软粘土地基工程地质特性及基础型式合理选用

软粘土地基工程地质特性及基础型式合理选用

摘要:沿海地质形成的特殊性，城区建筑越来越多的在软粘土地基上建设，绝大部分不可避免的在软弱地基上修建, 软粘土地基地区差异较大，本文对台州市区工程地质和水文地质，常用的基础型式进行研究探讨，通过对比各基础型式的优缺点，选择合理有效的基础形式, 来更好保证建筑物的稳定。

关键词:软粘土地基；地基处理；基础形式；适用性

Abstract: the particularity of the coastal geology form, city building more and more in soft clay foundation construction, most of the inevitable in the soft foundation to build on, soft clay foundation difference in the region, this paper of taizhou city engineering geology and hydrogeology, commonly used type of foundation research, by comparing the advantages and disadvantages of each basic type, choice of reasonable effective form of foundation, to better ensure the stability of the building.

Keywords: soft clay foundation; Foundation treatment; Foundation forms; applicability

1、前言

随着沿海经济的迅速发展，沿海建设的规模正不断扩大，但由于沿海地质形成的特殊性，城区建筑越来越多的在软粘土地基上建设，在过去的十年里，沿海地区建造了较多高层建筑及大型的构筑物，其中绝大部分不可避免的在软弱地基上修建，并往往建造在深厚的软粘土层上。本文对台州市区工程地质和水文地质，结合常用的地基处理和基础型式进行研究探讨，分析典型的质量通病并提出有效的解决措施，减少建筑物的沉降量和不均匀沉降，来更好保证建筑物的稳定。

2、软粘土地基的概况

软粘土是具有特殊工程性质的土类,其物理力学指标,成因类型的微变都对工程建筑有较大的不良影响。

软粘土具有以下几方面共同的工程特性：

1）颜色以深色为主，粒度成分以细颗粒为主，有机质含量高；

2）天然含水量高，容重小，天然含水量大于液限；

3）天然孔隙比大，一般大于1.0；

4）渗透系数小，一般小于10-6cm/s，沉降速度慢，固结完成所需时间长；

5）粘粒含量高，塑性指数大；

6）高压缩性，压缩系数大，基础沉降大，一般压缩系数大于0.5MPa-1；

7）强度指标小，快剪凝聚力小于10kPa，内摩擦角小于5°，固结快剪的强度指标略高，凝聚力小于15kPa，内摩擦角小于10°；

8）灵敏度高，灵敏度一般在2～10之间，有时大于10，具有显著的流变特性；

9）在荷载作用下一般会产生较大的沉降变形或失稳。

软粘土地基的上述工程性质，常给基础设计与施工带来不少困难。本文所研究的台州市区广泛分布着深厚的第四系海相沉积的淤泥质土层。软粘土层一般包括淤泥、淤泥质土和粘土，其工程特性一般表现为含水量大、强度低、压缩性大、透水性差、土质不均匀、地区之间土性存在较大差异等特点。随着经济的不断发展，城区建筑越来越多的在软粘土地基上建设，由于软粘土地基的冲填土和淤泥分布广，土质构成复杂，规律性差，使软粘土地基的基础设计和施工困难重重，因而在选择基础类型和计算时特别慎重。

3、软粘土地基的发展现状：

3.1地基处理及各种基础形式实践的应用

对于软粘土地基存在晚更新世及以前堆积的地层老粘土层，俗称硬壳层，本层物理力学性质较好，可以作为一般工业与民用建筑的天然地基。但是由于厚度较薄，下伏巨厚的淤泥质土，因此，确定天然地基承载力时，还要做下卧层的验算。

而大部分的软粘土需进行地基处理后才能达到设计承载力要求，地基处理就是要改善地基条件，改善地基土的剪切特性、压缩特性、透水特性、动力特性、特殊土的不良特性。不同地区软粘土性质不同，选用的处理方法也要因地制宜。

3.1.1机械压实法：

1）机械碾压法

适用条件：大面积填土和杂填土；

2）振动压实法

适用条件：杂填土、炉渣、细砂、碎石土等；

两种机械压实方法对处理砂土、炉渣、碎石等无粘性土为主的填土地基效果较好。

3.1.2强夯法

常用机械：由起重机将重型锤提至一定高度后自由落下，重复夯击使土密实。锤重：100～400kN，落距8～20m。加固机理：夯击能产生动应力与冲击波，土层液化，土粒位移并重新排列密实。

适用条件：碎石土、砂土、粉土、人工填土等，不适于淤泥等高灵敏度土。

3.1.3换土垫层法

换填法是将天然软弱土层挖出，分层回填强度较高、压缩性较低且无腐蚀性的砂石、素土等材料，压实或夯实后作为地基持力层。

适用范围：淤泥、淤泥质土、素填土、杂填土等的浅层处理。

3.1.4排水固结法

排水固结法是在建筑物建造以前，有条件地在建筑物场地上进行预压，使地基的固结沉降基本完成以提高地基土的强度。

适用范围：淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和软粘土的加固。

3.1.5挤密法和振冲法

1）挤密法是以振动或冲击的方法成孔，然后在孔中填入砂石、土、石灰或其它填料，并加以捣实成为桩体。

机理：桩管打入土中，产生横向挤密作用，土体密实，强度增加，同时桩体本身具有较大的强度，故桩体与土组成复合地基。

适用范围：松软砂类土、素填土、杂填土等。

2）振冲法加固原理：是利用振冲器在高压水流的作用下，在粘土中成孔，孔中填入碎石形成桩体，桩体与地基土构成比原土强度高、压缩性小的复合地基。

对于砂土地基，是适合利用振动挤压和振动液化密实加固地基。

3.1.6化学加固法

化学加固法是采用化学浆液灌入或喷入土中，使土体固结（土粒胶结）的地基加固方法。