談土木工程軟地基施工

        摘要：軟土地區(qū)進(jìn)行建筑施工時(shí)必須注意軟土地基的變形和強(qiáng)度問題。過大的沉降及不均勻沉降是造成工程事故的根本原因，因此，要從勘察、設(shè)計(jì)和施工等各個(gè)方面全面地綜合考慮， 并采取相應(yīng)的措施，來減小地基的沉降及不均勻沉降，保證建筑物的安全和正常使用。
        關(guān)鍵詞：土木；工程；軟地基；施工
        我國地域遼闊，從沿海到內(nèi)地，由山區(qū)到平原，分布著多種不同物理力學(xué)性質(zhì)的土。由于在不同的地理環(huán)境、氣候條件、地質(zhì)成因、歷史過程、物質(zhì)成分等條件下形成的與一般土類具有不同工程性質(zhì)的土，人們把這些具有特殊工程性質(zhì)的土類稱為特殊土，將基礎(chǔ)建在此類土層上的地基稱之為特殊土地基。各種天然形成的特殊土的地理分布存在著一定的規(guī)律，因而表現(xiàn)出一定的區(qū)域性，因此有區(qū)域性特殊土之稱。我國主要的區(qū)域性特殊土包括軟土、濕陷性黃土、膨脹土、凍土、紅黏土和鹽漬土等。本文主要介紹軟土的主要工程特征，及其對建筑物可能造成的危害，以及在此類土層上從事工程建設(shè)時(shí)所采取的工程措施。
        1、軟土的形成及分布
        軟土是指在靜水或緩慢流水環(huán)境中以細(xì)顆粒為主的近代沉積物。軟土具有天然含水量大、壓縮性高、承載力低、滲透性小等特性，是一種呈軟塑和流塑狀態(tài)的飽和黏性土。當(dāng)軟土由生物化學(xué)作用形成，并含有有機(jī)質(zhì)，其天然孔隙比e≥1. 5時(shí)為淤泥；天然孔隙比1≤e≤1. 5時(shí)為淤泥質(zhì)土。工程上把淤泥、淤泥質(zhì)土統(tǒng)稱為軟土。
        《軟土地區(qū)工程地質(zhì)勘察規(guī)范》規(guī)定軟土的判別應(yīng)符合下列要求：外觀以灰色為主的細(xì)粒土； 天然含水量大于或等于液限； 天然孔隙比大于或等于1.0。
        我國軟土分布十分廣泛，濱海平原、河口三角洲、湖泊地周圍、山間谷地均有分布。軟土按其形成特征及地質(zhì)成因類型可分為濱海沉積軟土、湖泊沉積軟土、河灘沉積軟土岌谷地沉積軟土或殘積軟土；按軟土的地理分布可概括為沿海軟土、內(nèi)陸軟土和山區(qū)土三種。
        沿海軟土主要位于河流入海處，分布面積較廣，土層較厚，呈現(xiàn)多層狀結(jié)構(gòu)，如分布在渤海及津塘地區(qū)、浙江的溫州、寧波、長江三角洲等地。內(nèi)陸軟土以湖、塘沉積為代表，該類軟土分布面積較小，層理不明顯，主要分布在洞庭湖、洪澤湖、太湖流域及滇池地區(qū)。山區(qū)軟土多分布在多雨的山間谷地、沖溝、河灘階地及各種洼地等，分布零星、范圍小，軟土厚度變化大，土質(zhì)不均，強(qiáng)度及壓縮性變化大。
        2、軟土的物理力學(xué)性質(zhì)
        2.1天然含水量高、孔隙比大。軟土主要是由黏粒及粉粒組成，顏色多呈灰色或黑灰色，含有有機(jī)質(zhì)。軟土具有天然含水量高，孔隙比大的性質(zhì)，因此軟土的強(qiáng)度低、壓縮性高。高含水量、大孔隙是軟弱土的基本物理特征，直接影響土的壓縮性和抗剪強(qiáng)度。
        2.2透水性低。由于軟土的黏粒含量高，所以土體滲透性很低，而且垂直方向和水平方向的滲透系數(shù)不一樣。尤其是軟土中含有大量的有機(jī)質(zhì)時(shí)，在土中可能產(chǎn)生氣泡，堵塞滲流通路，降低滲透性。因此在荷載作用下，排水固結(jié)緩慢，沉降變形時(shí)間長。
        2.3高壓縮性。由于軟土孔隙比大，軟土中存在大量微生物而產(chǎn)生大量的氣體，故軟土的壓縮性高。當(dāng)其他條件相同時(shí)，軟土的液限愈大，壓縮性愈大。
        2.4抗剪強(qiáng)度低。軟土的抗剪強(qiáng)度很低，與排水固結(jié)程度密切相關(guān)。在不排水剪切時(shí)， 軟土的內(nèi)摩擦角很小，黏聚力也較低。
        2.5具有觸變性。觸變性是指黏性土在外力作用下，土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度劇烈降低，甚至發(fā)生流動(dòng)，但當(dāng)外力停止作用后，隨時(shí)間的增長又逐漸恢復(fù)結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的現(xiàn)象。軟土具有絮凝結(jié)構(gòu)，是結(jié)構(gòu)性沉積物，具有較高的觸變性。通常用靈敏度^判定軟土的觸變性，可采用現(xiàn)場十字板剪切試驗(yàn)，也可采用無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)方法。
        2.6具有流變性。軟土的流變性包括蠕變特征、應(yīng)力松弛特性及長期強(qiáng)度等特性。蠕變特性是指在荷載不變的情況下，土的變形隨時(shí)間發(fā)展的特性；應(yīng)力松弛特性是指在恒定的變形條件下，應(yīng)力隨時(shí)間減小的特性；長期強(qiáng)度特性是指土體在長期荷載作用下土的強(qiáng)度隨時(shí)間變化的特性。由以上可知，軟土的流變性可能導(dǎo)致地基長期處于變形過程中。
        3、軟土地基采取的措施
        由上述軟土地基物理力學(xué)性質(zhì)可知，軟土具有壓縮性高、強(qiáng)度低等特性，故軟土地基的主要問題是地基變形問題。在軟土地基上建造建筑物，其地基變形使得建筑物的沉降量大且發(fā)生不均勻沉降、沉降率大以及沉降穩(wěn)定歷時(shí)較長等特點(diǎn)。軟土地基的不均勻沉降將導(dǎo)致建筑物開裂損壞等嚴(yán)重工程事故。
        針對軟土物理力學(xué)特性，在設(shè)計(jì)和施工中常采用以下工程措施
        3．1輕基淺埋。當(dāng)?shù)乇碛杏矚?，建筑物?yīng)充分利用其作為天然地基的持力層。盡量減少上部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)重量，稱之為"輕基淺埋"法。
        3．2采用輕型結(jié)構(gòu)、輕質(zhì)墻體、設(shè)置地下室等，降低基底壓力及附加壓力，從而減少軟土沉降量。
        3．3鋪砂墊層。可以減少作用在軟土層的附加壓力，以減少建筑物沉降變形量。還可以加速軟弱土層的排水固結(jié)，提高軟土的抗剪強(qiáng)度。
        3．4采用地基處理方法，來提高軟土地基承載力。如采用砂井、砂井預(yù)壓、堆載預(yù)壓、電滲法等促使土層排水固結(jié)，提高軟土地基承載力；也可采取砂樁、碎石樁、石灰樁、灰土樁和水泥土旋噴樁處理。
        3．5采取施工措施，防止在軟土地基上加載過大過快，發(fā)生地基土塑性擠出的現(xiàn)象。
        3．6對荷載大，沉降限制嚴(yán)格的建筑物，宜采用樁基，來有效地減小沉降量和差異沉降。
        3．7對于建筑物附近有大面積堆載或相鄰建筑物過近，可采用樁基。
        3．8遇到局部軟土和暗塘、暗溝、暗洞等情況時(shí)，應(yīng)查明范圍，根據(jù)具體情況，采取基礎(chǔ)局部深埋，換土墊層、短樁及基礎(chǔ)梁等辦法處理。
        3．9在一個(gè)建筑群中有不同形式的建筑物時(shí)，應(yīng)當(dāng)從沉降觀點(diǎn)去考慮相互影響及對地面下一系列管道設(shè)施的影響。
        3．10同一建筑物有不同結(jié)構(gòu)形式時(shí)，必須妥善處理，對不同基礎(chǔ)形式，其上部結(jié)構(gòu)必須斷開。
        3．11荷重差異較大的建筑物.宜先建重、高部分，后建輕、低部分。
        3．12同一房屋各部分的荷重應(yīng)盡可能相同，并具備獨(dú)立的剛度。平面復(fù)雜的建筑物最好用沉降縫分成若干簡單的單元。
        3．13在建筑物附近或建筑物內(nèi)開挖深基坑時(shí)，應(yīng)考慮邊坡穩(wěn)定及基坑降水所引起的對周圍環(huán)境影響等問題。
        3．14在建筑物附近不宜采用深井降水，必要時(shí)應(yīng)通過計(jì)算確定深井的位置及限制抽水量，并采取回灌的措施。
        4、結(jié)語
        軟土地區(qū)進(jìn)行建筑施工時(shí)必須注意軟土地基的變形和強(qiáng)度問題。過大的沉降及不均勻沉降是造成工程事故的根本原因，因此，要從勘察、設(shè)計(jì)和施工等各個(gè)方面全面地綜合考慮， 并采取相應(yīng)的措施，來減小地基的沉降及不均勻沉降，保證建筑物的安全和正常使用。
        參考文獻(xiàn)
        [1]張志偉，建筑材料性能 [M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997
        [2]王力宏，建筑施工技術(shù) [M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1995
 
 

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