第四節(jié) 軟弱地基
當(dāng)天然地基不能滿足建筑物對地基強度與穩(wěn)定性和變形的要求時,常采取各種地基加固、補強等類技術(shù)措施,改善地基土的工程性狀,以滿足工程要求。這些措施統(tǒng)稱為地基處理。
工程上常需要處理的土類主要有如下幾種:淤泥及淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)黏土、細粉砂土、砂礫石類土、膨脹土、黃土、紅勃土以及巖溶等。下面將與地基處理有關(guān)的兒種土類特性簡要闡述如下:
1 .淤泥及淤泥質(zhì)土
簡稱為軟土,大部分是飽和的,含有機質(zhì),天然含水量大于液限,孔隙比大于 1 ,抗剪強度低,壓縮性高,滲透性小,具有結(jié)構(gòu)性的土。當(dāng)天然孔隙比, e )≥1 . 5 時,稱為淤泥; 1 . 5 ≥e ≥1 時,稱為淤泥質(zhì)土。這類土比較軟弱,天然地基的承載力較小,易出現(xiàn)地基局部破壞和滑動;在荷載作用下產(chǎn)生較大的沉降和不均勻沉降,以及較大的側(cè)向變形,且沉降與變形持續(xù)的時間很長,甚至出現(xiàn)蠕變等。
2 .粉細砂、粉土和粉質(zhì)土
相對而言,它比淤泥質(zhì)土的強度要大,壓縮性較小,可以承受一定的靜荷載。但是,在機器振動、波浪和地震等動荷載作用下可能產(chǎn)生液化、震陷,振動速度的增大,使地基失去承載力。所以,這類土的地基處理問題主要是抗震動液化和隔震等。
3 .砂土、砂礫石等
這類土的強度和變形性能是隨著其密度的大小變化而變化的,一般來說強度較高,壓縮性不大,但透水性較大,所以這類土的地基處理問題主要是抗?jié)B和防滲,防止流土和管涌等。
4 .其他類土
黃土具有濕陷性,膨脹土具有脹縮性,紅黏土具有特殊的結(jié)構(gòu)性,以及巖溶易出現(xiàn)塌陷等,它們的地基處理方法應(yīng)針對其特殊的性質(zhì)進行處理。
因此,地基處理主要目的與內(nèi)容應(yīng)包括: ① 提高地基土的抗剪強度,以滿足設(shè)計對地基承載力和穩(wěn)定性的要求; ② 改善地基的變形性質(zhì),防止建筑物產(chǎn)生過大的沉降和不均勻沉降以及側(cè)向變形等; ③ 改善地基的滲透性和滲透穩(wěn)定,防止?jié)B流過大和滲透破壞等; ④ 提高地基土的抗振(震)性能,防止液化,隔振和減小振動波的振幅等; ⑤ 消除黃土的濕陷性,膨脹土的脹縮性等。
常用的地基處理方法主要的見表 9-11。表中所列的各種處理方法都有各自的作用原理、適用土類和應(yīng)用條件。特別要注意,同樣的一種地基處理技術(shù),在不同土類中的作用原理和作用效果往往存在顯著的差別,不可混淆。例如振沖法,在砂土中其主要作用是振動擠密;在飽和豁性土中則為振沖置換組成復(fù)合地基;兩者的技術(shù)要求不同,設(shè)計方法也不同。如果把原理搞錯了,就可能導(dǎo)致工程事故。
第6.6.4條 重力式擋土墻構(gòu)造應(yīng)符合下列要求:
1.重力式擋土墻適用于高度小于6m,地層穩(wěn)定,開挖土石方時不會危及相鄰建筑物安全的地段。
2.重力式擋土墻可在基底設(shè)置逆坡。對于土質(zhì)地基,基底逆坡坡度不宜大于1:10;對于巖質(zhì)地基,基底逆坡坡度不宜大于1:5;
3.塊石擋土墻的墻頂寬度不宜小于400mm;混凝土擋土墻的墻頂寬度不宜小于200mm;
4.重力式擋墻的基礎(chǔ)埋置深度,應(yīng)根據(jù)地基承載力,水流沖刷,巖石裂隙發(fā)育及風(fēng)化程度等因素進行確定。在特強凍脹,強凍脹地區(qū)應(yīng)考慮凍脹的影響。在土質(zhì)地基中,基礎(chǔ)埋置深度不宜小于0.5m;在軟質(zhì)巖地基中,基礎(chǔ)埋置深度不宜小于0.3m。
5.重力式擋土墻應(yīng)每間隔10-20m設(shè)置一道伸縮縫。當(dāng)?shù)鼗凶兓瘯r宜加設(shè)沉降縫。在擋土結(jié)構(gòu)的拐角處。應(yīng)采取加強的構(gòu)造措施。
6.1.1 山區(qū)(包括丘陵地帶)地基的設(shè)計,應(yīng)考慮下列因素:
1.建設(shè)場區(qū)內(nèi),在自然條件下,有無滑坡現(xiàn)象,有無斷層破碎帶;
2.施工過程中,因挖方、填方、堆載和卸載等對山坡穩(wěn)定性的影響;
3.建筑地基的不均勻性;
4.巖溶、土洞的發(fā)育程度;
5.出現(xiàn)崩塌、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象的可能性;
6.地面水、地下水對建筑地基和建設(shè)場區(qū)的影響。
第7.2.1條 利用軟弱土層作為持力層時,可按下列規(guī)定:
1.淤泥和淤泥質(zhì)土,宜利用其上覆較好土層作為持力層,當(dāng)上覆土層較薄,應(yīng)采取避免施工時對淤泥和淤泥質(zhì)土擾動的措施;
2.沖填土、建筑垃圾和性能穩(wěn)定的工業(yè)廢料,當(dāng)均勻性和密實度較好時,均可利用作為持力層;
3.對于有機質(zhì)含量較多的生活垃圾和對基礎(chǔ)有侵蝕性的工業(yè)廢料等雜填土,未經(jīng)處理不宜作為持力層。
第7.2.2條 局部軟弱土層以及暗塘、暗溝等,可采用基礎(chǔ)梁、換土、樁基或其他方法處理。
第7.2.3條 當(dāng)?shù)鼗休d力或變形不能滿足設(shè)計要求時,地基處理可選用機械壓(夯)實、堆載預(yù)壓、塑料排水帶或砂井真空預(yù)壓、換填墊層或復(fù)合地基等方法。處理后的地基承載力應(yīng)通過試驗確定。
第7.2.4條 機械壓實包括重錘夯實、強夯、振動壓實等方法,可用于處理由建筑垃圾或工業(yè)廢料組成的雜填土地基,處理有效深度應(yīng)通過試驗確定。
第7.2.5條 堆載預(yù)壓可用于處理較厚淤泥和淤泥質(zhì)土地基。預(yù)壓荷載宜大于設(shè)計荷載,預(yù)壓時間應(yīng)根據(jù)建筑物的要求以及地基固結(jié)情況決定,并應(yīng)考慮堆載大小和速率對堆載效果和周圍建筑物的影響。
采用塑料排水帶或砂井進行堆載預(yù)壓和真空預(yù)壓時,應(yīng)在塑料排水帶或砂井頂部作排水砂墊層。
第7.2.6條 換填墊層可用于軟弱地基的淺層處理。墊層材料可采用中砂、粗砂,礫砂,角(圓)礫、碎(卵)石、礦渣、灰土、粘性土以及其它性能穩(wěn)定、無侵蝕性的材料。
當(dāng)天然地基不能滿足建筑物對地基強度與穩(wěn)定性和變形的要求時,常采取各種地基加固、補強等類技術(shù)措施,改善地基土的工程性狀,以滿足工程要求。這些措施統(tǒng)稱為地基處理。
工程上常需要處理的土類主要有如下幾種:淤泥及淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)黏土、細粉砂土、砂礫石類土、膨脹土、黃土、紅勃土以及巖溶等。下面將與地基處理有關(guān)的兒種土類特性簡要闡述如下:
1 .淤泥及淤泥質(zhì)土
簡稱為軟土,大部分是飽和的,含有機質(zhì),天然含水量大于液限,孔隙比大于 1 ,抗剪強度低,壓縮性高,滲透性小,具有結(jié)構(gòu)性的土。當(dāng)天然孔隙比, e )≥1 . 5 時,稱為淤泥; 1 . 5 ≥e ≥1 時,稱為淤泥質(zhì)土。這類土比較軟弱,天然地基的承載力較小,易出現(xiàn)地基局部破壞和滑動;在荷載作用下產(chǎn)生較大的沉降和不均勻沉降,以及較大的側(cè)向變形,且沉降與變形持續(xù)的時間很長,甚至出現(xiàn)蠕變等。
2 .粉細砂、粉土和粉質(zhì)土
相對而言,它比淤泥質(zhì)土的強度要大,壓縮性較小,可以承受一定的靜荷載。但是,在機器振動、波浪和地震等動荷載作用下可能產(chǎn)生液化、震陷,振動速度的增大,使地基失去承載力。所以,這類土的地基處理問題主要是抗震動液化和隔震等。
3 .砂土、砂礫石等
這類土的強度和變形性能是隨著其密度的大小變化而變化的,一般來說強度較高,壓縮性不大,但透水性較大,所以這類土的地基處理問題主要是抗?jié)B和防滲,防止流土和管涌等。
4 .其他類土
黃土具有濕陷性,膨脹土具有脹縮性,紅黏土具有特殊的結(jié)構(gòu)性,以及巖溶易出現(xiàn)塌陷等,它們的地基處理方法應(yīng)針對其特殊的性質(zhì)進行處理。
因此,地基處理主要目的與內(nèi)容應(yīng)包括: ① 提高地基土的抗剪強度,以滿足設(shè)計對地基承載力和穩(wěn)定性的要求; ② 改善地基的變形性質(zhì),防止建筑物產(chǎn)生過大的沉降和不均勻沉降以及側(cè)向變形等; ③ 改善地基的滲透性和滲透穩(wěn)定,防止?jié)B流過大和滲透破壞等; ④ 提高地基土的抗振(震)性能,防止液化,隔振和減小振動波的振幅等; ⑤ 消除黃土的濕陷性,膨脹土的脹縮性等。
常用的地基處理方法主要的見表 9-11。表中所列的各種處理方法都有各自的作用原理、適用土類和應(yīng)用條件。特別要注意,同樣的一種地基處理技術(shù),在不同土類中的作用原理和作用效果往往存在顯著的差別,不可混淆。例如振沖法,在砂土中其主要作用是振動擠密;在飽和豁性土中則為振沖置換組成復(fù)合地基;兩者的技術(shù)要求不同,設(shè)計方法也不同。如果把原理搞錯了,就可能導(dǎo)致工程事故。
第6.6.4條 重力式擋土墻構(gòu)造應(yīng)符合下列要求:
1.重力式擋土墻適用于高度小于6m,地層穩(wěn)定,開挖土石方時不會危及相鄰建筑物安全的地段。
2.重力式擋土墻可在基底設(shè)置逆坡。對于土質(zhì)地基,基底逆坡坡度不宜大于1:10;對于巖質(zhì)地基,基底逆坡坡度不宜大于1:5;
3.塊石擋土墻的墻頂寬度不宜小于400mm;混凝土擋土墻的墻頂寬度不宜小于200mm;
4.重力式擋墻的基礎(chǔ)埋置深度,應(yīng)根據(jù)地基承載力,水流沖刷,巖石裂隙發(fā)育及風(fēng)化程度等因素進行確定。在特強凍脹,強凍脹地區(qū)應(yīng)考慮凍脹的影響。在土質(zhì)地基中,基礎(chǔ)埋置深度不宜小于0.5m;在軟質(zhì)巖地基中,基礎(chǔ)埋置深度不宜小于0.3m。
5.重力式擋土墻應(yīng)每間隔10-20m設(shè)置一道伸縮縫。當(dāng)?shù)鼗凶兓瘯r宜加設(shè)沉降縫。在擋土結(jié)構(gòu)的拐角處。應(yīng)采取加強的構(gòu)造措施。
6.1.1 山區(qū)(包括丘陵地帶)地基的設(shè)計,應(yīng)考慮下列因素:
1.建設(shè)場區(qū)內(nèi),在自然條件下,有無滑坡現(xiàn)象,有無斷層破碎帶;
2.施工過程中,因挖方、填方、堆載和卸載等對山坡穩(wěn)定性的影響;
3.建筑地基的不均勻性;
4.巖溶、土洞的發(fā)育程度;
5.出現(xiàn)崩塌、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象的可能性;
6.地面水、地下水對建筑地基和建設(shè)場區(qū)的影響。
第7.2.1條 利用軟弱土層作為持力層時,可按下列規(guī)定:
1.淤泥和淤泥質(zhì)土,宜利用其上覆較好土層作為持力層,當(dāng)上覆土層較薄,應(yīng)采取避免施工時對淤泥和淤泥質(zhì)土擾動的措施;
2.沖填土、建筑垃圾和性能穩(wěn)定的工業(yè)廢料,當(dāng)均勻性和密實度較好時,均可利用作為持力層;
3.對于有機質(zhì)含量較多的生活垃圾和對基礎(chǔ)有侵蝕性的工業(yè)廢料等雜填土,未經(jīng)處理不宜作為持力層。
第7.2.2條 局部軟弱土層以及暗塘、暗溝等,可采用基礎(chǔ)梁、換土、樁基或其他方法處理。
第7.2.3條 當(dāng)?shù)鼗休d力或變形不能滿足設(shè)計要求時,地基處理可選用機械壓(夯)實、堆載預(yù)壓、塑料排水帶或砂井真空預(yù)壓、換填墊層或復(fù)合地基等方法。處理后的地基承載力應(yīng)通過試驗確定。
第7.2.4條 機械壓實包括重錘夯實、強夯、振動壓實等方法,可用于處理由建筑垃圾或工業(yè)廢料組成的雜填土地基,處理有效深度應(yīng)通過試驗確定。
第7.2.5條 堆載預(yù)壓可用于處理較厚淤泥和淤泥質(zhì)土地基。預(yù)壓荷載宜大于設(shè)計荷載,預(yù)壓時間應(yīng)根據(jù)建筑物的要求以及地基固結(jié)情況決定,并應(yīng)考慮堆載大小和速率對堆載效果和周圍建筑物的影響。
采用塑料排水帶或砂井進行堆載預(yù)壓和真空預(yù)壓時,應(yīng)在塑料排水帶或砂井頂部作排水砂墊層。
第7.2.6條 換填墊層可用于軟弱地基的淺層處理。墊層材料可采用中砂、粗砂,礫砂,角(圓)礫、碎(卵)石、礦渣、灰土、粘性土以及其它性能穩(wěn)定、無侵蝕性的材料。