土方施工中幾種地區特殊土的質量通病及防治措施

2023-02-11 13:45:07 字數 4794 閱讀 5940

1.1 溼陽性黃土

1.現象

濕陷性黃土地基上的建(構)築物,在使用過程中受到水(雨水,生產、生活廢水)的不同程度的浸濕後,地基常產生大量不均勻下沉(陷),造成建(構)築物裂縫、傾斜甚至倒塌。

2.原因分析

濕陷性黃土又稱大孔土,與其他黃土同屬於粘性土,但性質有所不同,它在天然狀態下,具有很多肉眼可見的大孔隙,並常夾有由於生物作用所形成的管狀孔隙,天然剖面呈豎直節理,具有一定抵抗移動和壓密的能力。它在乾燥狀態下,由於土質具有垂直方向分布的小管道,幾乎能保持豎直的邊坡。但它受水浸濕後,土的骨架結構迅速崩解破壞產生嚴重的不均勻沉陷,因此使建築物也隨之產生變形甚至破壞。

3.預防措施

(1)換土法:將溼陷性黃土挖去一層(厚約1.0~3.0m),用原土或灰土再分層回填夯實,夯實質量應符合設計要求或規範規定。夯實後,土的孔隙減小,濕陷性降低。

(2)重錘夯實法;採用重2.0~3.0t的截頭圓錐體鋼筋混凝土夯錘,起吊4.0~6.0m

高自由下落夯擊土層,一夯換一夯,使土層密實度提高,夯實範圍每邊應超出基礎寬不小於0.6m,適於消除1.0~2.0m厚的土層濕陷性。採用重錘夯實回填土地基時,應分層進行,每層虛鋪土厚度一般相當於錘底直徑,夯擊遍數應通過試夯確定,試夯層數不宜少於二層,土的含水量一般控制在相當於塑限含水量±2%較合適。

(3)強夯法:用8~16t的重錘,從6~20m高自由落下夯擊土層,以提高地基承載力,適於消除5~8m厚的土層濕陷性。

(4)灰土擠密樁法;基底設灰土擠密樁,處理寬度每邊超出基礎寬0.5m,樁頂設不小於0.5m厚的灰土墊層,可擠密地基土,提高承載力,消除5~10m厚土層的溼陷性。

(5)做好排水防水;做好建築場地周圍的排水、防洪設施,建築場地應有不小於2%的坡度,防止雨水浸泡基坑,建築物周圍散水應適當加寬(做成1.2~1.5m),並設隔水層。做好屋面雨水和室內地面水的防水措施。地下管道、水池、化糞池應與建築物保持一定的距離,並嚴防漏水、滲漏,盡量保持原土層的乾濕狀態。

4.治理方法

1)如建築物變形已基本穩定,只需做好地面排水工作,對受損部位進行必要的修補加固。

(2)如變形較嚴重,尚未穩定,除做好排水外,可採取在基礎周圍或一側設石灰樁、灰砂樁加固,使起到擠密加固地基的作用,或用化學注漿或註鹼液加固地基,以改善黃土溼附性質,提高地基承載力。

(3)如基礎、牆開裂系因基底部有墓坑下沉造成,則應重新回填灰土夯實空虛墓坑,並加大基底面尺寸。

(4)對結構物出現傾斜,可採取浸水矯正,即在結構物傾斜的相反方向鑽孔(或挖溝)注水而產生溼陷,使傾斜得到矯正,必要時適當加壓,以加快矯正速度。浸水法適於土層含水量較低的情況,加壓矯正則用於含水量較高的情況。

1.2 膨脹土

1.現象

膨脹土為一種高塑性粘土,一般承載力較高,具有吸水膨脹、失水收縮和反覆脹縮變形、浸水承載力衰減、乾縮裂隙發育等特性,性質極不穩定。常使建築物產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,尤以低層平房嚴重,危害性很大,裂縫特徵有外牆垂直裂縫,端部斜向裂縫和窗台下水平裂縫,內、外山牆對稱或不對稱的倒八字形裂縫等;地坪則出現縱向長條和網格狀的裂縫。一般於建築物完工後半年到五年出現。

2.原因分析

主要是膨脹土成分中含有較多的親水性強的蒙脫石(微晶高嶺土)、伊利石(水雲母)、硫化鐵和蛭石等膨脹性物質,土的細顆粒含量較高,具有明顯的溼脹乾縮效應。遇水時,土體即膨脹隆起(一般自由膨脹率在10%以上),產生很大的上舉力,使房屋上公升(可高達10cm);失水時,土體即收縮下沉,由於這種體積膨脹收縮的反覆可逆運動和建築物各部挖方深度、上部荷載以及地基土浸濕、脫水的差異,使建築物產生不均勻的公升、降運動,造成建築物出現裂縫、位移、傾斜甚至倒塌。

3.預防措施

(1)提前整平場地,使場地經過雨水預溼,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、保持場地的穩定條件,避免大挖大填。基礎適當埋深或用墩式基礎、樁基礎,以增加基礎附加荷載,減小膨脹土層厚度,減輕公升降幅度,但成孔時切忌向孔內灌水,成孔後宜當天澆築混凝土。

(3)臨坡建築不宜在坡腳挖土施工,避免使坡體平衡改變,使建築物產生水平膨脹、位移。

(4)採取換土處理,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實;或用人工墊層如砂、砂礫作緩衝層,厚度不小於90cm。

(5)在建築物周圍做好地表滲、排水溝等,散水坡適當加寬(可做成寬1.2~1.5m),其下做砂或爐渣墊層,並設隔水層。室內下水道設防漏、防濕措施,使地基土盡量保持原有天然濕度和天然結構。

6)加強結構剛度,如設定地箍、地梁,在兩端和內外牆連線處,設定水平鋼筋加強連線等。

(7)做好保濕防水措施,加強施工用水管理,做好現場施工臨時排水,避免基坑(槽)浸泡和建築物附近積水。基坑(槽)挖好後,及時分段快速施工完成,並回填覆蓋夯實,減少基坑(槽)暴露時間,避免暴曬。

4.治理方法

對已產生脹縮裂縫的建築物,應迅速修復斷溝漏水,堵住區域性滲漏,加寬排水坡。做滲排水溝,以加快穩定。對裂縫進行修補加固,如加柱墩、抽磚加扒釘配筋、壓(噴)漿、拆除部分磚牆重新砌築等,在牆外加砌磚垛和加拉桿,使內外牆連成整體,防止牆體區域性傾斜。

1.3 軟土

1.現象

軟土為一種天然含水量大、壓縮性高、承載力低的從軟塑到流動狀態的飽和粘性土,包括淤泥、淤泥質土、泥炭質土等。它具有沉降量大而不均勻,沉降速度快,沉降穩定時間長等特性,易造成建築物不均勻沉降,使房屋牆身開裂、傾斜破壞,管道斷裂,汙水不能排出等情況發生。

2.原因分析

軟土是在靜水或緩慢流水環境中沉積的,經生物化學作用而形成。它的特徵為:天然含水量高,一般大於液限wl(40%~90%);天然孔隙比大(一般大於1);壓縮性高,壓縮係數a1-2大於0.5mpa-1;承載力低,不排水抗剪強度小於30kpa;滲透係數小(k=1×10-6~ l×10-8cm/s);它的工程性質為具有觸變性,高壓縮性,低透水性,不均勻性,流變性以及沉降速度快等。

施工中應根據這些特徵和工程性質,採取預防處理措施,以防出現結構物開裂傾斜破壞。

3。預防措施

(1)採用置換法或拌入法處理地基,如用砂、碎石等材料置換軟弱地基中部分軟弱土體,形成復合地基或在軟土中摻入水泥石灰等,形成加固體,與未加固部分形成復合地基,以提高承載力,減少壓縮性。常用方法有振衝置換法、生石灰樁法、深層攪拌法、高壓噴漿法等;對暗埋的塘、浜、溝、坑穴等可用區域性挖除、換土墊層、灌漿、懸浮式短樁等方法處理。

(2)對大面積厚層軟土地基,採用砂井預壓、真空預壓、堆載預壓等措施,以加速地基排水固結,提高其抗剪強度。

(3)建築物各部差異較大時,合理安排施工順序,先施工高度大、重量重的部分,使在施工期內先完成部分沉降,後施工高度低和重量輕的部分,以減少部分差異沉降。

(4)施工注意基坑土的保護,通常可在坑底保留20cm厚左右,施工墊層時再挖除,避免擾動而破壞土的結構。如已被擾動,可換去擾動部分,用砂、碎石回填處理。

(5)對倉庫、油罐、水池等結構物,適當控制活載荷的施加速度,使軟土逐步固結,地基強度逐步增長,以適應荷載增長的要求和藉以降低總沉降量,防止土側向擠出,避免建(構)築物產生區域性破壞或傾斜。

4.治理方法

參見1.2 「膨脹土」的治理方法。

1.4 鹽漬土

1.現象

鹽漬土是一種土層內合有石膏、芒硝、岩鹽(硫酸鹽或氯化物)等易溶鹽且其含量大於0.5%的土。具有溶陷性、膨脹性和腐蝕性,其地基承載力變化大,隨著季節和氣候的變化而變化,在乾燥時鹽分呈結晶狀態,地基承載力較高,一旦浸水後,晶體溶解變為液體,承載力降低,壓縮性增大;土中含硫酸鹽類結晶,體積膨脹,溶解後體積縮小,易使地基土的結構破壞,強度降低並形成松脹鹽土;由於鹽類遇水溶解,使地基容易產生溶蝕現象,降低地基的穩定性。在天然狀態下,鹽漬土為很好的地基,一旦因自然條件改變就會產生嚴重的溶陷、膨脹和腐蝕,使建築物裂縫、傾斜或結構被腐蝕破壞。

2.原因分析

鹽漬土的成因主要是海水浸入到沿岸地區或內陸盆地或窪地中,易溶鹽隨水流由高處帶往低處,或沖積平原合易溶鹽地下水位上公升,經過毛細作用和蒸發作用,鹽分殘留、凝聚地面而形成。鹽漬土一般分布在地表至地面下1.5m的部位,個別可達4.0m,土的含鹽量多集中在近地表處,向深部逐漸減小;再受季節性變化很大,旱季鹽分向地表大量聚集,表層含鹽量增高,雨季鹽分被水淋濾下滲,含鹽量下降。

3,預防措施

(1)清除地基表層鬆散土層及含鹽量超過規定的土層,使基礎埋於鹽漬土層以下,(碎石類土或砂土墊層),隔斷有害毛細水的上公升。

2)鋪設隔絕層或隔離層,以防止鹽分向上運移。

(3)採用墊層、重鎚擊實及強夯法處理淺部土層,可消除基土的溼陷量,提高其密實度及承載力,降低透水性,阻擋水流下滲;同時破壞土的原有毛細結構,阻隔土中鹽分向上運移。

(4)厚度不大或滲透性較好的鹽漬土,可採取浸水預溶,水頭高度不應小於30cm,浸水坑的平面尺寸,每邊應超過擬建房屋邊緣不小於2.5m。

(5)對溶陷性高、土層厚及荷載很大、或重要建築物上部地層軟弱的鹽沼地,可根據具體情況採用樁基礎、灰土墩、混凝土墩或礫石墩基,深入到鹽漬臨界深度以下。

6)施工時做好現場降排水,防止含鹽水在土層表面及基礎周圍聚集,而導致鹽脹。

4.治理方法

參見1.2「膨脹土」的治理方法。

1.5 凍脹性土

1.現象

土在凍結狀態時,有較高的承載力和較小的壓縮性,甚至無壓縮性,但凍融後承載力大大減弱,壓縮性增高,產生大量融沉,對地基的穩定性影響很大,常造成建築物裂縫、傾斜、倒塌。

2.原因分析

在寒冷地區,當溫度等於或低於0℃時,含有水的土,其孔隙中水結成冰使土體積產生膨脹;當氣溫公升高,冰融化後體積縮小而下沉,由於融化、凍脹深淺不一,導致建築物不均勻下沉造成裂縫、傾斜甚至倒塌。這種凍脹融沉與土的顆粒大小和含水量有關,土顆粒愈粗,含水量愈小,凍脹融沉就愈小(如砂類土基本不凍脹),反之就愈大(如粉砂粘性土)。凍土按凍結狀態又分季節性凍土和永凍土兩類,前者有週期性的凍結融化過程,後者凍結狀態持續多年或永久不融。

3.預防措施

(1)地基宜選在乾燥較平綏的高階地上,或地下水位低、土凍脹性較小的建築場地上。盡量避開地下水發育地段(如有地面水流、地形低、易積水處)。

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