地基的壓縮性（3）、改善地基的透水特性（4）、改善特殊土的不良地質(zhì)特性*最終目的 ：提高地基的穩(wěn)定性和承載能力。7、地基處理原理和分類地基處理分類 針對軟土地基的特點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的處理：淺層承載力不足，可進(jìn)行置換法處理；針對軟土透水性差，采用增加排水途徑、縮短排水距離等方法處理，增加承載力；通過加入其他物質(zhì)，改善土質(zhì)性能，提高承載力等等。 根據(jù)不同的

7、原理，地基處理的方法可大致分為：表層處理法、開挖置換法、排水固結(jié)法、灌入固化物 、加筋法、冷熱處理法、托換法、糾偏（傾）法。7.1 按加固原理分為以下幾種類型： （1） 表層處理法 在原軟土層頂面通過鋪筑一層能改善剪切特性、壓縮特性或透水特性的其他材料或土工材料，來提高地基承載力或穩(wěn)定性的處理方法。主要有砂墊層法、反壓護(hù)道法、土工合成材料法。 （2）開挖置換法利用物理力學(xué)性質(zhì)較好的巖土材料，置換天然地基中部分（或全部）軟弱土或不良土，形成雙層地基或改良地基，以達(dá)到提高地基承載力、減小沉降的目的。置換法包括：換土墊層法、拋石擠淤強(qiáng)夯置換法、振沖置換法（振沖碎石樁法）、沉管碎石樁法、砂樁法、石灰樁

8、法以及超輕質(zhì)料填土法（輕質(zhì)混凝土）等。 （3）排水固結(jié)法對天然地基或先在地基中設(shè)置砂井（袋裝砂井或塑料排水板）等豎向排水體，然后利用路基本身重量分級逐漸加載；或在建筑物建造前在場地上先行加載預(yù)壓，使土體中的空隙水排出，逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，同時強(qiáng)度逐步提高的方法。排水固結(jié)法包括：加載預(yù)壓法、超載預(yù)壓法、砂井法（普通砂井、袋裝砂井和塑料排水帶法）、真空預(yù)壓與堆載預(yù)壓聯(lián)合作 用降低地下水位法。（4）灌入固化物向土體中灌入或拌入水泥、石灰或其他化學(xué)固化漿材（水玻璃+氯化鈣漿液、紙漿液如重鉻酸鹽類），在地基中形成增強(qiáng)體，以達(dá)到地基處理的目的。灌入固化物法包括：深層攪拌法、高壓噴射注漿法、滲入性灌漿法

9、、劈裂灌漿法、電動化學(xué)注漿法。（5）加筋法 在地基土中設(shè)置強(qiáng)度高、模量大的筋材（鋼筋混凝土、土工格柵、土工織物等），以達(dá)到提高地基承載力，減少工后沉降的目的。本法包括：加筋土法、土釘墻法、錨固法、樹根樁法、低強(qiáng)度混凝土樁復(fù)合地基法、鋼筋混凝土樁復(fù)合地基法等。（6）冷、熱處理法 冷熱處理是指通過凍結(jié)土體，或焙燒、加熱地基土以改變土體物理力學(xué)性質(zhì)以達(dá)到地基處理的目的。它主要包括凍結(jié)法和燒結(jié)法兩種。 （7）托換托換是指對原有建筑物地基和基礎(chǔ)所進(jìn)行的處理和加固。它主要包括：基礎(chǔ)加寬法、墩式托換法、樁式托換法、地基加固法、綜合加固法。（8）糾偏（傾）法 糾偏是指對由于沉降不均勻造成傾斜的建筑物進(jìn)行矯正的

10、手段。主要包括：加載糾偏法、掏土糾偏法、頂升糾偏法和綜合糾偏法等。 軟基施工現(xiàn)場8、現(xiàn)有幾種地基處理方法1、強(qiáng)夯法 強(qiáng)夯發(fā)是法國Menard技術(shù)公司于1969年首創(chuàng)的一種地基加固方法。它一般通過8t30t的重錘（最重可200t）和8m20m的落距（最高可達(dá)40m），對地基土施加很大的沖擊能，一般能量為5008000KNm。利用地基圖土中出現(xiàn)的沖擊波和動應(yīng)力，提高地基土的強(qiáng)度、降低土的壓縮性、提高土層的均勻程度，減少可能出現(xiàn)的差異沉降。2、表層處理法（1）砂墊層 在軟土層頂面鋪砂墊層，主要起淺層水平排水作用。 適用條件：用于路堤高度小于2倍極限高度（在天然軟土地基上，基底不作特殊加固處理而用快速

11、施工方法修筑路堤的填筑最大高度）軟土層及其硬殼較薄，或軟土表面滲透性低的硬殼等情況。亦可用于軟土層稍厚但具有雙面排水條件的地基。有排水砂墊層、換土砂墊層、砂墊層和土工布混合使用等形式。（2）反壓護(hù)道作用機(jī)理：在道路主路堤兩側(cè)，填筑一定寬度和高度的護(hù)道，以期達(dá)到路堤穩(wěn)定的一種方法，它主要是起抗滑的平衡作用，使得抗滑力矩能克服滑動力矩。 （3）土工聚合物處治土工布土工布在軟土地基加固中的作用包括排水、隔離、應(yīng)力分散和加筋補(bǔ)強(qiáng)。土工布連接一般采用搭接法或縫接法?？p接法有一般縫法、丁縫法和蝶形法。土工布一般分一層或多層鋪設(shè)。當(dāng)鋪設(shè)兩層以上時，層與層之間要夾10-20cm的砂或砂礫墊層，以提高基底透水性

12、。3、換填墊層處理 當(dāng)軟弱土層厚度不很大時，可將路基面以下處理范圍內(nèi)的軟弱土層部分或全部挖除，然后換填強(qiáng)度較大的土或其它穩(wěn)定性能好、無侵蝕性的材料(通常是滲水性好的礫料)稱為換填或墊層法。4、拋石擠淤處理 通過向流塑狀、高靈敏度的淤泥表面大量集中拋填石料，依靠填筑體的自重或利用其他外力，如振動、強(qiáng)夯或卸載等，使淤泥的結(jié)構(gòu)遭到破壞后擠開淤泥，強(qiáng)制置換飽和軟土的地基處理方法。 從路基的中部或一角向兩側(cè)或淤泥出口拋投合格的石料，將淤泥擠出路基范圍，以提高路基強(qiáng)度，至石料高出水面后，采用沖擊式壓路機(jī)機(jī)械進(jìn)行沖擊夯實(shí)。5、爆破排淤法將炸藥放在軟土或泥沼中爆炸，利用爆炸時的張力作用，把淤泥或泥沼揚(yáng)棄，然后

13、回填強(qiáng)度較高的滲水性土壤，如砂礫、碎石等。爆破排淤較一般方法換填深度大、工效較高，軟土、泥沼均可采用。爆破排淤法用于當(dāng)淤泥（泥炭）層較厚，稠度大，路堤較高和施工期緊迫時；路段內(nèi)沒有橋涵等構(gòu)造物，路基承載力均衡一致，因整體沉降對道路不會產(chǎn)生破壞，也可考慮換填。但對橋涵構(gòu)造物及兩側(cè)引道等，應(yīng)考慮采用其他方法。6、碎石樁處理 碎石樁是指用振動、沖擊或水沖等方法在軟弱地基中成孔后，再將碎石擠入土中形成大直徑的由碎石所構(gòu)成的密實(shí)樁體。 按其制樁工藝分為振沖（濕法）碎石樁和干法碎石 樁兩大類。采用振動水沖法施工的碎石樁稱為振沖碎石樁。采用各種無水沖工藝（干振、振擠、錘擊）施工的碎石樁稱為干法碎石樁。干法碎

14、石樁主要有三類：錘擊碎石樁、 干振碎石樁和振擠碎石樁。7、排水固結(jié)法處理 排水固結(jié)法主要是增加排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)，通過增加排水途徑，縮短排水距離，加快地基軟土的固結(jié)。8、灌入固化物處理 向土體中灌入或拌入水泥等其他化學(xué)固化漿材（水玻璃+氯化鈣漿液、紙漿液如重鉻酸鹽類），在地基中形成增強(qiáng)體，以達(dá)到地基處理的目的。 灌入固化物法包括：深層攪拌法、高壓噴射注漿法、滲入性灌漿法、劈裂灌漿法。9、真空預(yù)壓堆載法 真空預(yù)壓堆載就是通過簡便的易于操作的方法，大道加快軟土的固結(jié)。為此，加快固結(jié)就是要加快排水：前面講的就是縮短排水距離和增加排水途徑兩種方法。一般均設(shè)置豎向排水體，并在頂部設(shè)置水平排水通道。其中，豎向排水體的性能及施工質(zhì)量是預(yù)壓固結(jié)工法能否成功的關(guān)鍵。目前，豎向排水體主要有砂井和塑料排水板兩種，其中塑料排水板具有施工快速、方便、對土體擾動較小等特點(diǎn)。豎向排水體兩個主要的問題一是應(yīng)保證應(yīng)有的長度，確保穿透軟土層，二是應(yīng)保證豎向排水體不會隨著時間的推移逐漸堵塞，即應(yīng)具有長久排水功能。根據(jù)調(diào)研，目前市場上優(yōu)質(zhì)的塑料排水板（主要是優(yōu)質(zhì)的濾膜材料），可保證較長時間的透水能力，且已開發(fā)生產(chǎn)出可測深式塑料排水板，可確保塑料排水板應(yīng)插入的深度。真空預(yù)壓堆載法示意圖9、我的想法 我認(rèn)為對于軟土地基的處理還可以通過生物方法來實(shí)現(xiàn)。 可