浅谈软土地基加固的方法
摘要:现代的建筑物呈现大型化、功能化和特异化的特征,这些特征对地基处理提出了特殊的要求,地基处理的好坏直接关系到建筑物的功能性和稳定性。由于建筑物在地基的选择上选择性比较低,所以难免建筑物被规划在软土层上的现象出现,本文结合软土地基的施工经验,阐述了软土地基的概念,提供了软土地基加固的方法,希望可以对软土地基加固工作起到参考和借鉴的作用。
关键词:软土地基;加固;方法
前言:我国幅员辽阔、地域跨度大、地质条件复杂,自然赋予了各种天然地基,我们在选择性很小小的范围内进行建设,随着现代化脚步的加快,人民需要的多样化,单单依靠天然合格地基去进行建设的区域越来越少,如何改造不合格条件,加固和改造软土地基成为建筑行业一项重要的课题,引起了人们的高度重视。
1.软土地基的概念
我国建筑地基大体可以分为三个类型,第一是岩石地基,这种地基质地严密,承载力强,是理想的支撑地基;第二是沙石地基,这种地基有一定的承载能力,经过压实处理,排除自由水就可以成为理想的支持地基;第三是软土地基,这种地基在我国分布较广,由于物理性质较差,没有经过加固不适合作为地基。
软土地基在我国分布较广,沿海、沿水系和复杂地质地段都有大面积的存在,这对建筑施工带来了十分大的不便,由于这些软土地基地带往往是建筑重点突破的地段,例如:大型水利设施、大型码头、大型厂矿等常常设立在这些地带,因此,就产生了如何进行人为加固软土地基,改造软土地基的承载能力,提高建筑物安全性和保证建筑物功能性的需要和考量。
本文将软土地基定义为:土壤主要由细致沙土或泥土构成,其间含水率极高,承载力很低,土壤和沙石中孔隙含水呈孔隙水状态,在一般情况土壤在孔隙水压力的情况下呈现一定的流动性,其水分消散困难,这样的地基我们称谓软土地基,对于软土地基的加固一般均需进行人为强力排水,压缩孔隙率,提高地基的干容,进而可以达到地基的使用。
2.软土地基加固的方法
2.1 挤密沙井法。采用一定间距、密度和深度的沙井,抽取地基层深处的土壤和沙石,并形成竖向的排水通道,将基地含水率降低,置换流动性大的土壤和沙石。
2.2 碎石桩法。采用一定深度和密度的碎石桩,增加地基的强度,降低地基含水率,提高地基的承载能力。
2.3 水泥喷浆矽化法。在长条状软土地基强化过程里,特别是道路、桥梁和海底隧道的施工中,采用矽化加固淤泥质地基,应用钻孔喷射水泥浆矽化办法,使软土地基在局部得到加固。
2.4 超软基上先插浅层排水板进行表层土体真空预压加固,形成硬壳后再进行深层插板施工与真空预压二次加固方法,这是近年来天津南港工业区围堤造陆工程新摸索出来的,加快超软基真空预压加固达到8t/m2承载能力的方法,为了进一步节约造价,在吹泥表面吹填一层粉细砂代替砂垫层,用人工方法插入4m~5m的排水板覆薄膜及土工布抽真空加压30d~45d,即可硬化表层,这时再上打板设备,打深层排水板,在板头区挖沟,将滤管与板头连接,在沟内填中粗砂,形成水平排水通道,再覆膜,抽真空预压三个月,即完成真空预压工作,实践证明,这种方法加固更有效。
2.5 软土地基深层水泥搅拌处理加固软土地基法(CDM法)——采用一定间距并达到加固孔深底标高,喷入水泥浆,搅拌淤泥,矽化成为复合人造地基,可大大提高地基承载力,在此基础上进行抛石建造基床,可以建造重力式岸墙结构。
2.6 软土地基上的旋喷格构桩支护结构——为了节省造价,有时软土地基上的深基础支护采用先施工旋喷格构桩形成框架式支护结构,再开挖基坑方式。
2.7 大开挖软土换填为砂石棱体基床——这在下卧硬土层不太深,又可开挖成槽的地区采用,
2.8 抛石挤淤或抛石爆夯方法起到置换基础的作用——这在下卧硬土层埋深太深或者无法开挖成槽时采用。在软土上先抛石利用在抛石顶面放置炸药爆炸,使块石夯沉或插管埋药方法进行爆破,使抛石落沉到下卧持力层上,
3.软土地基的排水真空预压处理法
在现实施工中经常接触到淤泥质地基或回填造陆地基,它们的特点是孔隙率、含水率极大,由于是软土地基中最难于加固和施工的地基,其表现是:地基无法直接加载有效负荷,土体流动性大,容易发生剪切破坏,是软土加固工作中难度最大的地基。
软土地基排水真空预压处理法是采用:首先,采用打沙井的办法,形成竖向的排水通道;其次,采用施加压力、振捣的办法排水,最后,用塑料排水板上真空吸水,将水排出加固地基的施工工艺,这种方法有三个关键技术:第一,如何有效形成竖向、水平排水通道,并有效运行,这是软土地基排出孔隙水、压缩孔隙率、提高承载力的必要条件,加上,由土体中的毛细水如何转化为自由水排出,也是通道材质的关键。第二,打板深度直达需加固土体的底标高处。打设方法分为震动打设法与液压打设法。对于加固土层又分为浅层排水板与深层排水板的连续打设剪板工艺与固定长度\"引带法\"控制工艺。第三,有了排水通道后,还必须在加固区施加有效附加应力,才能促成孔隙内压缩排水,因排水才能消散孔隙水压力,软土才能在压缩中提高承载力,对于超软基施加荷载中,最忌差异压差,造成水平变形。而真空预压方法妥善解决了这个问题。
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