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特殊土地基处理方法研究

特殊土地基处理方法研究摘要:随着现代化和城市化的发展,规模宏大的工业及民用建筑、水利工程、环境工程、港口工程、高速铁路、高速公路、机场跑道等在兴建,不可避免地在不良地基上建造,工程建设的范围扩大到更多地质复杂的区域。

这些区域复杂的土地特征给工程建设提出了难题,引起了工程建设者的高度重视。

本文总结了几种特殊地基条件下进行工程建设的特点,并针对不同的地基条件提出了相应的处理方法。

关键词:特殊地基;液化土;盐渍土;软化地基Abstract: with the development of modernization and the city, large-scaleindustrial and civil construction, water conservancy, environmental engineering,port engineering, high-speed railway, highway, airport runway, in the construction, inevitably built on poor ground, construction scope extended tomore complex geological area. These characteristics of regional land complex is a challenge to the construction, highly valued by builders. This paper summarizes the characteristics of the construction of the foundation under several specialconditions, and puts forward the corresponding method according to differentfoundation conditions.Keywords: Special Foundation; soil liquefaction; saline soil; subgrade softening随着工业化步伐的加快,城市化的进程也越来越快。

人们为了拓展自己的活动范围,需要在各种复杂的地基上进行工程建设。

而特殊的土壤状况是工程建设遇到的最普遍的问题,因此,工程师们越来越重视对特殊土壤地区工程建设特征的研究。

本文重点介绍了几种特殊土地基的工程特性并提出了处理措施。

1.湿陷性黄土1.1.湿陷性黄土的特性湿陷性黄土是一种特殊性质的土,其土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。

湿陷性黄土由粉粒组成,大孔结构,孔隙比大于1,孔隙率在45%以上,垂直节理发育。

黄土的强度一般较高,但是压缩性较低,在未受水浸湿时,一般强度较高,压缩性较小。

有一类黄土,如果被雨水浸湿,在一定的压力下,就会出现土体结构的破坏,产生较大附加下沉,强度迅速降低,并发生显著下沉。

与此同时,土壤的强度会降低,这种黄土就叫做湿陷性黄土。

湿陷性黄土最大的特点就在于在重压之下受水浸湿后会产生湿陷。

黄土湿陷的外在原因是一定的压力和水的浸湿,而内在原因是黄土的成分特征和结构特征。

1.2湿陷性黄土的影响因素1.2.1.黄土中粘粒与胶结物的含量黄土中粘粒与胶结物的含量多,就会起到胶结和包裹的作用,使结构稳定致密,从而降低湿陷性,改善力学性质。

相反,如果大颗粒增多,粘粒与胶结物减少,骨架颗粒之间发生直接接触,从而使土体结构疏松、强度降低,湿陷性增强。

1.2.2.黄土中盐类的类型与含量如果黄土中含有大量的易溶性盐类,则更容易发生湿陷。

如果溶解性居中或者是难溶性的盐类含量高,则会出现湿陷滞后。

1.2.3.土体的天然空隙、含水量及所受的压力土体的天然空隙越大、含水量越小,则湿陷性越强;在黄土的孔隙与含水量不变的前提下,土体所受的压力越大,则湿陷性越强,但是当压力超过某一数值之后,随着压力的增加,土体的湿陷性反而会降低。

1.2.4.湿陷性黄土遇水几率的大小遇水量的多少,遇水时间的长短都影响到湿陷性黄土的湿陷量。

1.3.湿陷性黄土地基的处理1.3.1 利用灰土和素土回填此种方法是将地基底部的湿陷性土层全部挖出或者开挖到设计深度然后利用灰土和素土开挖部分进行回填并逐层夯实并针对不同的回填土采用不同的处理参数已获得较好的效果。

通常垫层的厚度为1-3m。

此种方式可以消除垫层范围内存在的湿陷性减轻或者消除湿陷情况的出现。

此种方式施工简单效果明显是一种常见的处理浅层地基湿陷性的方法。

施工中应当注意的是控制回填土的质量对灰土和素土层所具备的最佳含水量和最大干容量等进行严格的掌控否则将不能到达处理效果。

1.3.2 夯实法夯实的方法可以是重锤法和强夯。

重锤方法对浅层土层的湿陷性作用明显如采用15-40kn的夯锤落高控制在2.5-4.5m在最佳含水量的条件下对1-1.6m范围内的湿陷性消除效果较好。

强夯法是采用锤重100-200kn高度在10-20m范围内夯击两遍此方法据测算可消除4-6m内的湿陷性。

此两种方法在使用是都应进行实地的夯击试验以保证参数准确而到达设计效果保证施工质量。

1.3.3 挤密桩处理施工中采用打入桩、冲钻、爆扩等方法在土层中成孔然后将石灰土、石灰粉煤灰等材料分层填入桩孔中并夯实形成挤密桩以此破坏黄土地基的湿陷性。

挤密桩的效果是来自挤密的程度高低采用桩径、桩距的不同将产生不同的效果因此应进行实地的试验来确定要求地基土在挤密桩范围内达到边缘干容量达到设计范围。

应注意的是采用挤密桩的同时应配合对地基表面的防水处理。

1.3.4 预浸湿方法如地基土层检定为自重湿陷性黄土则可以利用此种特征对其进行处理在建筑施工前对地基进行先行的浸湿处理使其在自重的作用下发生人为湿陷待湿陷充分后在进行基础施工等。

实际的应用中表明此方法可消除地下数米外的黄土的自重湿陷性而表面数米以内的土层往往因为压力不足而仍然具有湿陷性需要进行再次处理。

2.盐渍土2.1盐渍土的特性盐渍土中含有大量的盐类,但土层中液体盐浓度并不恒定;由于盐渍中含有大量的极易溶盐,在盐结晶后,形成较大颗粒,从而是土中细颗粒的含量减少,但是当土层进水后,盐颗粒会溶解,土颗粒将更加分散;由于水的渗透过程中,会带走土壤中的易溶盐,从而形成渗水通道,一段时间之后,土中的盐含量将趋近于0,此时的土层渗透系数就会基本稳定,所以,盐渍土的渗透性在渗透过程中会发生变化;盐渍土的抗剪强度受到土层含盐量、土与盐的类别、土的状态的影响;浸水会增加盐渍土的粘聚力。

2.2盐渍土对工程的危害2.2.1.盐渍土溶陷性的危害。

盐渍土溶陷变形的速度比湿陷性黄土要快,因此一旦盐渍土发生溶陷,危害更大,所以在工程建设中应该高度重视盐渍土的溶陷。

2.2.2.在硫酸盐盐渍土中,最容易发生膨胀,当土壤中的硫酸钠含量超过2%时应该予以重视。

2.2.3.盐渍土会对建筑基础或者是地下的设施造成侵蚀。

通常,这种腐蚀是结晶性腐蚀。

如果一个地区的地下水位较深,或者是水位的变化幅度较大,则易发生物理侵蚀,在毛细作用下,盐分侵入到建筑基础或者墙体中,水分蒸发后,盐类就会析出,从而导致建筑物表面剥落,危害建筑的结构;如果一个地区的地下水位较浅,或者是水位的变化幅度较小,则易发生化学侵蚀,化学侵蚀对钢筋和混凝土都有腐蚀作用。

2.3盐渍土地基的处理在盐渍土地基上的工程,应该综合考虑建筑的抗变形能力、建筑的地基条件、建筑场地浸水的可能性和建筑的重要性,在此基础上采取一种以上的设计措施。

这些措施可以是防腐措施、防水措施和对地基进行处理的措施。

通过以上措施的实行,保证建筑物和构建物的安全。

3.液化土3.1液化土的特性松散的砂土层在震动作用之下渐趋密实,体积减小,如果不进行排水,孔隙水压力就会提高。

在连续的震动作用下,砂土层内孔隙水压力会增高。

水压累积增高到一定程度就会与初始上覆有效压力相同。

这种情况下,有效应力就是0,砂土的抗剪强度为0,变为液化状态。

这就是土层的液化。

不仅饱和砂土会发生液化,饱和粉土也会发生液化。

3.2土层液化的影响因素3.2.1.土层的性质3.2.1.1.土的密实程度。

调查资料显示,如果砂土的相对密实度超过50%,则在七级地震下不会发生液化,如果砂土的相对密实度超过80%,则在八级地震下也难以发生液化。

3.2.2.2.土的颗粒特征。

粘性土之所以不容易液化,是因为土的颗粒有粘着力;砂砾之所以不易液化,是因为颗粒大,透水性大,振动时水压能够快速消散。

而中等颗粒的砂土和粉土既没有较强的粘着力,也缺少足够的透水性,所以,这两种土质最容易产生液化。

3.2.2.3土中的粘粒含量。

土中的粘粒含量达到一定的程度之后,土层的动力稳定性提高颗粒间的相对运动不易发生,所以土层不容易出现液化;而当粘粒含量减少时,颗粒间极易发生相对运动,从而出现液化。

3.2.2土的初始应力状态在砂土性质相同的前提下,土层的固结应力增加,发生液化所需要的动应力就会提高;地震发生时,土层上覆土压力的大小与土层的液化有着直接的联系。

而当液化土层之上的非液化土层的厚度与液化土层厚度的比值达到一定的限值时,即使发生液化,也不会有喷冒。

3.2.3.震动的特性地震的强度和持续时间也对土层的液化有着直接的影响。

地震的强度越高、持续时间越长,则土层液化的可能性就越大,土层液化所造成的影响也就越严重。

3.3液化土地基的处理如果建筑的地基是液化土层,则不宜将液化土层直接作为持力层,应该对不同液化等级的地基和不同类别的建筑采取不同的措施以防止液化现象的发生。

对于乙类建筑,要制定防范措施,当地基液化严重时,要将液化沉陷的部分全部清除,对于中等液化程度的地基,要在全部或部分清除液化沉陷部分的同时对地基和上部结构部分进行处理;对于丙类建筑,要在全部清除液化沉陷部分的同时对地基和上部结构部分进行处理。

4.软土4.1软土的特性软土地基基础工程是在软土区域内进行建筑物建设工程,其特殊性在于以软土施工处理为前提。

从广义上来说,软土是指具有空隙比大、压缩系数高、天然含水量大,抗剪强度低、灵敏度高,具有蠕动性且固结时间长,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的土质区域,其技术指标包括含水量约34%-72%,孔隙比为1.0-1.9,饱和度 > 95%,液限为35%-60%,塑性指数为13.3;从狭义上来说,它包括淤泥、淤泥质土、充填土、杂填土、软粘性土等软弱性质的土地。

软土地基,即由这些软弱性质土层构成的一种具有承载能力低、沉降量大,且具有振动液化性、湿陷性、胀缩性等不良工程性质的软弱地基。

由于软土地基的特性,如果对软土地基的施工处理没有达到相应的指标需求,没有有效地技术措施,软土地基将极易发生变形导致流土、管漏、液化等问题,从而造成整体建筑结构发生大幅度沉降或其局部沉陷,致使建筑结构遭受严重的损坏,严重影响建筑物的使用性能,更为严重的可能存在安全隐患。

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