软土地基的处理方法
软土地基常见的处理方法有以下几种:
一、生石灰桩法
石灰柱的作用原理主要是:生石灰吸收土中水分,产生水化反应,为消石灰,放出大量热量,体积膨胀,降低土的含水量,土和石灰离子交换反应,形成团粒结构,使土的性质得到改善,石灰在碱性环境中和土中的矿物产生胶泥反应,可提高土的强度。
石灰桩的施工工艺为采用机械或人工成孔,孔径一般为400mm左右,孔深4~6m;孔内填入生石灰和一定量的掺合料如粉煤灰等,夯填密实,在地下水量较小的条件下,通过一定龄期的养护,石灰桩与土一起形成复合地基。根据现有的资料表明,复合地基强度比原地基强度可提高40%~70%,由于石灰性能不一,使用时需要通过现场测试确定其效果及工艺。
工程实例:山西省昔阳县印刷厂工程,由于地基被水浸泡,至使建筑物发生较大的下沉,经研究,采用石灰桩加固方案处理。具体做法是:沿基础边缘用洛阳铲成孔,然后用生石灰块加一定数量的砂子分层回填,使砂粒填塞石灰块中间的空隙,每填200mm厚,即加以夯实。采用灰砂桩加固处理后,地基下沉逐渐消失,建筑物趋于稳定。
二、毛石加固法
在盛产石料地区,可用天然石块和砂浆灌缝处理软土地基。加固软土地基的毛石不宜过小,因为石块过小,整体性差,一般加固厚度为40cm,则毛石尺寸最好在20~40cm左右。毛石强度不得低于MU10,灌缝砂浆用不低于M5混合砂浆。
毛石加固软土地基可提高地基承载力30%~40%,大大减小地基的沉降量,如果毛石厚度超过45cm,五层混合结构最大沉降量仅有2cm。所以凡能就地取材的地方,都可以采用毛石加固软土地基。
工程实例:江西省进贤县工商局综合大楼,东边为营业厅,五层钢筋混凝土框架结构;西边为家属宿舍,四层砖石混合结构。建筑面积为2400m2。地基原是池塘,水深平均为1.75m,用建筑垃圾填满,池底存积淤泥约有0.9m厚,淤泥层下面为软塑亚粘土。加固方案为:先将1.7m厚的淤泥和表层耕植土挖除,铺45~50cm厚的毛石,用M5混合砂浆灌缝,找平后用压路机滚压三遍,然后开始基础工程,工程竣工后,效果良好。至今已有10多年,经观测,最大沉降量为1.5cm,结构完好,墙体无裂缝。
三、砂井排水法
软土透水性差,渗透系数在10-7~10-8cm/s,沉降历时长且沉降量大。而砂的渗透系数为10-2~10-3cm/s,比软土的透水性好得多。根据固结理论,粘性土固结所需的时间与排水距离的平方成正比。因此,要缩短固结的时间,减少排水距离是有效的办法。
砂井直径和间距主要取决于软土的固结特性和施工工期要求,通过设计计算确定。工程上常用的砂井直径为200~500mm,间距一般为砂井直径的6~8倍。深度应根据预压后剩余沉降量以满足要求为度。
砂井的施工工艺恰当与否,直接影响到砂井的排水效果,施工应主要考虑以下三个问题:
1.保证砂井连续、密实,并且不出现颈缩现象。
2.施工时应尽量减少对周围的扰动。
3.施工后砂井的深度、直径和间距应满足设计要求。
4.砂井内填料应选择透水性好、级配合理、含泥量少的砂粒。
工程实例:江西省南昌县教学大楼坐落在软土地基上,通过钻探,测得地基承载力为80kPa,为了提高地基承载力,经研究在软土地基中用钢管成孔,孔中灌满砂子,然后堆积预压,使土中水能迅速地就近流入砂井而排出地面,经过半个月的处理,地基承载力提高了34%,满足了基础设计的要求。
四、筏板基础
在软土地基上采用筏板基础,能提高建筑物的整体性,减少基础不均匀沉降,充分利用地基承载力,降低房屋的造价。
工程实例:南昌市郊一幢六层住宅楼,建筑面积为1850m2。地基原为池塘,地势低洼。施工时,地表积水深约50~70cm,基础持力层为高压缩性的饱和淤泥质土,经研究处理方案为:挖除50cm的表层耕植土,个别淤泥深的地方夯木桩,共打直径120mm的木桩42根,长为2.0m,垫层为块石厚30cm,砂垫层厚25cm,C10素混凝土厚度为8cm,最后浇捣30cm厚的筏板基础。共用钢材4.85t,混凝土108m3,室内地坪以下基础造价为30.48元/m2,与桩基比较,投资节约2.45万元。该住宅楼经沉降观察,最大沉降量为1.2cm,结构完好,墙体无裂缝,证明这种处理方案是成功的。
(郑巨清 廖华贵)