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(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，我國(guó)建筑業(yè)也在快速發(fā)展，隨之而來(lái)的建筑物地基問(wèn)題也越來(lái)越多。我國(guó)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(qiáng)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(xì)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(duì)地基的要求是不同的，而各個(gè)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(diǎn)，地質(zhì)情況也可能有很大的差別。所有

2、這些就決定了地基處理問(wèn)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(shí)是采用什么地基處理方案？這是建造建筑物時(shí)首先需要解決的問(wèn)題，處理是否恰當(dāng)，不僅影響到建筑物的安全和使用，而且對(duì)建設(shè)速度、工程造價(jià)都有不小的影響［3］。不少時(shí)候，它甚至成為工程建設(shè)中的關(guān)鍵。建筑物對(duì)天然地基的要求主要包括以下三個(gè)方面：(1)地基承載力或穩(wěn)定性問(wèn)題；(2)沉降、水平位移及不均勻沉降問(wèn)題；(3)滲透和遠(yuǎn)期固結(jié)問(wèn)題。當(dāng)天然地基不能滿足上述三個(gè)要求時(shí)，需要對(duì)天然地基進(jìn)行地基處理，以滿足建筑物對(duì)地基的要求，保證其安全正常使用。［4］1.2研究的歷史及現(xiàn)

3、狀軟土地基處理是一門(mén)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(jìn)行深層密實(shí)處理的方法考慮，采用加大擊實(shí)功的措施，發(fā)展了“強(qiáng)夯法”和振動(dòng)“水沖法”；從如何提高土的抗拉強(qiáng)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(diǎn)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(shí)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(qiáng)大的生產(chǎn)手段：如能制造重達(dá)幾十噸的專用地基加固施工機(jī)械(使用強(qiáng)夯法時(shí)的起重機(jī)械)；54潛水電機(jī)的出現(xiàn)，帶來(lái)了振動(dòng)水沖法的振沖器的施工機(jī)械；真空泵的問(wèn)世

4、，推動(dòng)了真空預(yù)壓法的發(fā)展；能產(chǎn)生大于200個(gè)大氣壓的壓縮空氣機(jī)的生產(chǎn)，使“高壓噴射注漿法”得實(shí)現(xiàn)。我國(guó)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(kāi)放以來(lái)土木工程建設(shè)規(guī)模大，發(fā)展快，在工程建設(shè)中，有時(shí)不可避免的遇到軟基地區(qū)，我國(guó)是發(fā)展中國(guó)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?yàn)閺?fù)合地基技術(shù)能夠較好利用增強(qiáng)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(jì)的特點(diǎn)，所以復(fù)合地基技術(shù)比較適合我國(guó)國(guó)情，近年來(lái)在我國(guó)得到長(zhǎng)足的發(fā)展。改革開(kāi)放以后，我國(guó)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

5、速發(fā)展。為了適應(yīng)工程建設(shè)發(fā)展的需要，從國(guó)外引進(jìn)和發(fā)展了高壓噴射注漿法、振沖法、強(qiáng)夯法、深層攪拌法、土工合成材料、強(qiáng)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(guó)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(shí)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(kuò)碎石樁法、低強(qiáng)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(diǎn)之一，它得到土木工程界勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、教學(xué)、科研和管理部門(mén)的關(guān)心和重視。地基處理技術(shù)的進(jìn)步帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和

6、社會(huì)效益。我國(guó)地基處理水平不斷得到提高、總體上正在接近世界先進(jìn)水平。1.3軟土地基處理新技術(shù)(1)CFG樁近年來(lái)，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(yùn)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(jì)合理的地基處理方法。CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡(jiǎn)稱，樁身材料是在素混凝土樁的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，主要由碎石、石屑、粉煤灰、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(diǎn)：同時(shí)具有碎石樁對(duì)地基的擠密加固作用和

7、置換作用；通過(guò)在樁和基礎(chǔ)間設(shè)置柔性鋪墊層，使調(diào)整樁土相對(duì)變形問(wèn)題從根本上得到解決；CFG樁復(fù)合基的強(qiáng)度和模量比較均勻，對(duì)上部結(jié)構(gòu)、受力結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)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(qiáng)度，使樁體承載力得到提高；褥墊層對(duì)于地基的不均勻沉降也有一定的補(bǔ)償作用。這種地基處理方法在南京造紙廠等工程中運(yùn)用技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果良好。(2)沙石樁與低強(qiáng)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54一種粘結(jié)強(qiáng)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(qiáng)度混凝土組合型復(fù)合地基。組合型復(fù)合地基的特點(diǎn)是：既能發(fā)揮沙石樁

8、的優(yōu)點(diǎn)，又由于低強(qiáng)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(qiáng)，從而減少散體樁頂部分的壓漲變形。同時(shí)發(fā)揮半剛性樁能向深部傳遞荷載的作用，使復(fù)合地基