關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、低強度等特點，因此，建造在軟土地基上的建筑物如果處理不當，就會發(fā)生過大的沉降，影響建筑物的使用和安全，現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系，且壓縮過程是緩慢進行的，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，甚至達數十年之久。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。產生這種破壞的原因很多，如上部結構的荷載差異大、建筑物的體形復雜、土層不均勻等，都會導致建筑物發(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生大量裂縫，嚴重影響了工程質量。
3.建筑物發(fā)生嚴重傾斜。這是由于荷載不均勻或附近建筑物附加應力的影響等原因，使地基土向一邊擠出，造成建筑物受力不均勻產生過大傾斜。
4.當軟土地基上加載過大、過快時，由于軟土地基的強度很低，當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、預防和處理方法
?。ㄒ唬┎『︻A防
由于軟土具有壓縮性高、強度低等特點，表現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，故在設計、施工方面應采取一定的預防措施。
1.設計方面的措施
?。?）對于表層有密實土層（軟土硬殼層）時，應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驗；
?。?）減少建筑物作用在地基上的壓力，如采用輕型結構、輕質墻體和構件、設置地下室或半地下室等；
?。?）鋪設砂墊層或采用砂井、砂井預壓、電滲法、水泥樁等，促使土層排水固結，提高地基承載能力。
2.施工方面的措施
?。?）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，強度逐漸提高，避免基礎發(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，板樁應有足夠的剛度和鎖口拉應力，以抵抗向外的水平壓力；
（3）用反壓法防止地基土塑流擠出。可在基礎兩側堆土反壓，減少作用在基底平面處土體上的壓力差，增強地基的穩(wěn)定性；
?。?）施工時要注意對軟土基坑的保護，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。
?。ǘ┨幚矸椒?br />
在處理軟土地基上建筑物的病害前，首先要委托具有相應資質和資格的設計、勘探部門及專業(yè)人員，對地質資料進行詳細分析，必要時要對現場進行實地測試或試驗，根據實際變形情況和對安全、使用、經濟的要求，確定是否需要處理和制定出具體的施工處理方案，處理時應遵循以下原則：
首先，要設法提高建筑物的整體剛度，以保證房屋下沉時不發(fā)生過大的開裂、變形，確保質量和安全；
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，根據實際情況，采用在基礎周圍打板樁、圍墻，將地基土包圍并固定在建筑物基礎以下，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.混凝土套擴大面積法
條形基礎、獨立基礎，都可采用加混凝土套，以擴大基底面積，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，為了保證基礎的均勻沉降，可根據土質情況通過充分研究和計算，對荷載較大的部分，可擴大基礎地面積，建設單位面積上的荷載，以調整荷載差異，使建筑物能夠較均勻的下沉。當采用混凝土套擴大面積法處理軟土地基時，要根據具體情況分段進行，必要時應做好臨時加固支撐，以防止在施工過程中出現大量下沉或其他意外事故。
?。?）條形基礎擴大地面積。其方法是在條形基礎兩側加混凝土套，施工中可分段進行基礎加寬工作。這種方法適用于軟土層較薄或單位面積上的荷載較小時，施工時宜于基礎兩側分段進行，這樣可避免基底土壤由側向擠出，造成建筑物傾斜。
?。?）獨立柱基擴大底面積。按其與原有基礎連接方式的不同，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，應將原基礎表面及柱子根部按國家規(guī)范要求進行打毛處理，這樣就可以使新老基礎緊密結合共同工作，但這種做法易擾動基礎土，故在進行擴大處理時，應將柱子臨時支撐加固。錨筋式：是將擴大部分挖至基底平齊，將柱子根部和基礎表面進行打毛處理，并在舊基礎底部四周側面直壁上鉆孔，用環(huán)氧樹脂錨入短鋼筋，把新舊兩部分緊密的結合在一起。這樣處理，減輕地基單位面積上的荷載，經擴大底面積后，沉降漸趨穩(wěn)定，效果較好。
