软弱地基是指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。软弱土具有含水量较高、孔隙比较大、抗剪强度低、压缩性较高、渗透系数很小等工程特性,当其地基承载力或变形不能满足设计需求时,应进行地基处理。地基处理的主要目的就是提高地基土的承载力,改善其变形特征或渗透性质。
地基处理的方法有机械压实、堆载预压、真空预压、换填垫层及复合地基等。经处理后的地
基承载力应通过试验确定。各种软弱地基处理方法的原理不同,其适用范围、设计原则和要求也
不一样。
除了地基基础设计规范外,软弱地基处理的技术标准有《建筑地基处理技术规范》。
1、机械压实
机械压实包括重锤夯实、强夯、振动压实的方法,可用于处理由建筑垃圾、工业废料等组成的粘性土含量少的松散杂填土地基。处理有效深度应通过试验确定
(1)、重锤夯实法
一般采用为15-30t的重锤,夯锤落距3-4.5m。重锤夯实时一般采用锤印搭接。此法适用于浅层加固处理,其主要作用是使杂填土形成一层质地均匀的“硬壳”层,减少不均匀性,提高承载力。
(2)、强夯法
强夯法即强力夯实法,又称动力固结法。它的夯击能量比重锤夯实法大些,是利用大型起重机将8~40t的重锤从6-40m高度自由落下,对土进行强力冲击和振动,提高地基土强度、降低压缩性。适用于人工填土、湿陷性黄土等。
(3)、振动压实
适用于处理地下水位离振实面不小于0.6m的杂填土地基。使用器具是振动压实机。施工
前在现场试振,得出下沉量与时间的关系,当振动时间超过某一定值后,振动引起的下沉基本稳定。
2、预压法
预压法有堆载预压、真空预压等方法,适用于深厚软弱地基处理。
(1)、堆载预压法
用于处理较厚淤泥和淤泥质土地基。广泛应用于大面积堆料场、油罐、路堤等工程中,行之
有效。方法是在建造建筑物之前对软弱地基进行加载预压,使土层的孔隙水逐渐排出,逐渐减小
孔隙体积面固结,强度逐渐提高,以满足地基承载力和稳定性的要求,并可使建筑物荷载下的地
基变形量在预压期间完成。为了加速压缩过程,宜采用比建筑物荷载大的荷载量进行超载预压。
预压时间根据建筑物的要求及地基固结情况决定,还要考虑堆载量和速率对堆载效果和周围建
筑物的影响。
(2)、真空预压
当预计堆载预压的压缩时间过长时,可在地基内设置塑料排水带或砂并等排水竖并,并在塑
料排水带或砂井顶部做排水砂垫层,其上覆盖不透气薄膜,通过埋设于垫层中的带有滤水孔的分布管道,用真空装置抽气,引起孔隙水向竖井和砂垫层渗流而使土体逐渐固结,这种方法称为真空预压。
3、换填垫层法
换填垫层的作用是提高浅地基的承载力,减少基础沉降量,还起到排水作用加速软土层的固结。此法仅换填垫层一定厚度的软土,当建筑物体形复杂、结构刚度差、荷载较大时,传到下卧层的附加压力仍然较大,地基还将产生较大的变形和不均匀沉降。因此,对于厚度较大的软土地基不宜采用此法。
4、复合地基法
复合地基( composite ground)是指由地基土和竖向增强体(桩)组成以共同承担荷载的人工地基。复合地基按增强体材料可分为刚性桩(碎石等)复合地基、黏结材料桩(石灰一粉煤灰等)复合地基和无黏结材料桩(砂等)复合地基。复合地基的承载力特征值应通过荷载试验确定,并应符合变形要求。复合地基施工主要有深层密实法、深层搅拌法两种。
(1)、深层密实法
深层密实法或称挤密桩法。挤密桩包括土桩、灰土桩和砂桩。
土挤密桩法、灰土挤密桩法是利用成孔时的侧向挤压作用挤密桩间土,随后用素土或灰土分层填入桩孔后夯实,用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土地基,处理深度5~15m。在有条件和有经验的地区,也可采用粉煤灰、矿渣等工业废料充填桩孔,可适量入石灰或水泥作为胶结料,以提高桩体的强度和水稳定性。当地基土含水量大于23%及饱和度大于0.65时,施工成孔困难,挤密效果差,不宜采用此法。
砂石挤密桩是采用振冲或神击的方法在软弱地基中成孔,填人砂石材料且挤压入土中，形成大直径密实砂石桩的地基处理方法。适用于处理松散砂土、人工填土、非饱和粘性土地基及软黏性土地基。对于加速饱和黏性土的固结和控制施工后沉降及防止地基液化等方面有显著的效果。
(2)、深层搅拌法
深层搅拌法用于加固饱和软弱黏性土地基。其方法是用特制的深层搅拌机械,在地基深处搅拌软土和固化剂(水石片等),使两者之间产生一系列物理化学反应,把软土硬化成具有整体性、水稳性和一定强度的桩体,成为良好的复合地基。
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