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施工中软弱土地基的处理探述

2018-02-04

智能城市 2018年13期
关键词:珠江三角洲土质软土

彭 亮

广东省地质局第十地质大队,广东中山 528427

我国的建筑工程事业自改革开放以来,逐渐发展起来,直到今天一直处于相当繁荣的发展地位,各大城市也逐渐涌现出了高楼大厦,这对建筑施工事业来说是一种新的挑战,在建筑施工中任然存在注意事项和难题,本文主要是针对建筑地基中的软土处理设置分析,重点介绍了广东地区珠江三角洲一带的软土地基处理,因为临海,所以周围土质大多是淤泥,软土质地基很难满足高级建筑的承载力要求,这就要对其进行加固处理,设置地基;经过本文的研究介绍,提出一系列地基处理办法和珠三角软土地质的处理方案,进一步解决类似状况,对我国建筑施工事业也起到一定的促进作用。

1 软土的定义

常见的土地当中一般都含有砂粒、粉粒,还有一些粘粒,砂粒会使土质变得非常硬,粉粒又会使得土质变得水分含量极少,而软土就是硬度比较低,含水量又很高的土,所以它内部有较多的粘粒。一般的软土就是我们常见的淤泥质地,它是在静水或者平稳水流的条件下,土粒淤积在一起,与水相结合,长时间经过一系列化学反应而形成的一种土层;各个国家对于软土的定义解释都不太一样,日本是通过对土的承载力、抗压强度等指标来判断土质类型的,而德国的判断方法就相对比较简单了,通常是用手来感受,用其易捏程度来判断是否为软土。我国的软土多分布在沿海或者河流地区,只要水资源丰富都容易形成黏土土质,其土质最大的特点就是含水量很高,分子之间孔隙之比相对较大,容易被压缩塑形,相对的,它的承载力强度就比较低,抗剪程度也非常低。在我国南方多为这样的土质,典型的当属珠江三角洲一带的沿海地区[1]。

2 软土地基处理的常见方法

利用软土进行的建筑施工,有许多优势都是不可替代的,比如粘性较高,容易压实;但是不容易保持一定的形状,为了能够避免这个缺点,在施工的同时,会采用相关方法对地基进行一些处理,使得其能够满足承载力要求,主要可以应用夯实法、换土垫层法、排水固结法以及置换拌入法等。

2.1 夯实法

夯实法是软弱土地基处理方式中最常使用的一种,它就是利用外力对于已填土层或者自然土层进行碾压和打实的方法,使得土层能够保持在事先所规定的形状之内,一般都是采用具有夯击能量的夯锤或者其他工具,对土体表面夯实锤击,其产生较大的冲击力还可以使得土体内部保持紧密的分子作用力,可适用于夯实法的土体类型较多样,一般的碎石、砂石、粉土和杂填土层,都能够运用夯实法捣密夯实。另外,对于淤泥类的软土,也可以在某个工艺适当采用相应的夯实法,这种处理方法的代价也比较低[2],无需投入大量的资金,且夯实效果较好。

2.2 换土垫层法

换土垫层法,根据字面意思理解,就是将原先所填土层挖出,利用其它一些土层代替它,填进这些土堆中间,鉴于软土层地基承载力欠缺的问题,这是其中常用地基处理方法,一般分布在暗沟的地区,因为有水的缘故,其土层粘度很难控制,且受力面积有一定的限制,所以整体压强就特别大,这个时候将黏土全部挖出来,再从其他地区运来砂石、粉土,或者是一些素土,基本上含水量较少,吸水能力较差,把它铺垫在原先的土层所在位置,再用碾车压实,土体的承载力就会相应提高。

2.3 排水固结法

软土的形成原因就是因为含水量太多,造成土质粘性过大,形成软土质,承载力较差,而排水固结法对于地基处理的要求,更有可能是对根源上的方法解决,减少土体的含水量,在采用这种方法的时候,一般是在土体内部增设排水管,上部运用预压的方式,给土体施加一定的压力,顺着排水管道流出水分,此种方法比较方便,水流可以自动顺着流水管道排出,但是并不是所有软土层都适用该方法,在使用前对土体性质类型进行测定,是否是饱和软土层,并且整个土层的渗透性不能太低,这样不利于水的排出。

2.4 置换和拌入法

置换和拌入法是两种方法,其中置换法和换土垫层法的原理差不多,都是将原来的土层挖出,然后再填入新运进去的土层,一般都是一些硬度较高、含水量较少、渗透性较高的沙土、粉土等,再在表面采用相应的压实法对土层进行压实捣密。拌入法和置换法所用的原材料都是一样的,都是要用到粉土或者砂土,两者的适用环境也差不多,拌入法就是软土层的承载力在一定的标准值之内,加入一些砂土层,拌匀以后,再进行捣密,如果土层含水量太大,软土性质过于明显,这时候就需要采用置换法。

3 珠三角地区软土地基处理实例概述

本文主要是针对软土层的地基处理方法进行概述,其中珠江三角洲地区的土层,多是受环境的影响一直保持粘性土状态,非常适合本文的设计研究,所以选取该地区作为工程实例进行介绍,具体分析如何处理软土层的地基,首先对该地区降水条件、水文地质进行分析,了解地形分布,最后介绍相关的处理方案。

3.1 珠三角地区的水文地质条件

珠江三角洲是我国有名港口地区,它坐落在广东省中部地区,珠江三角洲地处广东省中部,那里属于热带地区,又临近海洋,常年降水较为丰富,气温较高,湿度较大,降水量比较多,在这种气候下的土质类型,多为软土土质,粘性土居多。珠江三角洲临西北部江,还与东江相近,其水系下部分河网较低,地势较为平缓,河流交错成群,河面都比较宽广,多为浅水地面,水面呈波浪状,坡度相对比较小,水量很大,汛期很长,沙土含量稀少,水文地质条件较为特殊。

3.2 珠三角地区的地形地貌特点

珠江三角洲地区较为平缓,有山脉和浮山并且从北向南依次降低地势,北部山川较多,其中,帽峰山脉便分布于此,到了南面,有五桂山、大岭山等依次分布,独自矗立于此,除了一些较低平残川,基本呈现出星罗棋布的态势分布于此,是一道秀丽的自然景观。北部是海陆相交的地区,海岸线蜿蜒曲折,从新会崖门起一直到深圳蛇口都是以港口为主,其内部的河流密错纵横、水网密集,其中的水来自河流、海水、海湾等,所以几种水域的水一同相交在一起,形成的土壤呈现分层性质,为软土层和薄砂土质层共同组成。

3.3 珠三角软土地基处理方案设计

要想设计出符合珠三角地区特点的软土地基处理方案,最重要的一点就是对当地的环境做一个深入的了解。珠江三角洲地区的土质类型多是粘性土和软土层,它在施工当中,所能承受的承载力就会小很多,所以如果对该地区进行施工,必须严格注意土层设置,设计一个合理适宜的施工方案。所拟订的施工方案无非就是多个处理方式的选择,有时候需要多个处理方案共同结合使用。本文选取珠江三角洲以南的盆地地区进行方案设计,该地区雨水连绵,常年多雨,能积存大量雨水,并且由于临近珠海这个得天独厚的优势,所以能控制周围水资源的保留,在临近珠海的南面,顺应水流方向,淤泥含量最多,地下4.8~8.7m的距离为软土质,其中5.3m内为粘土,剩下的是淤泥质地,首先利用换填法,将路面下5m内的淤泥全部换填成石灰砂土混合物,保证土质的硬度,采用石灰与砂土体积之比为3:1的关系,进行开挖回填,基坑深度设置为6m,从基坑地下5m进行回填,填至基坑底部,采用碾压法对基坑底部地面进行夯实设计。基坑底部回填完毕以后,基坑开挖做连续墙支护,设置坑内排水管,每个排水管道相距2m,在坑外道路1m处设计,对于基坑回填土采用砂土回填,加大了透水性,容易有积水下渗,此时在其中加入排水固结设计,将集水排水管安装至地面以下,每3m设置一个。

该方案设计综合了土质类型和自然环境对土体影响,按照施工方案评分标准可以评为3星方案,其中换填法的采用有些牵强,它最多适用于浅层以及类浅层地面,比如6m之内,该换填高度超过限制值,对于地下承载力调整,最好采用排水固结法,加入塑料排水压缩板和集水管共同作用,吸收软土质水分,再经过排水管全部排出。可以说,珠三角的设计方法较为科学,对其他地区的施工也起到了借鉴作用。

4 结语

综上所述,在施工中,不仅要注意到后期建设质量,施工之前的环境准备也是相当重要的,只有将周围的土质条件设置完以后,后续的工程施工才能顺利进行。而准备条件中的软土地基是最为关键的处理项目之一,它一旦出现问题,整个施工承载力都会受到威胁,导致后续施工难以进行。因此,在实际施工中必须从地区实际出发,做好软土地基处理,以保证工程的稳定性和安全性。

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