浅析几种不良地基土的处理方法

浅析几种不良地基土的处理方法
作者：陈志勇
来源：《中国科技博览》2013年第26期
摘要：不良地基土对工程建设影响巨大，特别是大型复杂建筑，不仅与建筑的施工过程关系密切，也影响着将来的运营使用。

如何对不良地基进行科学合理的处理对于土木工程建设有着重要的意义。

关键词：不良地基土地基处理土木工程工程建设
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）26-466-01
地基处理是指为提高地基土的物理力学性质而采取的人工方法。

采用科学合理的地基处理方法，能充分利用原地基土的结构特点，使得施工工艺较简单、速度较快、处理费用较低。

一、不良地基土的种类及危害
我国的不良地基土主要有：软土、冻土、膨胀土、湿陷性黄土及人工填土等。

不良地基土在自重和外荷载的作用下会产生较大的变形，超出建筑设计规范允许的范围，当地基土的承载力不足以支撑上部结构时，地基土就会发生局部甚至整体的破坏，进而导致建筑物的失稳和破坏。

二、常见不良地基土的处理方法
1.软土
软土是指天然含水量大、压缩性高、承载力低的一类土。

如淤泥、淤泥质土及其它高压缩性饱和粘性土、粉土等。

一般分布在滨海、湖沼、谷地、河滩等地区。

由于软土的透水性差、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性差。

故而影响基底的稳定性能，会造成建筑物的不均匀沉降，引起基坑的塌方、塌陷，降低了建筑物的抗风、抗震、抗冲击等能力。

目前软土地基的主要处理方法有：换填垫层法、挤密法、深层搅拌法、灌浆法、强夯法。

换填垫层法：将基底下一定范围内的软弱土挖去，换填砂、碎石和素土等散体料，并分层夯实成低压缩性的地基持力层。

挤密法：先往土中打桩管成孔，然后在孔内填入砾石、砂、石灰、灰土等捣实而成。

此法适用于含砂粒、瓦屑的杂填土及含砂量较多的松散土地基，对粘性大的饱和软土地基，由于渗透性小，在加固过程中不能排出很多水分，故挤密性果不大。

深层搅拌法：此法通过特制的搅拌轴的轮叶，从地面开始破土搅拌至加固的深度，打开阀门将水泥或水泥粉由搅拌头注入地基中，用搅拌头强制搅拌均匀，
灌浆法：用钻机成孔，将注浆管放入孔中需要灌浆的深度，钻孔四周顶部封死。

启动压力泵，将搅拌均匀的水泥浆或水泥砂浆压入土的孔隙和岩石的裂隙中，同时挤出土中的自由水。

水泥浆凝固后，土体与岩石裂隙胶结成整体。

此法基本上不改变原状土的结构和体积，所用灌浆压力较小。

适用于卵石、中、粗砂和有裂隙的岩石。

如是粘性土，则用较高的压力灌入浓度较大的水泥浆或水泥砂浆。

强夯法：强夯法是将重锤起重到一定高度，然后自由下落，重复夯打，以加固地基，使强度提高，压缩性减小。

此法一般适用于无粘性土，杂填土和半饱和土，这种方法对于人工填埋形成的地基土或是海边和一些河流边形成不久的土壤效果比较好，在这些地方的大型工地我们经常看到重锤夯打地基。

近年来著名的拜迪帆船酒店和人工岛都使用这种地基处理方法。

2.膨胀土
膨胀土指的是具有较大的吸水后显著膨胀、失水后显著收缩特性的高液限粘土。

膨胀土的矿物成分主要是蒙脱石，为一种高塑性粘土，一般承载力较高，具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性，性质极不稳定。

常使建筑物产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形，造成位移、开裂、倾斜甚至破坏，且往往成群出现，尤以地层平房严重，危害性很大，裂缝特征有外墙垂直裂缝，端部斜向裂隙和窗台下水平裂隙，内、外山墙对称或不对称的倒八字形裂缝等；地坪则出现纵向长条和网格状裂隙。

在我国中南、西南地区分布极为广泛，这对建筑的危害非常大，在工程建设中必须把这一地质危害消除以确保建筑物的安全。

施工措施：
（1）提前整平场地，使场地经雨水预湿，减少挖填方湿度过大的差别，使含水量得到新的平衡，大部分膨胀力得到释放。

（2）尽量保持原自然边坡、保持场地的稳定条件，避免大挖大填。

基础适当埋深或用墩式基础、桩基础，以增加基础附加荷载，减小膨胀土层厚度，减轻升降幅度，但成孔时切忌向孔内灌水，成孔后宜当天浇筑混凝土。

（3）在建筑物周围做好地表渗、排水沟等，散水坡适当加宽下做砂或炉渣垫层，并设隔水层。

室内下水道设防漏、防湿措施，使地基土尽量保持原有天然湿度和天然结构。

（4）做好保湿防水措施，加强施工用水管理，做好现场施工临时排水，避免基坑（槽）浸和建筑物附近积水。

基坑（槽）挖好后，及时分段快速施工完成，并回填覆盖夯实，减少基坑（槽）暴露时间，避免暴晒。

3.多年冻土
冻土是指零摄氏度一下，并含有冰的各种岩石和土壤。

一般可分为季节性冻土以及多年冻土（数年至数万年以上）。

冻土是一种对温度极为敏感的土体介质，含有丰富的地下冰。

因此，冻土具有流变性，其长期强度远低于瞬时强度特征。

正由于这些特征，在冻土区修筑工程建筑物就必须面临两大危险：冻胀和融沉。

随着气候变暖，冻土不断退化。

我国的冻土主要分布在西北等北方地区，特别是西藏地区广泛分布多年冻土，在这些地方冻土对建筑物的影响是不可忽略的。

冻胀防治措施：
（1）减小墩台和基础的侧面积。

（2）根据实验，提高建筑物表面的光滑度，可大大降低切向冻胀力，因此应尽量减少墩台和基础受冻拔作用范围的粗糙度。

（3）基础四周换填较纯净的砂或砂夹卵石等粗颗粒土，夯实。

（4）由于切向冻胀力是在地面处较大，往下迅速减小，故基础顶截面小于基础截面，以减小切向冻胀力。

融沉防治措施：
（1）对采用融化原则的基底土可换填碎、卵、砾石或粗砂换填，换填深度可达季节融化深度。

（2）采用冻结原则施工的基础宜于冬季施工，采用融化原则的基础宜夏季施工。

（3）对融沉、强融沉地基，宜采用轻型桥台，适当增大基底面积，减少压应力，或结合具体情况，加大基础埋置深度。

（4）采用冻结原则施工中应保护地面上的覆盖植被，或以保温性能好的材料覆盖地表，减少热量渗入。

三、总结
我国不良地基土土种类繁多，对建筑工程的影响也不能忽视，特别是高层建筑队等大型建筑更要注意其对它的影响。

故而在工程建设前必须做好地质勘探工作，因地制宜地设计建筑。

对各种不良地基土也要做相应的地基处理，这些处理方法有它们的优缺点和使用范围，没有一种方法能解决所有问题，所以在工程建设中应根据实际情况灵活采用最优的施工方法和处理措施。

参考文献：
1、《工程地质学》，2006.10，中国建筑工业出版社
2、《地基与基础》，2009.4，清华出版社
3、《地基处理》，2009.8，化工出版社
4、《软土基础》，1899，中国铁道出版社
5、《中国工程地质学》，2003，中国建筑工业出版社。