軟弱地基的形成原因及處理方法

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1、 軟弱地基的形成原因及處理方法 專業(yè)：建筑工程技術(shù) 學(xué)號：W370115230591 姓名：袁月壯 指導(dǎo)教師： 摘要：在我國建筑工程的建設(shè)中，經(jīng)常需要對軟弱地基進行處理。本文分析了軟弱地基形成的原因，并針對軟弱地基的實際情況，提出了一些常用的處理方法，軟弱地基處理的優(yōu)劣，關(guān)系到整個工程的質(zhì)量。合理的軟弱地基處理、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計 ，有利于減輕軟弱地基對工程建設(shè)的影響，提高工程的質(zhì)量，獲得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。除傳統(tǒng)的處理方法外，本文還提出了一些新的處理方法以及可持續(xù)發(fā)展方面的一些方法。 關(guān)鍵詞：軟弱地基；處理方法；可持續(xù)發(fā)展 1． 引言 軟弱地基（soft

2、ground）系指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其他高壓縮性土層構(gòu)成的地基。這種地基天然含水量過大，承載力低，在荷載作用下易產(chǎn)生滑動或固結(jié)沉降。 對建在軟弱地基上的建筑物，在工程設(shè)計和地基處理方案確定前，應(yīng)進行工程地質(zhì)和水文地質(zhì)勘察，查明軟弱土層的組成、地質(zhì)成因、分布范圍、均勻性、軟弱土層厚度、持力層位置及狀況以及地基土的物理和化學(xué)性質(zhì)等。對沖填土還應(yīng)了解均勻性和排水固結(jié)條件；對雜填土應(yīng)查明堆載歷史年代，明確自重下穩(wěn)定性和濕陷性等基本因素；對其它特殊土應(yīng)查明其特征、工程性質(zhì)、成層情況等，以作為工程設(shè)計和選用地基處理方案的依據(jù)。 1.1軟弱地基的性質(zhì) 軟弱地基是一種不良地基。由于軟

3、土具有強度較低、壓縮性較高和透水性很小等特性，因此在軟土地基上修建建筑物，必須重視地基的變形和穩(wěn)定問題。 在軟弱地基上的建筑物往往會出現(xiàn)地基強度和變形不能滿足設(shè)計要求的問題，因而常常需要采取措施，進行地基處理。處理的目的是要提高軟弱地基的強度，保證地基的穩(wěn)定，降低軟弱土的壓縮性，減少基礎(chǔ)的沉降和不均勻沉降。 1.2軟弱地基的形成原因 軟弱地基是由淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土、沖填土或者其它高壓縮性土層形成的地基，這些地基基本上很少受到地質(zhì)變動或者地形的影響，也從沒有受到過地震、荷載等物理作用的影響，更沒有受到土顆粒間化學(xué)作用的影響。軟弱地基是一種不良的地基，其穩(wěn)定性非常的差、強度較低、壓縮性較高

4、、容易出現(xiàn)液化，沉降量也很大。因此在工程的建設(shè)過程中，要充分考慮地基的變形和穩(wěn)定等問題。在軟弱地基上建設(shè)的工程，由于其地基強度不夠和變形，往往不能滿足工程的質(zhì)量，所以要采用一定的措施，對軟弱地基進行處理，從而提高地基的穩(wěn)定性，減少地基的沉降和不均勻下降。 1.3軟弱地基處理的目的及意義 在軟弱地基上建造工程，可能會發(fā)生以下問題：沉降或差異沉降過大、大面積地基沉降、地基剪切劈壞、承載力不足、地基液化、地基滲漏、管涌等。地基處理的目的，就是針對這些問題，采取適當?shù)拇胧﹣砀纳频鼗鶙l件，這些措施主要包括改善剪切特性、改善壓縮惡性、改善透水特性、改善動力特性、改善特殊土的不良地基特性由此來增加建

5、筑良好的特性。 承受建筑物上部荷載埋在地面以下部分成為基礎(chǔ)；承受建筑物基礎(chǔ)傳來荷載的天然土層稱為地基?；A(chǔ)是建筑物的及其重要的部分，基礎(chǔ)不堅固耐久，上部結(jié)構(gòu)再牢固也是不安全的；同樣的，地基雖然不是建筑物的組成部分，但它的好壞，也直接影響建筑物的安危和壽命。因此，當天然地基很軟弱，不能滿足強度、變形和穩(wěn)定性的要求時，則必須先經(jīng)人工加固后，才能在其上建造基礎(chǔ)，這種地基加固，稱為地基處理。 地基處理的目的是利用人工置換、夯實、擠密、排水、注漿、加筋和熱化學(xué)方法手段，對軟弱地基土進行改造和加固，來改善地基土的堅韌性、壓縮性、滲透性、振動性和特殊土地基的特性，用以提高軟弱地基的強度和穩(wěn)定性，降低地基

6、的壓縮性，減少沉降和不均勻沉降，防止地震時地基土的振動液化，消除區(qū)域性土的濕陷性、膨脹性和凍脹性。 軟弱地基經(jīng)過處理，不用再建造深基礎(chǔ)和設(shè)置樁基，防止了各類倒塌、下沉、傾斜等惡性事故的發(fā)生，確保了上部基礎(chǔ)和建筑結(jié)構(gòu)的使用安全和耐久性，具有巨大的技術(shù)和經(jīng)濟意義。 1.4軟弱地基處理方法的選擇原則 在地基處理中，我們要遵循的原則是：技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適用、確保質(zhì)量、因地制宜、就地取材、保護環(huán)境、節(jié)約資源?？筛鶕?jù)以下條件進行選擇： 設(shè)計時應(yīng)考慮工期及用料情況：工期不宜安排得太緊；時間充分，施工時地基穩(wěn)定性好，遺留問題少。工程用料要求就地取材,施工時應(yīng)采用科學(xué)的管理方法。 要考慮施工時

7、對周圍環(huán)境的影響。如：新填土?xí)D壓原有道路、房屋，產(chǎn)生側(cè)向位移或附加沉降；用砂樁、砂井時，施工有噪聲，靠近居民點會擾民；采用降低水位法時，要考慮引起周圍地基的下沉和對周圍居民用水的影響故應(yīng)預(yù)先調(diào)查或做隔水墻，并考慮施工后注水復(fù)原的問題；采用填土堆載時要有大量的土料運進運出工地，會影響交通和環(huán)境衛(wèi)生；打石灰樁、灌注藥物或采用電滲排水時，會污染周圍地下水，應(yīng)慎重對待。 要考慮結(jié)構(gòu)物的等級、結(jié)構(gòu)體系、斷面形狀、位置、埋深、使用要求和建筑材料等因素對所選擇加固方法的影響，特別是有地下結(jié)構(gòu)物（地下室、涵洞、地鐵等），或者結(jié)構(gòu)物高低不同、沉降不均時，應(yīng)當特別注意。 2． 施工方的處理方法 2.1一般

8、處理方法 2.1.1換填法 換填法是進行軟弱地基處理的方法之一，又名換土墊層法。本方法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土及暗溝、暗塘等的淺層處理。換填材料可用中（粗）砂，級配良好的砂石、灰土、素土、石屑或煤渣等。換填法的作用，是提高持力層的承載力，改善土的壓縮性，減小地基變形。當軟弱土較薄時，可全部挖去；當軟弱土較厚時，可部分挖去，填土可采用砂、碎石、素土等。該方法是用物理力學(xué)性質(zhì)較好的巖土材料置換天然地基中的部分或全部軟土層，并分層夯實成低壓縮性的地基持力層，地基持力層有利于防止地基的凍脹，有利于提高地基的承載能力，也有利于加速軟土的排水固結(jié)，同時也有利于減少地基的沉降量

9、?，F(xiàn)行的設(shè)計思路是將換填墊層作為基礎(chǔ)的持力層，利用基底附加應(yīng)力在換填墊層中向下擴散時應(yīng)力不斷減小的特點，選擇合適的墊層厚度，以達到軟弱下臥層頂面所受的壓應(yīng)力不大于其容許應(yīng)力的目的。 2.1.2預(yù)壓法 預(yù)壓法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土等飽和黏性土地基。按預(yù)壓法有兩種分類方法:一種是堆載預(yù)壓法，另外一種是砂井預(yù)壓法。此種方法有利于利用外載作用，提高軟土的排水固結(jié)，增強它的抗剪強度和能力。由于預(yù)壓目的不同，需要采用不同的預(yù)壓方式。如果利用預(yù)先荷載加壓，能夠減少建筑物的沉降量；如果利用建筑物本身的荷載分級加荷進行預(yù)壓，能夠增加地基強度和提高地基的承載能力。砂井預(yù)壓法是在軟土層中按一定距離設(shè)置

10、砂井來改變軟土層的排水邊界條件，該方法可以加速軟土的固結(jié)，縮短預(yù)壓時間。該方法是在通過在軟土層中按一定的距離設(shè)置砂井，通過設(shè)置的砂井來改變軟土層的排水條件，排水條件的提高有利于加速軟土的固結(jié)，有利于減少預(yù)壓的時間。 2.1.3砂石樁法 砂石樁法適用于擠密松散砂土、粉土、黏性土、素填土、雜填土等地基，提高地基的承載力和降低壓縮性，也可用于處理可液化地基。對飽和黏土地基上變形控制不嚴的工程也可采用砂石樁置換處理，使砂石樁與軟黏土構(gòu)成復(fù)合地基，加速軟土的排水固結(jié)，提高地基承載力。 2.1.4深層攪拌法 深層攪拌法是使用特制的攪拌機械，以水泥、石灰等材料為固化劑，在土層中強行與軟土攪拌，使軟

11、土硬結(jié)成水泥（或石灰）土樁（柱）體或連成地下樁排，使得固化物和軟土攪拌均勻，從而產(chǎn)生一系列的物理或者化學(xué)反應(yīng)，這樣就能夠使得軟土強度大大高于天然強度，其壓縮性、滲水性比天然軟土大大降低。該方法通過水泥、石灰等建筑材料的固化劑，運用深層攪拌機械對各種材料進行攪拌 該方法適合于各種成因的軟土層，尤其是對于厚度較大的飽和軟黏土，以及地下基坑的擋土結(jié)構(gòu)等。 2.1.5強夯法 強夯法是以巨大的夯擊能將塊石或碎石夯穿軟土層，使之沉底形成樁或墩柱體，與軟土形成共同體以達到加固軟基的目的，同時，它與垂直排水法一樣，也有加速固結(jié)沉降的效果強夯法基本不受地表填土（石）的限制。該方法能夠通過較大的壓力

12、和沖力對地基產(chǎn)生很大的作用，從而使得地基得到加固，使得的土的壓縮性進一步縮小，增大了地基的強度，使得地基的抗液化的能力得到加強，大大降低和消除黃土的是濕陷性。同時，該方法有利于使得土層均勻，預(yù)防以后出現(xiàn)的差異沉降。它適用于對地基沉降要求高，而且承載力大，軟土層厚但下伏有較堅實土層的場地。 2.1.6加筋法 加筋法是運用強度較大的條帶、纖維等土工聚合物埋入土層中，它有利于增加地基的承載力，降低或者消除地基的沉降量，提高建筑物的穩(wěn)定能力。對于強度較大的土工合成材料，使得地基能夠承受更大的抗拉力，減少地基的斷裂的可能，使得地基的整體性和剛度得到進一步增強，增強地基的承載能力，改善地基土體的應(yīng)力場

13、和應(yīng)變場。該方法適合于各種軟土地基和各種高填土等。 2.2 其它處理方法 軟土地基的加固除以上方法外還有：振沖地基加固、碎石樁擠密加固、砂樁加固、水泥煤灰碎石樁、塑料板排水加固以及添摻外加劑等軟基處理方法。 2.2.1振沖法加固 振沖法加固地基雖然現(xiàn)在已開始在軟黏土和雜填土地基加固中使用，但該方法仍是松散砂土地基的最佳加固方法。當用于軟黏土?xí)r必須適當控制水壓、電流及填料密實度等才能有效保證加固效果。碎石樁擠密加固地基是用振動沉管樁機將鋼套管沉入土中再灌入碎石而成。 2.2.2砂樁加固 砂樁加固地基也是一種適用于軟弱土、淤泥質(zhì)土及新填土的地基加固方法，砂樁是利用振動灌注施工機械，向地

14、基土中沉入鋼管灌注砂料而成，能起到砂井排水及擠密加固地基的作用。 2.2.3水泥粉煤灰碎石樁 水泥粉煤灰碎石樁是采用碎石、石屑、粉煤灰、少量水泥進行拌和后，利用沉樁機械，振動灌入地基中，制成一種具有黏結(jié)強度的非柔性、非剛性的亞類樁，它與樁間土形成復(fù)合地基，共同承受荷載，從而達到加固地基的目的。水泥粉煤灰碎石樁在群樁施工中應(yīng)注意樁的間距，樁距過小容易產(chǎn)生緊縮，樁距過大影響加固效果。 2.2.4添摻外加劑的方法 以前的地基處理方法大多從機械設(shè)備著手，從而建立某種工法，而從材料入手提高地基處理質(zhì)量和效果的較少。高性能土壤固化劑土壤混合后，特別是與高含水量和富含有機質(zhì)的淤泥發(fā)生一系列物理化學(xué)

15、反應(yīng)，形成相互連接的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而提高固化土的強度，減少地基變形。 2.2.5塑料板排水加固 塑料板排水加固軟基是將帶狀塑料排水板，用插板機插入軟土中，然后在土面加載預(yù)壓（或采用真空預(yù)壓），使土中水沿塑料板的通道溢出，并從砂墊層中排走，使地基得到加固，這種方法施工工期較長。 3．設(shè)計方的處理措施 3.1增強結(jié)構(gòu)整體剛度 建筑物常因功能的需要，使本身具有一定的剛度，一般工業(yè)及民用建筑剛度比較大的有兩種，一種為絕對剛性，如鋼筋混凝土筒倉，煙囪等；另一種為相對剛性，如多層磚石房屋，多層鋼筋混凝土框架，它具有一定的剛度，可是它的強度較低，不能與它的剛度協(xié)調(diào)一致，致使其抗拉能力較弱，因此碰到軟

16、土地基時應(yīng)適當增加其關(guān)鍵部位的抗拉強度，這樣有利于利用建筑物的剛度來調(diào)整建筑物部分不均勻沉降。此外在建筑物的相應(yīng)部位可設(shè)置沉降縫以減少不均勻沉降。沉降縫設(shè)置的部位應(yīng)在：①建筑物長高比過大的適當部位。②平面形狀復(fù)雜建筑物的轉(zhuǎn)折部位。③地基壓縮性有明顯不同處。④建筑結(jié)構(gòu)類型不同處。⑤建筑物高度和荷載差異處。⑥分期建造房屋的交界處。⑦擬設(shè)置伸縮縫處。通過以上部位設(shè)置沉降縫可大大減少由于地基土軟弱引起的不均勻沉降縫。 3.2注意相連建筑物的相互影響 建筑物荷載不僅使本建筑物下的土層產(chǎn)生壓縮變形，在它以外一定范圍內(nèi)的土層，由于受到基礎(chǔ)壓力擴散的影響也將產(chǎn)生壓縮變形，這種變形隨著距離增加值逐漸減小，由

17、于軟土地基的壓縮性很高，當兩建筑物之間距離較近時，這類附加不均勻壓縮變形甚大，常造成鄰近建筑物的傾斜或損壞，若被影響建筑物的剛度強度較差時，危害主要表現(xiàn)為產(chǎn)生裂縫；當剛度強度較好時則表現(xiàn)為建筑物的傾斜。 3.3減輕建筑物的自重 減輕自重可減少建筑物的總沉降量，從而有利于對不均勻沉降的控制。也可在預(yù)先估計沉降量大的部分減輕自重，用以直接調(diào)整不均勻沉降。由于一般磚石結(jié)構(gòu)民用建筑墻身重量所占比例很大，故若能用輕質(zhì)材料和改變結(jié)構(gòu)體系來減輕這部分的重量，對控制沉降會有明顯效果。另一個減輕自重的途徑是采用架空地面來代替填土，一般此部分約占地基容許承載力地10～40%，因此這部分若應(yīng)用得當會有很好效果，

18、此時基礎(chǔ)形式可做空心基礎(chǔ)，薄殼基礎(chǔ)，沉井等，有時也可做成地下室，在大量減輕自重的同時，還會增加一定的使用價值。 4．總結(jié) 通過對軟弱地基的處理，改良各種不良地基，使得其滿足各種大型和高程建筑的需要。在軟弱地基處理的時候，要結(jié)合擬建區(qū)域內(nèi)地基土的組成及力學(xué)性質(zhì)等實際情況，采用不同的地基處理方法，保證工程建設(shè)的質(zhì)量，取得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。為了減少軟弱地基帶來的損失,應(yīng)在設(shè)計階段就采取相應(yīng)的對策。 參考文獻 [1] 楊峰.軟弱地基處理方法的運用[J].工程建設(shè)與檔案. [2] 顧曉魯,錢鴻縉,劉惠珊

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