關(guān)于軟土地基病害問題的分析和治理
2015-08-04
軟土一般是指在靜水或緩慢流水環(huán)境中沉積的，天然含水量大、壓縮性高、承載力低的一種軟塑到流塑狀態(tài)的飽和粘土。按其沉積環(huán)境及形成特征，大致可分為四種類型，既：海濱沉積，多在我國沿海一帶地區(qū)；湖泊沉積，多在湖泊周圍邊沿地區(qū)；河灘沉積，一般是在長江等江河下游；谷地沉積或殘積土，常見在西南、南方山區(qū)或丘陵地區(qū)。
一、病害情況及原因分析
由于軟土具有高壓縮性、低強(qiáng)度等特點，因此，建造在軟土地基上的建筑物如果處理不當(dāng)，就會發(fā)生過大的沉降，影響建筑物的使用和安全，現(xiàn)將建造在軟土地基上常見的病害分析如下：
1.建筑物過大沉降。這是軟土地基上建筑物最常見的病害。據(jù)統(tǒng)計：一般三層房屋沉降量約為15至20厘米；四層以上的房屋沉降量約為20至50厘米；五、六層房屋有的大于60厘米。對于有吊車梁的一般工業(yè)廠房，沉降量約為20至40厘米。而大型構(gòu)筑物，一般都大于50厘米，有的甚至超過100厘米。
上述這種沉降一般出現(xiàn)在基底軟土層較厚，且比較均勻的土層上，由于受到較大的荷載作用，使地基土受到壓縮而形成的，同時其壓縮性于含水量成直線關(guān)系，且壓縮過程是緩慢進(jìn)行的，這是因為軟土的滲透性低。所以軟土地基上的建筑物沉降穩(wěn)定但歷時較長，尤其是在深厚的軟粘土層上的建筑物，其沉降量可延續(xù)十多年，甚至達(dá)數(shù)十年之久。如果建筑物的整體剛度較好，下沉已逐漸趨于穩(wěn)定，且不影響安全和使用，地基和基礎(chǔ)就不需要采取加固措施。
2.建筑物不均勻下沉，造成建筑物開裂破壞。產(chǎn)生這種破壞的原因很多，如上部結(jié)構(gòu)的荷載差異大、建筑物的體形復(fù)雜、土層不均勻等，都會導(dǎo)致建筑物發(fā)生不均勻下沉，造成建筑物的破壞。如我市一工業(yè)廠房建造在淤泥之上，工程未采取有效措施，使該廠房未交付使用就因地基不均勻下沉而產(chǎn)生大量裂縫，嚴(yán)重影響了工程質(zhì)量。
3.建筑物發(fā)生嚴(yán)重傾斜。這是由于荷載不均勻或附近建筑物附加應(yīng)力的影響等原因，使地基土向一邊擠出，造成建筑物受力不均勻產(chǎn)生過大傾斜。
4.當(dāng)軟土地基上加載過大、過快時，由于軟土地基的強(qiáng)度很低，當(dāng)建筑物的荷載超過了地基的承載能力，就會使建筑物下的軟土發(fā)生塑流和破壞。
二、預(yù)防和處理方法
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由于軟土具有壓縮性高、強(qiáng)度低等特點，表現(xiàn)為建筑物的沉降量大而且不均勻、沉降速率大以及沉降穩(wěn)定歷時較長等特點，故在設(shè)計、施工方面應(yīng)采取一定的預(yù)防措施。
1.設(shè)計方面的措施
?。?）對于表層有密實土層（軟土硬殼層）時，應(yīng)充分利用其作為天然地基的持力層。“輕基淺埋”是我國在軟土地基上建造房屋的成功經(jīng)驗；
?。?）減少建筑物作用在地基上的壓力，如采用輕型結(jié)構(gòu)、輕質(zhì)墻體和構(gòu)件、設(shè)置地下室或半地下室等；
（3）鋪設(shè)砂墊層或采用砂井、砂井預(yù)壓、電滲法、水泥樁等，促使土層排水固結(jié)，提高地基承載能力。
2.施工方面的措施
（1）施工速度和加荷速率不要太快，使地基土有充裕的時間逐漸固結(jié)，強(qiáng)度逐漸提高，避免基礎(chǔ)發(fā)生塑流擠出；
?。?）在建筑物地基的四周打板樁圍墻，以防止地基軟土被擠出，板樁應(yīng)有足夠的剛度和鎖口拉應(yīng)力，以抵抗向外的水平壓力；
?。?）用反壓法防止地基土塑流擠出?？稍诨A(chǔ)兩側(cè)堆土反壓，減少作用在基底平面處土體上的壓力差，增強(qiáng)地基的穩(wěn)定性；
?。?）施工時要注意對軟土基坑的保護(hù)，減少擾動。荷載差異較大的房屋，宜先建重、高部分，后建輕、低部分。
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在處理軟土地基上建筑物的病害前，首先要委托具有相應(yīng)資質(zhì)和資格的設(shè)計、勘探部門及專業(yè)人員，對地質(zhì)資料進(jìn)行詳細(xì)分析，必要時要對現(xiàn)場進(jìn)行實地測試或試驗，根據(jù)實際變形情況和對安全、使用、經(jīng)濟(jì)的要求，確定是否需要處理和制定出具體的施工處理方案，處理時應(yīng)遵循以下原則：
首先，要設(shè)法提高建筑物的整體剛度，以保證房屋下沉?xí)r不發(fā)生過大的開裂、變形，確保質(zhì)量和安全；
其次，要盡量減少作用在軟土地基單位面積上的荷載，或減少建筑物的荷載差異；
再次，根據(jù)實際情況，采用在基礎(chǔ)周圍打板樁、圍墻，將地基土包圍并固定在建筑物基礎(chǔ)以下，防止土被擠出；
最后，要采取措施提高地基承載能力，如采用電硅化、旋噴樁方法等。
具體的處理方法有：
1.混凝土套擴(kuò)大面積法
條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)，都可采用加混凝土套，以擴(kuò)大基底面積，減少單位面積上的荷載，從而減輕地基的變形。對于建筑物荷載差異較大的部分，為了保證基礎(chǔ)的均勻沉降，可根據(jù)土質(zhì)情況通過充分研究和計算，對荷載較大的部分，可擴(kuò)大基礎(chǔ)地面積，建設(shè)單位面積上的荷載，以調(diào)整荷載差異，使建筑物能夠較均勻的下沉。當(dāng)采用混凝土套擴(kuò)大面積法處理軟土地基時，要根據(jù)具體情況分段進(jìn)行，必要時應(yīng)做好臨時加固支撐，以防止在施工過程中出現(xiàn)大量下沉或其他意外事故。
（1）條形基礎(chǔ)擴(kuò)大地面積。其方法是在條形基礎(chǔ)兩側(cè)加混凝土套，施工中可分段進(jìn)行基礎(chǔ)加寬工作。這種方法適用于軟土層較薄或單位面積上的荷載較小時，施工時宜于基礎(chǔ)兩側(cè)分段進(jìn)行，這樣可避免基底土壤由側(cè)向擠出，造成建筑物傾斜。
（2）獨(dú)立柱基擴(kuò)大底面積。按其與原有基礎(chǔ)連接方式的不同，可分為嵌入式和錨筋式兩種。嵌入式：是將加固套層的下沿嵌入基底撐環(huán)抱狀。施工前，應(yīng)將原基礎(chǔ)表面及柱子根部按國家規(guī)范要求進(jìn)行打毛處理，這樣就可以使新老基礎(chǔ)緊密結(jié)合共同工作，但這種做法易擾動基礎(chǔ)土，故在進(jìn)行擴(kuò)大處理時，應(yīng)將柱子臨時支撐加固。錨筋式：是將擴(kuò)大部分挖至基底平齊，將柱子根部和基礎(chǔ)表面進(jìn)行打毛處理，并在舊基礎(chǔ)底部四周側(cè)面直壁上鉆孔，用環(huán)氧樹脂錨入短鋼筋，把新舊兩部分緊密的結(jié)合在一起。這樣處理，減輕地基單位面積上的荷載，經(jīng)擴(kuò)大底面積后，沉降漸趨穩(wěn)定，效果較好。
