工程地質(zhì)論文

-2011年第二學(xué)期《工程地質(zhì)學(xué)》科目考查卷不良地基土及地基的處理方式與選擇［摘要］:不良的地基土對(duì)建筑建設(shè)影響巨大，特別是大型和高層建筑，不僅對(duì)建筑的規(guī)模還對(duì)建筑的使用安全危害巨大。如何對(duì)不良地基進(jìn)行科學(xué)合理地選擇地基處理方式對(duì)于土木工程建設(shè)有著重要的意義。

［關(guān)鍵詞］:地基土、地質(zhì)、地基處理

、工程建設(shè)

地基處理是指為提高地基土的承載力或改變其變形性質(zhì)或滲透性質(zhì)而采取的人工方法。采用科學(xué)合理地基處理方法,有充分發(fā)揮原地基土承載力，就地取材，施工工藝簡(jiǎn)單，施工速度快，地基處理費(fèi)用低的特點(diǎn)。中國地域廣闊,地質(zhì)條件變化大，差異顯著，不良地質(zhì)土分布很廣，對(duì)于土木工程建設(shè)危害大。而且建筑工程量大，施工周期長(zhǎng)，設(shè)計(jì)可靠度低，如使用大量樁基礎(chǔ)工程，必然造成施工工期延長(zhǎng)，施工費(fèi)用加大，也造成工程費(fèi)用的浪費(fèi)。這是國情和財(cái)力所不允許的。因此低廉、快速的地基處理施工技術(shù)和方法非常適合中國國情。

不良地基土種類及危害

地基土與上部建筑有著密切的關(guān)系,地基土的優(yōu)劣直接關(guān)系著地基處理方式的選擇及地基施工,中國不良地基土的種類較多,我國的不良地基土主要有①：軟土地基土、多年凍土地基

土、膨脹土地基土,具體分別有雜填土、軟黏土、沖填土、飽和松散砂土、濕陷性黃土、膨脹土、紅黏土、季節(jié)性凍土、含有機(jī)制土、泥炭土以及山區(qū)地基土等。比如濕陷性土,濕陷性土屬于特殊土,在上面覆蓋土層自重應(yīng)力作用下,或在自重應(yīng)力和附加應(yīng)力共同作用下,因浸水后土的結(jié)構(gòu)破壞而發(fā)生顯著附加變形。不良地基土存在影響建筑安全的問題,當(dāng)?shù)鼗目辜魪?qiáng)度不足以支撐上部結(jié)構(gòu)的自重及外荷載時(shí),地基就會(huì)產(chǎn)生局部或整體剪切破壞。會(huì)影響到建筑物的正常使用,甚至引起建筑物的開裂或破壞；當(dāng)?shù)叵滤恢碧幱谶\(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的問題,當(dāng)?shù)鼗恋臐B漏量或水力梯度超過允許值時(shí)，就會(huì)發(fā)生水量損失，或因潛蝕和管涌而導(dǎo)致滲漏；地震等動(dòng)力荷載,可能引起地基土(特別是飽和無黏性土)的液化、失穩(wěn)和震陷等危害的地質(zhì)情況。液化問題主要是由于動(dòng)力荷載引起的穩(wěn)定和變形問題，當(dāng)?shù)鼗猎谏喜拷Y(jié)構(gòu)自重或外荷載作用下產(chǎn)生過大的變形時(shí)，會(huì)影響結(jié)構(gòu)物的正常使用；當(dāng)超過了建筑物所能允許的不均勻沉降時(shí)，可能導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)開裂破壞；當(dāng)沉降量較大時(shí)產(chǎn)生的不均勻沉降也隨之增大。當(dāng)建筑物的天然地基存在諸多問題就必須進(jìn)行地基處理。通過地基處理從而滿足建筑物對(duì)地基的各項(xiàng)要求。常見不良地基土的處理方式

2.1、軟土地基土的處理方法軟土一般是指天然含水量大、壓縮性高、承載能力低的一種軟塑到流塑狀態(tài)的粘性土①。如淤泥、淤泥質(zhì)土以及其它高壓縮飽和粘性土、粉土等，主要是由天然含水量大、壓縮性高、承載能力低的淤泥沉積物及少量腐殖質(zhì)所組成的土⑤。軟土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低的細(xì)粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、固結(jié)系數(shù)小、固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、靈敏度高、擾動(dòng)性大、透水性差、土層層狀分布復(fù)雜、各層之間物理力學(xué)性質(zhì)相差較大等特點(diǎn)。這種土質(zhì)在茂名的沿海地區(qū)也十分的常見的一種地質(zhì)土，故而在茂名等沿海地區(qū)建設(shè)大型建筑時(shí)特別要注意這類軟土地基對(duì)于建筑的影響和選用合適的方式處理地基。由于軟土的抗剪強(qiáng)度低、壓縮性高、透水性低、觸變性、流變性、不均勻性等力學(xué)性質(zhì)不好。故而影響基質(zhì)的穩(wěn)定性能，會(huì)造成建筑物的不均勻沉降，引起塌方、塌陷、水土流失等，降低了建筑物的抗風(fēng)、抗震、抗沖擊等能力。所以在做建筑物必須做好地質(zhì)勘探工作，只有把地質(zhì)勘探做工作并做好地基處理工作才能把好了才能避免不良地質(zhì)土對(duì)建筑物的影響。目前軟基處理的主要方法有：

=1\*GB3①換填墊層法；②擠密法；③深層攪拌法；④灌漿法；⑤強(qiáng)夯法等③。

換填墊層法。換填墊層法主要作用是提高地基的承載力。其方法是將基底下一定范圍內(nèi)的軟弱土挖去，換填砂、碎石和素土等散體料，并分層夯實(shí)成低壓縮性的地基持力層。

擠密法。擠密法即先往土中打入樁管成孔，然后在孔內(nèi)填入礫石、砂、石灰，灰土等搗實(shí)而成。此法適用于含砂粒、瓦屑的雜填土及含砂量較多的松散土地基，對(duì)粘性大的飽和軟土地基，由于滲透性小，在加固過程中不能排出很多水分，故擠密效果不大。

深層攪拌法。此法通過特制的攪拌軸的輪葉，從地面開始破土攪拌至加固的深度，打開閥門將水泥漿或水泥粉由攪拌頭注入地基中，用攪拌頭強(qiáng)制攪拌均勻。

灌漿法。用鉆機(jī)成孔，將注漿管放入孔中需要灌漿的深度，鉆孔四周頂部封死。啟動(dòng)壓力泵，將攪拌均勻的水泥漿或水泥砂漿壓入土的孔隙和巖石的裂隙中，同時(shí)擠出土中的自由水。水泥漿凝固后，土體與巖石裂隙膠結(jié)成整體。此法基本上不改變?cè)瓲钔恋慕Y(jié)構(gòu)和體積，所用灌漿壓力較小。適用于卵石、中、粗砂和有裂隙的巖石。如是粘性土，則用較高的壓力灌入濃度較大的水泥漿或水泥砂漿。

強(qiáng)夯法。強(qiáng)夯法是將重錘起重到一定高度，然后自由下落，重復(fù)夯打，以加固地基，使強(qiáng)度提高，壓縮性減小。此法一般適用于無粘性土，雜填土和半飽和土，這種方法對(duì)于人工填埋形成的地基土或海邊和是一些河流邊形成不久的土壤上建設(shè)大型建筑常用的一種地基處理方法，在這些地方的大型工地我們看到重錘夯打地基土。近年來著名的拜迪的帆船酒店和人工島都使用這種地基方法。2.2、膨脹土地基的處理方法膨脹土指的是具有較大的吸水后顯著膨脹、失水后顯著收縮特性的高液限粘土。膨脹土的礦物成分主要是蒙脫石,為一種高塑性粘土，一般承載力較高，具有吸水膨脹、失水收縮和反復(fù)脹縮變形、浸水承載力衰減、干縮裂隙發(fā)育等特性，性質(zhì)極不穩(wěn)定。常使建筑物產(chǎn)生不均勻的豎向或水平的脹縮變形，造成位移、開裂、傾斜甚至破壞，且往往成群出現(xiàn)，尤以低層平房嚴(yán)重，危害性很大，裂縫特征有外墻垂直裂縫，端部斜向裂縫和窗臺(tái)下水平裂縫，內(nèi)、外山墻對(duì)稱或不對(duì)稱的倒八字形裂縫等；地坪則出現(xiàn)縱向長(zhǎng)條和網(wǎng)格狀的裂縫。在我國中南、西南地區(qū)分布極為廣泛，這對(duì)建筑的危害非常大，在工程建設(shè)中必須把這一地質(zhì)危害消除以確保建筑物的安全。施工措施②（1）提前整平場(chǎng)地，使場(chǎng)地經(jīng)過雨水預(yù)濕，減少挖填方濕度過大的差別，使含水量得到新的平衡，大部分膨脹力得到釋放。（2）盡量保持原自然邊坡、保持場(chǎng)地的穩(wěn)定條件，避免大挖大填。基礎(chǔ)適當(dāng)埋深或用墩式基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)，以增加基礎(chǔ)附加荷載，減小膨脹土層厚度，減輕升降幅度，但成孔時(shí)切忌向孔內(nèi)灌水，成孔后宜當(dāng)天澆筑混凝土。(3)臨坡建筑不宜在坡腳挖土施工，避免使坡體平衡改變，使建筑物產(chǎn)生水平膨脹、移動(dòng)。(4)采取換土處理，將膨脹土層部分或全部挖去，用灰土、土石混合物或砂礫回填夯或用人工墊層如砂、砂礫作緩沖層，厚度不小于90cm。(5)在建筑物周圍做好地表滲、排水溝等，散水坡適當(dāng)加寬下做砂或爐渣墊層，并設(shè)隔水層。室內(nèi)下水道設(shè)防漏、防濕措施，使地基土盡量保持原有天然濕度和天然結(jié)構(gòu)。(6)做好保濕防水措施，加強(qiáng)施工用水管理，做好現(xiàn)場(chǎng)施工臨時(shí)排水，避免基坑(槽)浸和建筑物附近積水。基坑(槽)挖好后，及時(shí)分段快速施工完成，并回填覆蓋夯實(shí)，減少基坑(槽)暴露時(shí)間，避免暴曬。

2.3、多年凍土地基

的地基處理凍土是指零攝氏度以下，并含有冰的各種巖石和土壤。一般可分為短時(shí)凍土和季節(jié)凍土以及多年凍土（數(shù)年至數(shù)萬年以上）。凍土是一種對(duì)溫度極為敏感的土體介質(zhì)，含有豐富的地下冰。因此，凍土具有流變性，其長(zhǎng)期強(qiáng)度遠(yuǎn)低于瞬時(shí)強(qiáng)度特征。正由于這些特征，在凍土區(qū)修筑工程構(gòu)筑物就必須面臨兩大危險(xiǎn)：凍脹和融沉。隨著氣候變暖，凍土不斷退化。我國的凍土主要分布在西北等北方地區(qū)，特別是西藏地區(qū)多年凍土極多在這些地方凍土對(duì)建筑物的影響是不可忽略的！1.凍脹防治措施（1）減小墩臺(tái)和基礎(chǔ)的側(cè)面積。（2）根據(jù)試驗(yàn)，提高建筑物表面的光滑度，可大大降低切向凍脹力，因此應(yīng)盡量減少墩臺(tái)和基礎(chǔ)受凍拔作用范圍的粗糙率。（3）基礎(chǔ)四周換填較純凈的砂或砂夾卵石等粗顆粒土，夯實(shí)。（4）由于切向凍脹力是在地面處較大，往下迅速減小，故基礎(chǔ)頂截面小于基底截面，以減小切向凍脹力。2．融沉防治措施（1）對(duì)采用融化原則的基底土可換填碎、卵、礫石或粗砂換填，換填深度可達(dá)季節(jié)融化深度。（2）采用凍結(jié)原則施工的基礎(chǔ)宜于冬季施工，采用融化原則的基礎(chǔ)宜夏季施工。（3）對(duì)融沉、強(qiáng)融沉土基，宜采用輕型橋臺(tái)，適當(dāng)增大基底面積，減少壓應(yīng)力，或結(jié)合具體情況，加大基礎(chǔ)埋置深度。（4）采用凍結(jié)原則施工中應(yīng)保護(hù)地面上的覆蓋植被，或以保溫性能好的材料鋪蓋地表，減少熱滲入量。我國地質(zhì)土種類繁多，對(duì)建筑工程的影響也不能忽視，特別是高層建筑的大型建筑更要注意地質(zhì)土對(duì)工程的影響。故而在工程建設(shè)前必須做好地質(zhì)勘探工作因地制宜的設(shè)計(jì)建筑。對(duì)一些地質(zhì)土也要相應(yīng)的做一些地基處理。處理方法種類繁多,各種處理方法有它的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍,沒有一種方法解決所有問題,在工程建設(shè)上要合理因地制宜的根據(jù)地質(zhì)土的類型選擇最優(yōu)的施工方法和處理措施。作為一個(gè)未來從事土木工程建設(shè)的學(xué)生，我們不僅要學(xué)習(xí)我們建設(shè)方面的知識(shí)，而且也要學(xué)習(xí)各方面的知識(shí)，才能全面的考慮工程問題，從而消除各方面的危害，學(xué)習(xí)了工程地質(zhì)學(xué)是我認(rèn)識(shí)到建筑的安全使用不僅依靠建筑的質(zhì)量。更多的還要考慮地質(zhì)問題對(duì)與建筑的影響舟曲泥石流、香港寶成大夏滑坡等事件，讓我更深刻的意識(shí)要建筑建設(shè)選址要盡量避免地質(zhì)災(zāi)害的危害。工程地質(zhì)學(xué)是一門跟工程建設(shè)聯(lián)系緊密的學(xué)科，我們只有把地質(zhì)學(xué)和建筑工程的只是學(xué)好，并在實(shí)踐中結(jié)合起來，對(duì)于一些建筑地質(zhì)問題的處理才不會(huì)捉襟見肘。地質(zhì)學(xué)是一門浩大的學(xué)科也是一門極有意