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内容摘要
我国地域辽阔,由于自然地理环境不同,分布着多种多样的土类,某些土类还具有不同于一般土类的特殊性质。
作为地基,必须针对其特性采取适当的工程措施。
城市化和工业化进程的快速发展,使得土木工程向各种复杂地基条件的区域发展,特殊土地基的工程特性引起了工程师的重视。
总结软土、湿陷性黄土、膨胀土、红黏土等几种地区常见特殊土的重要工程性质,提出相应的地基处理方法以及工程注意事项,对安全、科学、经济的安全建设项目具有重要意义。
关键词:
软土;
湿陷性黄土;
膨胀土;
红黏土;
地基处理
目录
内容摘要I
引言1
1概述2
1.1良好地基对房屋建筑的重要性2
1.2特殊土地基2
1.3地基处理方法及其应用2
2几种特殊土的工程特性及地基处理5
2.1软土5
2.1.1工程特性5
2.1.2软土地基的地基处理及工程措施5
2.2湿陷性黄土5
2.2.1工程特性6
2.2.2湿陷性黄土地基的地基处理及工程措施6
2.3膨胀土7
2.3.1工程特性7
2.3.2膨胀土地基的地基处理及工程措施8
2.4红黏土地基8
2.4.1工程特性9
2.4.2红黏土地基的地基处理及工程措施9
3案例分析10
3.1案例一10
3.1.1工程概况10
3.1.2采取的地基处理措施及处理结果11
3.2案例二12
3.2.1工程概况12
3.2.2采取的地基处理措施及处理结果12
4结论14
参考文献15
引言
我国地域辽阔,从沿海到内陆,从山区到平原,分布着多种多样的土类。
由于生成时地理环境、气候条件、地质成因不同以及次生变化等原因,使一些土类具有特殊的成分、结构和工程性质。
通常把这些具有特殊工程性质的土类称为特殊土。
随着人类生活水平的不断提高,土地的需求日益上涨,人们不得不在各种复杂和软弱地基上开展工程建设。
因此,正确认识各种特殊土的工程特性就显得尤为重要。
如果不注意这些特性就会造成事故,通常把这些具有特殊工程性质的土类称为特殊土。
本文简要分析特殊土中的软土地基、湿陷土地基、膨胀土、红黏土等地基的特性及地基处理的主要措施。
1概述
1.1良好地基对房屋建筑的重要性
随着我国建筑行业的飞速发展,房屋建筑质量一直是人们关注的热点,近年来,我国相继发生的房屋建筑质量事故给人民生命财产造成了严重损失,特别是地基基础工程质量的可靠性,是房屋工程整体安全可靠性的根源。
因此做好房屋建筑地基基础工程质量是保障人们日常生活和生命财产安全的重要举措,是必须重视的。
作为工程建设的第一步重要工序,地基基础施工的质量是高层建筑施工质量控制的基础,同时也是保证工程建设质量的关键。
整个工程建设的质量往往就是由地基基础施工的质量来决定的,特别是我国作为一个土地面积辽阔的国家,工程所在地的地质情况往往会随着地域条件的不同而存在着较大的差异,这就对工程建设中的地基施工带来了严峻的挑战,同时对地基基础施工的质量也就提出了更高的要求。
而当前我国的工程施工特别是建筑施工中,地基基础施工问题并没有引起足够的重视,也没有被很好的解决。
总体而言,我国工程建设中地基基础施工的质量控制任重而道远,只有加强了工程建筑地基基础施工的管理,才能切实的提高工程建设的质量。
要想建设高质量的工程项目,地基基础施工的质量控制是核心。
1.2特殊土地基
特殊土地基种类较多,有软土地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基和红黏土地基等。
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。
1.3地基处理方法及其应用
常用的地基处理方法有:
换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。
1、换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。
其主要作用是提高地基承载力,减少沉降量,加速软弱土层的排水固结,防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。
2、强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。
强夯置换法适用于高饱和度的粉土,软-流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程,在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。
强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度,减少压缩性,改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。
对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。
3、砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基,提高地基的承载力和降低压缩性,也可用于处理可液化地基。
对饱和粘土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理,使砂石桩与软粘土构成复合地基,加速软土的排水固结,提高地基承载力。
4、振冲法分加填料和不加填料两种。
加填料的通常称为振冲碎石桩法。
振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。
对于处理不排水抗剪强度不小于20kbra的粘性土和饱和黄土地基,应在施工前通过现场试验确定其适用性。
不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。
振冲碎石桩主要用来提高地基承载力,减少地基沉降量,还可用来提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度。
5、水泥土搅拌法分为浆液深层搅拌法(简称湿法)和粉体喷搅法(简称干法)。
水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。
不宜用于处理泥炭土、塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基。
若需采用时必须通过试验确定其适用性。
当地基的天然含水量小于30%(黄土含水量小于25%)、大于70%或地下水的brH值小于4时不宜采用于法。
连续搭接的水泥搅拌桩可作为基坑的止水帷幕,受其搅拌能力的限制,该法在地基承载力大于140kbra的粘性土和粉土地基中的应用有一定难度。
6、高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。
当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时,应根据现场试验结果确定其适用性。
对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。
高压旋喷桩的处理深度较大,除地基加固外,也可作为深基坑或大坝的止水帷幕,目前最大处理深度已超过30m。
7、预压法适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。
按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。
堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。
当软土层厚度小于4m时,可采用天然地基堆载预压法处理,当软土层厚度超过4m时,应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。
对真空预压工程,必须在地基内设置排水竖井。
预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。
8、夯实水泥土桩法适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。
该法施工周期短、造价低、施工文明、造价容易控制,目前在北京、河北等地的旧城区危改小区工程中得到不少成功的应用。
9、水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。
对淤泥质土应根据地区经验或现场试验确定其适用性。
基础和桩顶之间需设置一定厚度的褥垫层,保证桩、土共同承担荷载形成复合地基。
该法适用于条基、独立基础、箱基、筏基,可用来提高地基承载力和减少变形。
对可液化地基,可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合地基,达到消除地基土的液化和提高承载力的目的。
10、石灰桩法适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、杂填土和素填土等地基。
用于地下水位以上的土层时,可采取减少生石灰用量和增加掺合料含水量的办法提高桩身强度。
该法不适用于地下水下的砂类土。
11、灰土挤密桩法和土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基,可处理的深度为5~15m.当用来消除地基土的湿陷性时,宜采用土挤密桩法;
当用来提高地基土的承载力或增强其水稳定性时,宜采用灰土挤密桩法;
当地基土的含水量大于24%、饱和度大于65%时,不宜采用这种方法。
灰土挤密桩法和土挤密桩法在消除土的湿陷性和减少渗透性方面效果基本相同,土挤密桩法地基的承载力和水稳定性不及灰土挤密桩法。
12、柱锤冲扩桩法适用于处理杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基,对地下水位以下的饱和松软土层,应通过现场试验确定其适用性。
地基处理深度不宜超过6m。
13、单液硅化法和碱液法适用于处理地下水位以上渗透系数为0.1~2m/d的湿陷性黄土等地基。
在自重湿陷性黄土场地,对Ⅱ级湿陷性地基,应通过试验确定碱液法的适用性。
14、在确定地基处理方案时,宜选取不同的多种方法进行比选。
对复合地基而言,方案选择是针对不同土性、设计要求的承载力提高幅质、选取适宜的成桩工艺和增强体材料。
2几种特殊土的工程特性及地基处理
2.1软土
工程上将淤泥和淤泥质土称为软土,软土是以粘粒为主的土在静水或非常缓慢的流水环境中沉积而成。
具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。
2.1.1工程特性
其特性简述如下:
①由粘粒、粉粒组成。
粘粒含量较高,并含有机质。
②天然孔隙比大,e﹥1。
③高压缩性,压缩系数a1-2>0.5MPa﹣1。
④天然含水量高,w=30~80%,含水量大于液限。
⑤抗剪强度低,不排水剪时,内摩擦角≈0,粘聚力c<5~25kPa。
⑥透水性差,渗透系数为1×
10﹣6~10﹣8cm/sec,使土的固结时间很长。
⑦有较强的结构性,灵敏度St>4,灵敏度愈高,结构性愈强,土一经扰动,其强度显著降低。
⑧有明显的流变性,在剪应力作用下,土将产生缓慢的剪切变形,会使地基长期处于变形过程中,造成建筑物因流变产生的沉降延续时间很长。
2.1.2软土地基的地基处理及工程措施
建造在软土地基上的建筑物易产生较大沉降或不均匀沉降,且沉降稳定往往需要很长的时间,所以在软土地基建造建筑物,必须慎重对待。
在设计上除了加强上部结构的刚度外,可对软土地基采取以下一些处理措施:
①充分利用软土地基表层的密实土层(称硬壳层,其厚度约为1—2米)作为基础的持力层,基础尽可能浅埋(但需要验算下卧层强度)。
②减少建筑物对地基土的附加压力,采用架空地面,减少回填土重量,设置地下室等。
③采用换土垫层(砂垫层)与桩基,也可在砂垫层内埋设土工织物,提高地基承载力。
④采用砂井预压,使土层排水固结。
⑤可采用高压喷射、深层搅拌、粉体喷射等方法、将土粒胶结,从而改善土的工程性质。
2.2湿陷性黄土
在上覆土层自重应力作用下,或者在自重应力和附加应力共同作用下,因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土,属于特殊土。
有些杂填土也具有湿陷性。
广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。
2.2.1工程特性
湿陷性黄土具有大孔结构,孔隙比e>1,孔隙率n>45%,以粉粒为主,含量一般占60%以上,天然含水量接近塑限,含有大量的可溶盐类(碳酸钙盐类),可溶盐类物质遇水后溶解,土粒结构破坏,迅速产生深陷,强度降低,这种现象称为湿陷。
凡在自重压力作用下受水浸湿而发生湿陷的土称为自重湿陷性黄土,在自重压力作用下,受水浸湿而不发生湿陷的土称为非自重湿陷性黄土。
天然状态时具有较高的强度与较低的压缩性。
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