軟土地基處理新技術(shù)

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1、第1章緒論1.1研究的目的及意義隨著國民經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，我國建筑業(yè)也在快速發(fā)展，隨之而來的建筑物地基問題也越來越多。我國地域遼闊，從沿海到內(nèi)地，從山區(qū)到平原，分布著多種多樣的地基土，其承載力、抗剪強度、壓縮性以及透水性等因土的種類不同而可能具有很大的差別。各種地基土中，不少為軟弱土和不良土，主要包括：軟粘土、雜填土、沖填土、飽和粉細砂(包括部分亞粘土)、濕陷性黃土、泥碳土、膨脹土、多年凍土、巖溶土洞等［1,2］。各種各樣的結(jié)構(gòu)物對地基的要求是不同的，而各個地區(qū)天然地層的情況差別又非常大，即使在同一地區(qū)、同一工點，地質(zhì)情況也可能

2、有很大的差別。所有這些就決定了地基處理問題的復(fù)雜性和多變性，是采用天然地基，還是采用人工地基，采用人工地基時是采用什么地基處理方案？這是建造建筑物時首先需要解決的問題，處理是否恰當，不僅影響到建筑物的安全和使用，而且對建設(shè)速度、工程造價都有不小的影響［3］。不少時候，它甚至成為工程建設(shè)中的關(guān)鍵。建筑物對天然地基的要求主要包括以下三個方面：(1)地基承載力或穩(wěn)定性問題；(2)沉降、水平位移及不均勻沉降問題；(3)滲透和遠期固結(jié)問題。當天然地基不能滿足上述三個要求時，需要對天然地基進行地基處理，以滿足建筑物對地基的要求，保證其安全

3、正常使用。［4］1.2研究的歷史及現(xiàn)狀軟土地基處理是一門古老而又年輕的技術(shù)，在土木建筑領(lǐng)域有著悠久的歷史。在60年代中期，從如何進行深層密實處理的方法考慮，采用加大擊實功的措施，發(fā)展了“強夯法”和振動“水沖法”；從如何提高土的抗拉強度這一思路中，發(fā)展了土的“加筋法”；從如何有利于土的排水和加速固結(jié)這一基本觀點出發(fā)，發(fā)展了土工聚合物、砂井預(yù)壓和塑料排水板；等等，實現(xiàn)了軟土地基處理技術(shù)的飛速發(fā)展。另外，現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，為地基工程提供了強大的生產(chǎn)手段：如能制造重達幾十噸的專用地基加固施工機械(使用強夯法時的起重機械)；54潛水電機的

4、出現(xiàn)，帶來了振動水沖法的振沖器的施工機械；真空泵的問世，推動了真空預(yù)壓法的發(fā)展；能產(chǎn)生大于200個大氣壓的壓縮空氣機的生產(chǎn)，使“高壓噴射注漿法”得實現(xiàn)。我國軟弱地基類型多，從沿海到內(nèi)陸，由山區(qū)到平原都有著廣泛的分布。自改革開放以來土木工程建設(shè)規(guī)模大，發(fā)展快，在工程建設(shè)中，有時不可避免的遇到軟基地區(qū)，我國是發(fā)展中國家，建設(shè)資金緊張，如何在保證工程質(zhì)量的前提下節(jié)省工程投資顯得十分重要。因為復(fù)合地基技術(shù)能夠較好利用增強體和天然地基兩者共同承擔(dān)構(gòu)筑物的潛能，具有比較經(jīng)濟的特點，所以復(fù)合地基技術(shù)比較適合我國國情，近年來在我國得到長足的發(fā)

5、展。改革開放以后，我國土木工程建設(shè)得到飛速發(fā)展，地基處理技術(shù)也相應(yīng)得到飛速發(fā)展。為了適應(yīng)工程建設(shè)發(fā)展的需要，從國外引進和發(fā)展了高壓噴射注漿法、振沖法、強夯法、深層攪拌法、土工合成材料、強夯置換法、EPS超輕質(zhì)填料法等許多地基處理技術(shù)。許多已經(jīng)在我國得到應(yīng)用的地基處理技術(shù)，如排水固結(jié)法、土樁和灰土樁法、砂樁法等也得到不斷發(fā)展提高；近二十幾年在工程實踐中還發(fā)展了許多新的地基處理技術(shù)，如真空預(yù)壓法、錨桿靜壓樁法、孔內(nèi)夯擴碎石樁法、低強度樁復(fù)合地基法、剛性樁復(fù)合地基法等。地基處理已成為土木工程建設(shè)中的熱點之一，它得到土木工程界勘察、設(shè)

6、計、施工、監(jiān)理、教學(xué)、科研和管理部門的關(guān)心和重視。地基處理技術(shù)的進步帶來了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。我國地基處理水平不斷得到提高、總體上正在接近世界先進水平。1.3軟土地基處理新技術(shù)(1)CFG樁近年來，復(fù)合地基理論的研究和發(fā)展較快，新的樁型、施工設(shè)備和施工工藝應(yīng)運而生。復(fù)合地基可分為兩大類：一類是由散體材料組成的樁和天然地基復(fù)合；一類是由水泥和土結(jié)合而成的樁與天然地基復(fù)合。CFG樁是屬于后者，是一種較為經(jīng)濟合理的地基處理方法。CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，樁身材料是在素混凝土樁的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，主要由碎石、石屑、粉煤灰

7、、摻適量水泥和水拌合而成，具有良好的和易性。［5］CFG樁具有以下優(yōu)點：同時具有碎石樁對地基的擠密加固作用和置換作用；通過在樁和基礎(chǔ)間設(shè)置柔性鋪墊層，使調(diào)整樁土相對變形問題從根本上得到解決；CFG樁復(fù)合基的強度和模量比較均勻，對上部結(jié)構(gòu)、受力結(jié)構(gòu)抗震等級有利；褥墊層使樁間土的有效接觸應(yīng)力增加，提高了樁周土的抗剪強度，使樁體承載力得到提高；褥墊層對于地基的不均勻沉降也有一定的補償作用。這種地基處理方法在南京造紙廠等工程中運用技術(shù)經(jīng)濟效果良好。(2)沙石樁與低強度混凝土組合型復(fù)合地基在沙石樁中增加一定量的粉煤灰和少量水泥，使其成為

8、54一種粘結(jié)強度較高的半剛性樁，由此構(gòu)成部分散體沙石樁與部分低強度混凝土組合型復(fù)合地基。組合型復(fù)合地基的特點是：既能發(fā)揮沙石樁的優(yōu)點，又由于低強度混凝土樁的插入而使沙石樁的側(cè)限約束作用得到加強，從而減少散體樁頂部分的壓漲變形。同時發(fā)揮半剛性樁能向深部傳遞荷載的作用，使復(fù)合地基