一、置換法
(1)換填法就(jiù)是將(jiāng)表層不良地基土挖除,然後(hòu)回填有較好(hǎo)壓密特性的土進(jìn)行壓實或夯實,形成(chéng)良好(hǎo)的持力層。從而改變地基的承載力特性,提高抗變形和穩定能(néng)力。
施工要點:將(jiāng)要轉換的土層挖盡、注意坑邊穩定;保證填料的質量;填料應分層夯實。
(2)振沖置換法利用專門的振沖機具,在高壓水射流下邊振邊沖,在地基中成(chéng)孔,再在孔中分批填入碎石或卵石等粗粒料形成(chéng)樁體。該樁體與原地基土組成(chéng)複合地基,達到提高地基承載力減小壓縮性的目的。施工注意事(shì)項:碎石樁的承載力和沉降量很大程度取決于原地基土對(duì)其的側向(xiàng)約束作用,該約束作用越弱,碎石樁的作用效果越差,因而該方法用于強度很低的軟粘土地基時(shí)必須慎重行事(shì)。
(3)夯(擠)置換法利用沉管或夯錘的辦法將(jiāng)管(錘)置入土中,使土體向(xiàng)側邊擠開(kāi),并在管内(或夯坑)放人碎石或砂等填料。該樁體與原地基土組成(chéng)複合地基,由于擠、夯使土體側向(xiàng)擠壓,地面(miàn)隆起(qǐ),土體超靜孔隙水壓力提高,當超靜孔隙水壓力消散後(hòu)土體強度也有相應的提高。施工注意事(shì)項:當填料爲透水性好(hǎo)的砂及碎石料時(shí),是良好(hǎo)的豎向(xiàng)排水通道(dào)。
二、預壓法
(1)堆載預壓法在建造建築物之前,用臨時(shí)堆載(砂石料、土料、其他建築材料、貨物等)的方法對(duì)地基施加荷載,給予一定的預壓期。使地基預先壓縮完成(chéng)大部分沉降并使地基承載力得到提高後(hòu),卸除荷載再建造建築物。施工工藝與要點:a、預壓荷載一般宜取等于或大于設計荷載;b、大面(miàn)積堆載可采用自卸汽車與推土機聯合作業,對(duì)超軟土地基的第一級堆載用輕型機械或人工作業;c、堆載的頂面(miàn)寬度應小于建築物的底面(miàn)寬度,底面(miàn)應适當放大;d、作用于地基上的荷載不得超過(guò)地基的極限荷載。
(2)真空預壓法在軟粘土地基表面(miàn)鋪設砂墊層,用土工薄膜覆蓋且周圍密封。用真空泵對(duì)砂墊層抽氣,使薄膜下的地基形成(chéng)負壓。随著(zhe)地基中氣和水的抽出,地基土得到固結。爲了加速固結,也可采用打砂井或插塑料排水闆的方法,即在鋪設砂墊層和土工薄膜之前打砂井或插排水闆,達到縮短排水距離的目的。施工要點:先設置豎向(xiàng)排水系統,水平分布的濾管埋設宜采用條形或魚刺形,砂墊層上的密封膜采用2-3層的聚氯乙烯薄膜,按先後(hòu)順序同時(shí)鋪設。面(miàn)積大時(shí)宜分區預壓;做好(hǎo)真空度、地面(miàn)沉降量,深層沉降、水平位移等觀測;預壓結束後(hòu),應清除砂槽和腐植土層。應注意對(duì)周邊環境的影響。
(3)降水法降低地下水位可減少地基的孔隙水壓力增加上覆土自重應力,使有效應力增加,從而使地基得到預壓。這(zhè)實際上是通過(guò)降低地下水位,靠地基土自重來實現預壓目的。施工要點:一般采用輕型井點、噴射井點或深井井點;當土層爲飽和粘土、粉土、淤泥和淤泥質粘性土時(shí),此時(shí)宜輔以電極相結合。
(4)電滲法在地基中插入金屬電極并通以直流電,在直流電場作用下,土中水將(jiāng)從陽極流向(xiàng)陰極形成(chéng)電滲。不讓水在陽極補充而從陰極的井點用真空抽水,這(zhè)樣(yàng)就(jiù)使地下水位降低,土中含水量減少。從而地基得到固結壓密,強度提高。電滲法還(hái)可以配合堆載預壓用于加速飽和粘性土地基的固結。
三、壓實與夯實法
1、表層壓實法采用人工夯,低能(néng)夯實機械、碾壓或振動碾壓機械對(duì)比較疏松的表層土進(jìn)行壓實。也可對(duì)分層填築土進(jìn)行壓實。當表層土含水量較高時(shí)或填築土層含水量較高時(shí)可分層鋪墊石灰、水泥進(jìn)行壓實,使土體得到加固。
2、重錘夯實法重錘夯實就(jiù)是利用重錘自由下落所産生的較大夯擊能(néng)來夯實淺層地基,使其表面(miàn)形成(chéng)一層較爲均勻的硬殼層,獲得一定厚度的持力層。施工要點:施工前應試夯,确定有關技術參數,如夯錘的重量、底面(miàn)直徑及落距、最後(hòu)下沉量及相應的夯擊遍數和總下沉量;夯實前槽、坑底面(miàn)的标高應高出設計标高;夯實時(shí)地基土的含水量應控制在最優含水量範圍内;大面(miàn)積夯時(shí)應按順序;基底标高不同時(shí)應先深後(hòu)淺;冬季施工時(shí),對(duì)土已凍結時(shí),應將(jiāng)凍土層挖去或通過(guò)燒熱法將(jiāng)土層融解;結束後(hòu),應及時(shí)將(jiāng)夯松的表土清除或將(jiāng)浮土在接近1m的落距夯實至設計标高。
3、強夯是強力夯實的簡稱。將(jiāng)很重的錘從高處自由下落,對(duì)地基施加很高的沖擊能(néng),反複多次夯擊地面(miàn),地基土中的顆粒結構發(fā)生調整,土體變爲密實,從而能(néng)較大限度提高地基強度和降低壓縮性。其施工工藝流程:1)平整場地;2)鋪級配碎石墊層;3)強夯置換設置碎石墩;4)平整并填級配碎石墊層;5)滿夯一遍;6)找平,并鋪土工布;7)回填風化石渣墊層,用振動碾碾壓八遍。一般在大型強夯施土前,都(dōu)應選擇面(miàn)積不大于400m2的場地進(jìn)行典型試驗,以便取得數據,指導設計與施工。
四、擠密法
1、振沖密實法利用專門的振沖器械産生的重複水平振動和側向(xiàng)擠壓作用,使土體的結構逐步破壞,孔隙水壓力迅速增大。由于結構破壞,土粒有可能(néng)向(xiàng)低勢能(néng)位置轉移,這(zhè)樣(yàng)土體由松變密。
施工工藝:(1)平整施工場地,布置樁位;(2)施工車就(jiù)位,振沖器對(duì)準樁位;(3)啓動振沖器,使之徐徐沉人土層,直至加固深度以上30~50cm,記錄振沖器經(jīng)過(guò)各深度的電流值和時(shí)間,提升振沖器至孔口。再重複以上步驟1~2次,使孔内泥漿變稀。(4)向(xiàng)孔内倒人一批填料,將(jiāng)振沖器沉人填料中進(jìn)行振實并擴大樁徑。重複這(zhè)一步驟直至該深度電流達到規定的密實電流爲止,并記錄填料量。(5)將(jiāng)振沖器提出孔口,繼續施工上節樁段,一直完成(chéng)整個樁體振動施工,再將(jiāng)振沖器及機具移至另一樁位。(6)在制樁過(guò)程中,各段樁體均應符合密實電流、填料量和留振時(shí)間等三方面(miàn)的要求,基本參數應通過(guò)現場制樁試驗确定。(7)施工場地應預先開(kāi)設排泥水溝系,將(jiāng)制樁過(guò)程中産生的泥水集中引入沉澱池,池底部厚泥漿可定期挖出送至預先安排的存放地點,沉澱池上部比較清的水可重複使用。(8)最後(hòu)應挖去樁頂部lm厚的樁體,或用碾壓、強夯(遍夯)等方法壓實、夯實,鋪設并壓實墊層。
2、沉管砂石樁(碎石樁、灰土樁、OG樁、低标号樁等)利用沉管制樁機械在地基中錘擊、振動沉管成(chéng)孔或靜壓沉管成(chéng)孔後(hòu),在管内投料,邊投料邊上提(振動)沉管形成(chéng)密實樁體,與原地基組成(chéng)複合地基。
3、夯擊碎石樁(塊石墩)利用重錘夯擊或者強夯方法將(jiāng)碎石(塊石)夯人地基,在夯坑裡(lǐ)逐步填人碎石(塊石)反複夯擊以形成(chéng)碎石樁或塊石墩。
五、拌和法
1、高壓噴射注漿法(高壓旋噴法)以高壓力使水泥漿液通過(guò)管路從噴射孔噴出,直接切割破壞土體的同時(shí)與土拌和并起(qǐ)部分置換作用。凝固後(hòu)成(chéng)爲拌和樁(柱)體,這(zhè)種(zhǒng)樁(柱)體與地基一起(qǐ)形成(chéng)複合地基。也可以用這(zhè)種(zhǒng)方法形成(chéng)擋土結構或防滲結構。
2、深層攪拌法深層攪拌法主要用于加固飽和軟粘土。它利用水泥漿體、水泥(或石灰粉體)作爲主固化劑,應用特制的深層攪拌機械將(jiāng)固化劑送人地基土中與土強制攪拌,形成(chéng)水泥(石灰)土的樁(柱)體,與原地基組成(chéng)複合地基。水泥土樁(柱)的物理力學(xué)性質取決于固 化劑與土之間所産生的一系列物理-化學(xué)反應。固化劑的摻人量及攪拌均勻性和土的性質是影響水泥土樁(柱)性質以至複合地基強度和壓縮性的主要因素。施工工藝:①定位②漿液配制③送漿④鑽進(jìn)噴漿攪拌⑤提升攪拌噴漿⑥重複鑽進(jìn)噴漿攪拌⑦重複提升攪拌⑧當攪拌軸鑽進(jìn)、提升速度爲0.65-1.0m/min時(shí),應重複攪拌一次。⑨成(chéng)樁完畢,清理攪拌葉片上包裹的土塊及噴漿口,樁機移至另一樁位施工。
六、加筋法
(1)土工合成(chéng)材料土工合成(chéng)材料是一種(zhǒng)新型的岩土工程材料。它以人工合成(chéng)的聚合物,如塑料、化纖、合成(chéng)橡膠等爲原料,制成(chéng)各種(zhǒng)類型的産品,置于土體内部、表面(miàn)或各層土體之間,發(fā)揮加強或保護土體的作用。土工合成(chéng)材料可分爲土工織物、土工膜、特種(zhǒng)土工合成(chéng)材料和複合型土工合成(chéng)材料等類型。
(2)土釘牆技術土釘一般是通過(guò)鑽孔、插筋、注漿來設置,但也有通過(guò)直接打人較粗的鋼筋和型鋼、鋼管形成(chéng)土釘。土釘沿通長(cháng)與周圍土體接觸,依靠接觸界面(miàn)上的粘結摩阻力,與其周圍土體形成(chéng)複合土體,土釘在土體發(fā)生變形的條件下被(bèi)動受力。并主要通過(guò)其受剪工作對(duì)土體進(jìn)行加固,土釘一般與平面(miàn)形成(chéng)一定的角度,故稱之爲斜向(xiàng)加固體。土釘适用于地下水位以上或經(jīng)降水後(hòu)的人工填土、粘性土、弱膠結砂土的基坑支護和邊坡加固。
(3)加筋土加筋土是將(jiāng)抗拉能(néng)力很強的拉筋埋置于土層中,利用土顆粒位移與拉筋産生的摩擦力使土與加筋材料形成(chéng)整體,減少整體變形和增強整體穩定。拉筋是一種(zhǒng)水平向(xiàng)增強體。一般使用抗拉能(néng)力強、摩擦系數大而耐腐蝕的條帶狀、網狀、絲狀材料,例如,鍍鋅鋼片;鋁合金、合成(chéng)材料等。
七、灌漿法
利用氣壓、液壓或電化學(xué)原理將(jiāng)能(néng)夠固化的某些漿液注入地基介質中或建築物與地基的縫隙部位。灌漿的漿液可以是水泥漿、水泥砂漿、粘土水泥漿、粘土漿、石灰漿及各種(zhǒng)化學(xué)漿材如聚氨酯類、木質素類、矽酸鹽類等。根據灌漿的目的可分爲防滲灌漿、堵漏灌漿、加固灌漿和結構糾傾灌漿等。按灌漿方法可分爲壓密灌漿、滲入灌漿、劈裂灌漿和電化學(xué)灌漿。灌漿法在水利、建築、道(dào)橋及各種(zhǒng)工程領域有著(zhe)廣泛的應用。
八、常見不良地基土及其特點
1.軟粘土軟粘土也稱軟土,是軟弱粘性土的簡稱。它形成(chéng)于第四紀晚期,屬于海相、瀉湖相、河谷相、湖沼相、溺谷相、三角洲相等的粘性沉積物或河流沖積物。多分布于沿海、河流中下遊或湖泊附近地區。常見的軟弱粘性土是淤泥和淤泥質土。軟土的物理力學(xué)性質包括如下幾個方面(miàn):(1)物理性質粘粒含量較多,塑性指數Ip一般大于17,屬粘性土。軟粘土多呈深灰、暗綠色,有臭味,含有機質,含水量較高、一般大于40%,而淤泥也有大于80%的情況。孔隙比一般爲1.0-2.0,其中孔隙比爲1.0~1.5稱爲淤泥質粘土,孔隙比大于1.5時(shí)稱爲淤泥。由于其高粘粒含量、高含水量、大孔隙比,因而其力學(xué)性質也就(jiù)呈現與之對(duì)應的特點——低強度、高壓縮性、低滲透性、高靈敏度。(2)力學(xué)性質軟粘土的強度極低,不排水強度通常僅爲5~30kPa,表現爲承載力基本值很低,一般不超過(guò)70kPa,有的甚至隻有20kPa.軟粘土尤其是淤泥靈敏度較高,這(zhè)也是區别于一般粘土的重要指标。軟粘土的壓縮性很大。壓縮系數大于0.5MPa-1,最大可達45MPa-1,壓縮指數約爲0.35-0.75.通常情況下,軟粘土層屬于正常固結土或微超固結土,但有些土層特别是新近沉積的土層有可能(néng)屬于欠固結土。滲透系數很小是軟粘土的又一重要特點,一般在10-5-10-8cm/s之間,滲透系數小則固結速率就(jiù)很慢,有效應力增長(cháng)緩慢,從而沉降穩定慢,地基強度增長(cháng)也十分緩慢。這(zhè)一特點是嚴重制約地基處理方法和處理效果的重要方面(miàn)。(3)工程特性軟粘土地基承載力低,強度增長(cháng)緩慢;加荷後(hòu)易變形且不均勻;變形速率大且穩定時(shí)間長(cháng);具有滲透性小、觸變性及流變性大的特點。常用的地基處理方法有預壓法、置換法、攪拌法等。
2.雜填土雜填土主要出現在一些老的居民區和工礦區内,是人們的生活和生産活動所遺留或堆放的垃圾土。這(zhè)些垃圾土一般分爲三類:即建築垃圾土、生活垃圾土和工業生産垃圾土。不同類型的垃圾土、不同時(shí)間堆放的垃圾土很難用統一的強度指标、壓縮指标、滲透性指标加以描述。雜填土的主要特點是無規劃堆積、成(chéng)分複雜、性質各異、厚薄不均、規律性差。因而同一場地表現爲壓縮性和強度的明顯差異,極易造成(chéng)不均勻沉降,通常都(dōu)需要進(jìn)行地基處理。
3.沖填土沖填土是人爲的用水力沖填方式而沉積的土。近年來多用于沿海灘塗開(kāi)發(fā)及河漫灘造地。西北地區常見的水墜壩(也稱沖填壩)即是沖填土堆築的壩。沖填土形成(chéng)的地基可視爲天然地基的一種(zhǒng),它的工程性質主要取決于沖填土的性質。沖填土地基一般具有如下一些重要特點。(1)顆粒沉積分選性明顯,在入泥口附近,粗顆粒較先沉積,遠離入泥口處,所沉積的顆粒變細;同時(shí)在深度方向(xiàng)上存在明顯的層理。(2)沖填土的含水量較高,一般大于液限,呈流動狀态。停止沖填後(hòu),表面(miàn)自然蒸發(fā)後(hòu)常呈龜裂狀,含水量明顯降低,但下部沖填土當排水條件較差時(shí)仍呈流動狀态,沖填土顆粒愈細,這(zhè)種(zhǒng)現象愈明顯。(3)沖填土地基早期強度很低,壓縮性較高,這(zhè)是因沖填土處于欠固結狀态。沖填土地基随靜置時(shí)間的增長(cháng)逐漸達到正常固結狀态。其工程性質取決于顆粒組成(chéng)、均勻性、排水固結條件以及沖填後(hòu)靜置時(shí)間。
4,飽和松散砂土粉砂或細砂地基在靜荷載作用下常具有較高的強度。但是當振動荷載(地震、機械振 動等)作用時(shí),飽和松散砂土地基則有可能(néng)産生液化或大量震陷變形,甚至喪失承載力。這(zhè)是因爲土顆粒松散排列并在外部動力作用下使顆粒的位置産生錯位,以達到新的平衡,瞬間産生較高的超靜孔隙水壓力,有效應力迅速降低。對(duì)這(zhè)種(zhǒng)地基進(jìn)行處理的月的就(jiù)是使它變得較爲密實,消除在動荷載作用下産生液化的可能(néng)性。常用的處理方法有擠出法、振沖法等。
5.濕陷性黃土在上覆土層自重應力作用下,或者在自重應力和附加應力共同作用下,因浸水後(hòu)土的結構破壞而發(fā)生顯著附加變形的土稱爲濕陷性土,屬于特殊土。有些雜填土也具有濕陷性。廣泛分布于我國(guó)東北、西北、華中和華東部分地區的黃土多具濕陷性。(這(zhè)裡(lǐ)所說(shuō)的黃土泛指黃土和黃土狀土。濕陷性黃土又分爲自重濕陷性和非自重濕陷性黃土,也有的老黃土不具濕陷性)。在濕陷性黃土地基上進(jìn)行工程建設時(shí),必須考慮因地基濕陷引起(qǐ)附加沉降對(duì)工程可能(néng)造成(chéng)的危害,選擇适宜的地基處理方法,避免或消除地基的濕陷或因少量濕陷所造成(chéng)的危害。
6.膨脹土膨脹土的礦物成(chéng)分圭要是蒙脫石,它具有很強的親水性,吸水時(shí)體積膨脹,失水時(shí)體積收縮。這(zhè)種(zhǒng)脹縮變形肚往很大,極易對(duì)建築物造成(chéng)損壞。膨脹土在我國(guó)的分布範圍很廣,如廣西、雲南、河南、湖北、四川、陝西、河北、安徽、江蘇等地均有不同範圍的分布。膨脹土是特殊土的一種(zhǒng),常用的地基處理方法有換土、土性改良、預浸水,以及防止地基土含水量變化等工程措施。
7.含有機質土和泥炭土當土中含有不同的有機質時(shí),將(jiāng)形成(chéng)不同的有機質土,在有機質含量超過(guò)一定含量時(shí)就(jiù)形成(chéng)泥炭土,它具有不同的工程特性,有機質的含量越高,對(duì)土質的影響越大,主要表現爲強度低、壓縮性大,并且對(duì)不同工程材料的摻入有不同影響等,對(duì)直接工程建設或地基處理構成(chéng)不利的影響。
8.山區地基土山區地基土的地質條件較爲複雜,主要表現在地基的不均勻性和場地穩定性兩(liǎng)個方面(miàn)。由于自然環境和地基土的生成(chéng)條件影響,場地中可能(néng)存在大孤石,場地環境也可能(néng)存在滑坡、泥石流、邊坡崩塌等不良地質現象。它們會(huì)給建築物造成(chéng)直接的或潛在的威脅。在山區地基建造建築物時(shí)要特别注意場地環境因素及不良地質現象,必要時(shí)對(duì)地基進(jìn)行處理。
9.岩溶(喀斯特)在岩溶(喀斯特)地區常存在溶洞或土洞、溶溝、溶隙、窪地等。地下水的沖蝕或潛蝕使其形成(chéng)和發(fā)展,它們對(duì)結構物的影響很大,易于出現地基不均勻變形、崩塌和陷落。因此在修建結構物之前,必須進(jìn)行必要的處理。
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