特殊土種地基工程特性及地基處理研究

施應(yīng)泉

（浙江喬興建設(shè)集團(tuán)有限公司,浙江 湖州 313000）

1 概述

特殊土是指在特定地理環(huán)境或人為條件下形成的具有特殊性質(zhì)的土。它的分布一般具有明顯的地域性。特殊土種包括以下幾種：①雜填土：房渣土（建筑垃圾）、工業(yè)廢渣、生活垃圾等雜物堆積而成的土。②鹽漬土：地表下1m深的土層內(nèi)易溶鹽平均含量大于0.3%的土。③膨脹土：吸水后顯著膨脹，失水后顯著收縮的高液限粘質(zhì)土。④濕陷性黃土：受水浸濕后會(huì)產(chǎn)生較大的沉陷的黃土。其他未列入本規(guī)范的土類，應(yīng)遵照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行施工。

隨著城市化和工業(yè)化進(jìn)程的快速發(fā)展，特殊土種地基的工程特性引起工程師的重視，相應(yīng)的地基處理方法以及工程注意事項(xiàng)也至關(guān)重要。這就需要采取有效處理措施預(yù)防工程災(zāi)害發(fā)生。一般來(lái)講，土的工程性能決定性體現(xiàn)在其物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)特征及形成過(guò)程。筆者分析認(rèn)為，這也是我們所說(shuō)的土質(zhì)學(xué)進(jìn)行土性分析的根本。

2 常見(jiàn)的特殊土種及其工程特性

2.1 濕陷性黃土及其工程特性

黃土在一定壓力下遇水浸濕后，一般來(lái)說(shuō)它體的結(jié)構(gòu)性能就會(huì)被迅速破壞，其強(qiáng)度也會(huì)隨著迅速的降低，我們把具有這樣條件的土性特性的土稱為濕陷性黃土。經(jīng)過(guò)筆者的分析總結(jié)認(rèn)為，在一定壓力下受水浸濕是黃土濕陷現(xiàn)象產(chǎn)生所必須的外界條件很多。在實(shí)際工程施工中，如果壓力不斷增加，黃土的濕陷性就會(huì)增加，但是當(dāng)壓力超過(guò)某一數(shù)值后，再增加壓力，濕陷性就會(huì)大大降低。

2.2 液化土及其工程特性

地震的震害現(xiàn)象包括振動(dòng)液化、滑坡、地裂和震陷等方面，液化土的治理是抗震設(shè)計(jì)的一個(gè)重要內(nèi)容。就無(wú)粘性土而言，這種由固體狀態(tài)變?yōu)橐后w狀態(tài)的轉(zhuǎn)化是孔隙水壓力增大和有效應(yīng)力減少的結(jié)果。在連續(xù)的震動(dòng)作用下，砂土層內(nèi)的孔隙水壓力累積增高到某一時(shí)刻，就會(huì)等于初始上覆有效壓力。液化現(xiàn)象是一種特殊的強(qiáng)度問(wèn)題，它發(fā)生在飽和砂土和飽和粉土中。

2.3 鹽漬土及其工程特性

所謂的鹽漬土一般是指易溶鹽的土。實(shí)際應(yīng)用中如果當(dāng)自然條件發(fā)生變化，固相中的結(jié)晶易溶鹽將會(huì)被溶解為液體，這個(gè)時(shí)候鹽漬土就會(huì)發(fā)生化學(xué)變化，它可由三相體變?yōu)槎囿w，鹽漬土相態(tài)的變化對(duì)上部結(jié)構(gòu)具有嚴(yán)重影響。鹽漬土由于富含易溶鹽，使土中微顆粒膠結(jié)成小集粒，當(dāng)水浸入后土中鹽分就會(huì)溶解，土顆粒的分散度也將會(huì)增加。

3 特殊土種地基的有效處理措施

3.1 置換墊層法地基處理措施

目前，在土木工程建設(shè)施工過(guò)程中，當(dāng)遇到軟弱或不良地基條件時(shí)，我們就需要對(duì)天然地基進(jìn)行處理，以滿足建筑物對(duì)地基的實(shí)際要求。用物理力學(xué)性質(zhì)較好的巖土材料置換天然地基中軟弱土形成墊層，減少沉降的地基處理方法稱為置換墊層法。該方法適用于淺層軟弱不良地基的處理，另外，砂石墊層不宜用于濕陷性黃土地基和大面積堆載等的處理，土墊層特別適用于濕陷性黃土地基的處理。

3.2 密實(shí)法地基處理措施

這里所說(shuō)的密實(shí)法主要包括強(qiáng)夯法、振沖法、素土或灰土擠密樁法等。我們先來(lái)分析強(qiáng)夯法，它是通過(guò)反復(fù)將重錘提升到高度使其自由下落產(chǎn)生巨大的沖擊能量，對(duì)地基一般進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)。強(qiáng)夯處理范圍應(yīng)大于建筑物的基礎(chǔ)范圍，設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是置換墩深度的選擇。振沖法是在振沖器的高頻振動(dòng)和高壓水流的共同作用下，把回填碎石等粗粒料形成樁柱，并和原地基土組成復(fù)合地基的地基處理方法。

3.3 化學(xué)加固法處理措施

所謂的化學(xué)加固法它是把某些能固化的漿液注入地基的裂隙或孔隙中，形成結(jié)構(gòu)致密、強(qiáng)度大、防水防滲和化學(xué)穩(wěn)定的增強(qiáng)體。深層攪拌法利用水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑形成優(yōu)質(zhì)的地基。筆者認(rèn)為，該方法適用于各種軟土地基，可提高地基承載力、減少基變形等。高壓噴射注漿法利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)至土層預(yù)定位置后，沖擊破壞土體，并按一定的漿土比例和質(zhì)量大小有規(guī)律地重新排列，以達(dá)到改造土體目的的方法。

3.4 采用樁基礎(chǔ)處理措施

樁基礎(chǔ)主要功能是將荷載傳至地下較深處的堅(jiān)硬土層，它具有承載力高、沉降速率低、沉降量較小而且均勻的特點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，樁的抗拔承載力主要取決于樁身材料強(qiáng)度和樁與土之間的抗拔側(cè)阻力和樁身自重，應(yīng)以單樁抗拔靜載荷試驗(yàn)確定最為可靠。確定單樁水平承載力以水平靜荷載試驗(yàn)最為可靠，由試驗(yàn)結(jié)果確定水平極限承載力后除以安全系數(shù)。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，特殊土種地基工程特性的復(fù)雜多變性，決定了在選擇加固處理方法時(shí)，對(duì)滲透性與靈敏度更應(yīng)予以重視，因?yàn)檫@些特殊性常常成為一些方法成敗的關(guān)鍵。各種加固方法各有其特點(diǎn)和適用性，而實(shí)際工程中施工環(huán)境、地質(zhì)條件等千差萬(wàn)別，利用各自優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)、有效加固軟土地基的目的。

[1]王若愚.軟土地基工程特性與地基處理方法適用性討論[J].天津城市建設(shè)學(xué)院學(xué)報(bào),2006（03）：195-198.

[2]白曉紅.幾種特殊土地基的工程特性及地基處理[J]. 工程力學(xué),2007（S2）：83-98.

[3]王蘭民,馬巍,陳正漢,凌賢長(zhǎng),姚仰平,欒茂田,繆林昌,唐曉武.特殊土工程中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題研究與展望[A].中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì).第二屆全國(guó)巖土與工程學(xué)術(shù)大會(huì)論文集（下冊(cè)）[C].中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì),2006:15.

[4]白曉紅.幾種特殊土地基的工程特性及地基處理--第16屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議特邀報(bào)告 [A].中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)結(jié)構(gòu)工程專業(yè)委員會(huì)、太原理工大學(xué)土木工程學(xué)院、中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)《工程力學(xué)》編委會(huì)、清華大學(xué)土木工程系.第16屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅰ冊(cè)）[C].中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)結(jié)構(gòu)工程專業(yè)委員會(huì)、太原理工大學(xué)土木工程學(xué)院、中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)《工程力學(xué)》編委會(huì)、清華大學(xué)土木工程系,2007:18.

[5]柳墩利.高速鐵路濕陷性黃土地基處理試驗(yàn)研究[D].中國(guó)鐵道科學(xué)研究院,2012.

[6]鐘贛斌.特殊黃土地基的處理與加固技術(shù)[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2009(24):16-17.

[7]王心毅,李小奇.高速公路特殊土地基處理措施分析 [J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2011(11):22-25.

[8]孔令偉,陳正漢.特殊土與邊坡技術(shù)發(fā)展綜述 [J].土木工程學(xué)報(bào),2012(05):141-161.