淺談地基特殊問題的處理

趙玉琴

河南鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程學(xué)院（458030）

在基槽（基坑）的開挖過程中，有時候會發(fā)現(xiàn)局部存在墓穴、枯井等,或發(fā)現(xiàn)地基土質(zhì)過硬或過軟不符合設(shè)計要求，由于地耐力不均衡，易引起建筑物不均勻沉降，造成上部結(jié)構(gòu)的開裂或傾斜,因此我們應(yīng)采取措施對地基進(jìn)行必要的加固或改良，提高地基的承載力，保證地基的穩(wěn)定性，滿足上部結(jié)構(gòu)對地基的要求。

1 彈簧土的處理

土一般由礦物顆粒、水和空氣組成。礦物顆粒是土的骨架，水和空氣填充于礦物顆粒之間的空隙之中。當(dāng)空隙完全被水充滿時稱為飽和土，土由固態(tài)變?yōu)榭伤軤顟B(tài)，在外力的擾動下，極易改變它的原有結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。如果這時進(jìn)行打夯或機(jī)械碾壓，土的天然結(jié)構(gòu)必然遭到嚴(yán)重破壞，不僅強(qiáng)度得不到提高，反而會迅速下降。這時的夯擊就像揉面團(tuán)一樣，使土層產(chǎn)生彈性顫動，并且越夯擊，顫動現(xiàn)象越嚴(yán)重，結(jié)構(gòu)越不穩(wěn)定，這就形成了彈簧土，俗稱橡皮土。這種土是不能作為建筑物地基的。

彈簧土是由于我們對土的性質(zhì)了解不夠，認(rèn)識不足，盲目施工而形成的。為防止彈簧土的形成，在開挖基槽（坑）前，要認(rèn)真研讀地質(zhì)勘探報告，充分了解地基土的類別、形成過程，以及地下水位和施工季節(jié)等因素，根據(jù)具體情況制定切實可行的防范措施。如果在夏季施工，要天天堅持看天氣預(yù)報，及時了解天氣變化，盡量避開雨季高峰，防止土體開挖后被水浸泡。在回填土施工前應(yīng)了解回填材料土質(zhì)，嚴(yán)格控制其含水量。如果含水量過高要晾曬,切忌過濕或過干，當(dāng)握手能成團(tuán)，落地即開花，為含水量最佳狀態(tài)，即可施工。

如果不慎已經(jīng)形成彈簧土，可根據(jù)具體情況，按照下列方法進(jìn)行治理。

1）換土法:彈簧土面積不大，工期比較緊的工程，可將彈簧土全部挖掉，并挖到橡皮土下200 mm深度處，然后回填好土或級配砂石。

2）晾槽法:暫停施工一段時間，使土內(nèi)含水量逐步降低，必要時將上層土翻起進(jìn)行晾槽。

3）擠密法:可在上面鋪墊一層碎石或碎磚進(jìn)行夯擊，將表土層擠緊擠密實。這種方法一般適用于彈簧土情況不甚嚴(yán)重或天氣比較好的季節(jié),但應(yīng)注意這時地下水位應(yīng)低于基槽底。如果彈簧土情況比較嚴(yán)重，建筑物荷載又較大，這時我們可考慮打樁。樁主要有石樁及混凝土或鋼筋混凝土樁。常用的是石樁，也稱打石筍，首先進(jìn)行測量放線，確定樁位；然后在設(shè)計的樁位上將石塊一塊一塊打入土中，直到打不下去為止。

4）摻干石灰粉:生石灰的主要成分是氧化鈣，遇水熟化生成熟石灰并且產(chǎn)生體積膨脹，將周圍地基土擠密；同時它還可以與粘土中的氧化鋁及氧化硅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成強(qiáng)度較高的新物質(zhì)硅酸鈣（硅酸鈣是水泥主要礦物），提高地基的承載能力。因此，我們將松軟的彈簧土層翻起并粉碎，按3:7或2:8的比例均勻摻入磨碎的干生石灰粉未,并分層夯實。這就形成了我們最常見的灰土墊層。它具有一定的抗壓強(qiáng)度和較好的水穩(wěn)定性。干石灰粉未盡可能現(xiàn)磨現(xiàn)用，以防過期變質(zhì)。該方法一般在彈簧土情況比較嚴(yán)重以及氣候不利于晾槽的情況下采用。

2 流沙的處理

流沙現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，是水在土中滲流所產(chǎn)生的動水壓力對土體作用的結(jié)果。動水壓力的作用與水流方向相同。當(dāng)水流在水位差的作用下對土顆粒產(chǎn)生向上的壓力時，動水壓力不但使土粒受到了水的浮力,而且還使土粒受到向上的推動的壓力。如果動水壓力等于或大于土的9.8倍的浸水密度，這時土粒失去自重，處于懸浮狀態(tài),土的抗剪強(qiáng)度等于零，土粒隨著滲流的水一起流動，即形成流沙。流沙突發(fā)地大量帶走巖土顆粒,使基坑邊坡失穩(wěn)坍塌，對工程危害較大。

飽和的細(xì)砂、粉砂，當(dāng)?shù)叵滤疂B出時極易發(fā)生流砂現(xiàn)象。但產(chǎn)生流砂的關(guān)鍵因素是動水壓力。當(dāng)動水壓力小于土的9.8倍的浸水密度時就不會產(chǎn)生流砂現(xiàn)象。動水壓力大小主要與水位差以及滲流路徑有關(guān)。水位差越大,動水壓力越大；滲流路徑越長，動水壓力越小。因此，預(yù)防和處理流沙的原則是“減小或平衡動水壓力”。

井點降水是防止流砂產(chǎn)生的基本方法。所謂井點降水就是在基坑開挖前，預(yù)先在基坑四周埋設(shè)一定數(shù)量的慮水井，在基坑開挖前或開挖過程中，利用真空原理，不斷抽取地下水，使地下水降低到坑底以下，從根本上解決地下水涌入坑底的問題。由于沒有了地下水的滲流，也就消除了流砂現(xiàn)象。

井點降水有兩類:一類為輕型井點；另一類為管井井點。我們應(yīng)根據(jù)土的滲透系數(shù)、降水深度、設(shè)備條件等因素合理選擇。各類井點的適用范圍詳見表1。

表1 各類井點的適用范圍

除井點降水外，還有許多防止流砂現(xiàn)象的方法，如水下挖土法、打鋼板樁法、凍結(jié)法以及地下連續(xù)墻等，可根據(jù)不同條件選用。

3 膨脹土地基的處理

膨脹土是一種吸水時體積膨脹，失水時體積收縮的黏性土。這種脹縮變形往往很大，極易對建筑物造成損壞。按脹縮性強(qiáng)弱把膨脹土分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三級。Ⅰ級破壞輕微，Ⅱ級中等，Ⅲ級破壞嚴(yán)重。

保持土壤含水率恒定或變化幅度較小是防止土壤產(chǎn)生脹縮變形的基本方法。因此，屋面排水宜采用外排水，雨水接入管溝排水。散水要有一定寬度并加隔熱保溫層。要經(jīng)常檢查給排水系統(tǒng)，防止漏水。室外排水暢通，避免積水。房屋四周種植才草皮及綠化，減少水分蒸發(fā)。

膨脹土常用的地基處理方法有換土、土性改良、砂石墊層等方法。換土可采用灰土，其厚度可通過變形計算確定。Ⅰ級、Ⅱ級膨脹土的地基處理，宜采用砂、碎石墊層，墊層厚度不應(yīng)小于0.3m，并做好防水處理。如果膨脹土層較厚，應(yīng)采用鋼筋混凝土樁基。樁尖應(yīng)支撐在非膨脹土層上，鋼筋應(yīng)通長配置，并符合受拉構(gòu)件配筋要求。樁承臺下應(yīng)留有不小于0.1m的空隙，側(cè)面采取措施，防止空隙堵塞。

4 松土坑的處理

松土坑指墓穴、淤泥或填土坑等，應(yīng)根據(jù)尺寸大小及深度區(qū)別對待。

當(dāng)坑的范圍較小時，可將坑中松軟的虛土全部挖掉，使坑底和四壁均見天然土,然后采用與天然土性能相近的材料回填。常用回填材料有砂、砂礫石、天然土、3:7或2:8的灰土。如果是淤泥坑，應(yīng)將積水、淤泥清除干凈，待干燥后再鋪灰土。

如果坑在槽內(nèi)所占的范圍較大,并且坑底土質(zhì)與槽底天然土相同,可將該處的基礎(chǔ)加大埋深，并做踏步與兩端相接，踏步多少根據(jù)深度而定,但每步高不大于0.5m,寬度1m。

對于較深的松土坑，除對槽底進(jìn)行處理外，還應(yīng)采取措施提高上部結(jié)構(gòu)的剛度,以防止由于可能發(fā)生的不均勻沉降而造成上部結(jié)構(gòu)破壞。

5 井的處理

當(dāng)井在基槽范圍內(nèi)時，應(yīng)將井的井圈拆至地槽下1m以上,在拆除范圍內(nèi)用2:8或3:7灰土分層回填夯實至槽底。

當(dāng)井內(nèi)有水并且在基礎(chǔ)附近時，可將水位降低到可能程度，用中、粗砂及塊石、卵石等夯填至地下水位以上0.5 m，如有磚砌井圈時，應(yīng)將磚井圈拆除至坑（槽）底以下1 m或更多些，然后用素土或灰土分層夯實回填至基底。

當(dāng)井在基礎(chǔ)轉(zhuǎn)角處，若基礎(chǔ)壓在井上部分不多時，除用以上方法回填處理外，還應(yīng)對基礎(chǔ)加強(qiáng)處理，如在上部設(shè)鋼筋混凝土板跨越或采用從基礎(chǔ)中挑梁的辦法解決;若基礎(chǔ)壓在井上部分較多時，用挑梁的辦法較困難或不經(jīng)濟(jì)時，可將基礎(chǔ)沿墻長方向向外延長出去，使延長部分落在天然土上，并使落在天然土上的基礎(chǔ)總面積不小于井圈范圍內(nèi)原有基礎(chǔ)的面積，同時在墻內(nèi)適當(dāng)配筋或用鋼筋混凝土梁加強(qiáng)。

當(dāng)井已淤填,但不密實時，可用大塊石將下面軟土擠密，再用上述方法回填處理。若井內(nèi)不能夯填密實時，可在井內(nèi)設(shè)灰土擠密樁或在磚井圈上加鋼筋混凝土蓋封口，上部再回填處理。

6 局部堅硬物的處理

當(dāng)基礎(chǔ)下局部遇基巖、大塊石、大樹根等，均應(yīng)盡可能挖除，采用與其他部分壓縮性相近的材料分層夯實回填，以防建筑物局部坐落于堅硬物上而造成不均勻沉降致使建筑物開裂；或?qū)杂参镨徣?.3～0.5 m深，再回填土砂混合物夯實。

當(dāng)基礎(chǔ)一部分落于基巖或硬土層上,一部分落于軟弱土層上時，應(yīng)將基礎(chǔ)以下基巖或硬土層挖去0.3～0.5 m深，填以中、粗砂或土砂混合物做墊層，使之能調(diào)整巖土交界處地基的相對變形，避免應(yīng)力集中出現(xiàn)裂縫；或采取加強(qiáng)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的剛度來克服地基的不均勻變形。例如設(shè)置地圈梁、采用筏片基礎(chǔ)等。

7 管道

當(dāng)管道位于基底以下時，最好拆遷。若受到條件限制不能拆遷，可將基礎(chǔ)局部埋深加大，并設(shè)置基礎(chǔ)梁跨過管道，避免管道被基礎(chǔ)壓壞。當(dāng)管道穿過基礎(chǔ)墻，而基礎(chǔ)又不允許切斷時，必須在基礎(chǔ)墻上預(yù)留洞口，洞口尺寸應(yīng)大于管道口徑，特別是上部留出足夠尺寸的空隙（大于設(shè)計的沉降量），防止建筑物產(chǎn)生沉降后擠壓管道而變形或損壞。

管道還應(yīng)該采取防漏的措施,以免漏水浸濕地基造成不均勻沉降。當(dāng)?shù)鼗鶠樘钔?、濕陷性黃土或膨脹土?xí)r，尤其應(yīng)引起足夠重視。

[1]盧循主編.建筑施工技術(shù)[M].中國建筑工業(yè)出版社,20～48.

[2]瑞興的軟土地基不能直接打夯[J].建筑工人,2003(4):36～37.

[3]沈克仁主編.地基與基礎(chǔ)[M].中國建筑工業(yè)出版社,202～206.