工程地质论文.doc

2010-2011年第二学期工程地质学科目考查卷不良地基土及地基的处理方式与选择摘要:不良的地基土对建筑建设影响巨大，特别是大型和高层建筑，不仅对建筑的规模还对建筑的使用安全危害巨大。如何对不良地基进行科学合理地选择地基处理方式对于土木工程建设有着重要的意义。关键词:地基土、地质、地基处理、工程建设地基处理是指为提高地基土的承载力或改变其变形性质或渗透性质而采取的人工方法。采用科学合理地基处理方法,有充分发挥原地基土承载力，就地取材，施工工艺简单，施工速度快，地基处理费用低的特点。中国地域广阔,地质条件变化大，差异显著，不良地质土分布很广，对于土木工程建设危害大。而且建筑工程量大，施工周期长，设计可靠度低，如使用大量桩基础工程，必然造成施工工期延长，施工费用加大，也造成工程费用的浪费。这是国情和财力所不允许的。因此低廉、快速的地基处理施工技术和方法非常适合中国国情。不良地基土种类及危害地基土与上部建筑有着密切的关系,地基土的优劣直接关系着地基处理方式的选择及地基施工,中国不良地基土的种类较多,我国的不良地基土主要有：软土地基土、多年冻土地基土、膨胀土地基土,具体分别有杂填土、软黏土、冲填土、饱和松散砂土、湿陷性黄土、膨胀土、红黏土、季节性冻土、含有机制土、泥炭土以及山区地基土等。比如湿陷性土,湿陷性土属于特殊土,在上面覆盖土层自重应力作用下,或在自重应力和附加应力共同作用下,因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形。不良地基土存在影响建筑安全的问题,当地基的抗剪强度不足以支撑上部结构的自重及外荷载时,地基就会产生局部或整体剪切破坏。会影响到建筑物的正常使用,甚至引起建筑物的开裂或破坏；当地下水一直处于运动而产生的问题,当地基土的渗漏量或水力梯度超过允许值时，就会发生水量损失，或因潜蚀和管涌而导致渗漏；地震等动力荷载,可能引起地基土(特别是饱和无黏性土)的液化、失稳和震陷等危害的地质情况。液化问题主要是由于动力荷载引起的稳定和变形问题，当地基土在上部结构自重或外荷载作用下产生过大的变形时，会影响结构物的正常使用；当超过了建筑物所能允许的不均匀沉降时，可能导致建筑结构开裂破坏；当沉降量较大时产生的不均匀沉降也随之增大。当建筑物的天然地基存在诸多问题就必须进行地基处理。通过地基处理从而满足建筑物对地基的各项要求。常见不良地基土的处理方式2.1、软土地基土的处理方法 软土一般是指天然含水量大、压缩性高、承载能力低的一种软塑到流塑状态的粘性土。如淤泥、淤泥质土以及其它高压缩饱和粘性土、粉土等，主要是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、 灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物 理力学性质相差较大等特点。这种土质在茂名的沿海地区也十分的常见的一种地质土，故而在茂名等沿海地区建设大型建筑时特别要注意这类软土地基对于建筑的影响和选用合适的方式处理地基。 由于软土的抗剪强度低、压缩性高、透水性低、触变性、流变性、不均匀性等力学性质不好。故而影响基质的稳定性能，会造成建筑物的不均匀沉降，引起塌方、塌陷、水土流失等，降低了建筑物的抗风、抗震、抗冲击等能力。所以在做建筑物必须做好地质勘探工作，只有把地质勘探做工作并做好地基处理工作才能把好了才能避免不良地质土对建筑物的影响。 目前软基处理的主要方法有：换填垫层法；挤密法；深层搅拌法；灌浆法；强夯法等。 换填垫层法。换填垫层法主要作用是提高地基的承载力。其方法是将基底下一定范围内的软弱土挖去，换填砂、碎石和素土等散体料，并分层夯实成低压缩性的地基持力层。 挤密法。挤密法即先往土中打入桩管成孔，然后在孔内填入砾石、砂、石灰，灰土等捣实而成。此法适用于含砂粒、瓦屑的杂填土及含砂量较多的松散土地基，对粘性大的饱和软土地基，由于渗透性小，在加固过程中不能排出很多水分，故挤密效果不大。 深层搅拌法。此法通过特制的搅拌轴的轮叶，从地面开始破土搅拌至加固的深度，打开阀门将水泥浆或水泥粉由搅拌头注入地基中，用搅拌头强制搅拌均匀。 灌浆法。用钻机成孔，将注浆管放入孔中需要灌浆的深度，钻孔四周顶部封死。启动压力泵，将搅拌均匀的水泥浆或水泥砂浆压入土的孔隙和岩石的裂隙中，同时挤出土中的自由水。水泥浆凝固后，土体与岩石裂隙胶结成整体。此法基本上不改变原状土的结构和体积，所用灌浆压力较小。适用于卵石、中、粗砂和有裂隙的岩石。如是粘性土，则用较高的压力灌入浓度较大的水泥浆或水泥砂浆。 强夯法。强夯法是将重锤起重到一定高度，然后自由下落，重复夯打，以加固地基，使强度提高，压缩性减小。此法一般适用于无粘性土，杂填土和半饱和土，这种方法对于人工填埋形成的地基土或海边和是一些河流边形成不久的土壤上建设大型建筑常用的一种地基处理方法，在这些地方的大型工地我们看到重锤夯打地基土。近年来著名的拜迪的帆船酒店和人工岛都使用这种地基方法。 2.2、膨胀土地基的处理方法 膨胀土指的是具有较大的吸水后显著膨胀、失水后显著收缩特性的高液限粘土。膨胀土的矿物成分主要是蒙脱石,为一种高塑性粘土，一般承载力较高，具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性，性质极不稳定。常使建筑物产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形，造成位移、开裂、倾斜甚至破坏，且往往成群出现，尤以低层平房严重，危害性很大，裂缝特征有外墙垂直裂缝，端部斜向裂缝和窗台下水平裂缝，内、外山墙对称或不对称的倒八字形裂缝等；地坪则出现纵向长条和网格状的裂缝。在我国中南、西南地区分布极为广泛，这对建筑的危害非常大，在工程建设中必须把这一地质危害消除以确保建筑物的安全。施工措施（1）提前整平场地，使场地经过雨水预湿，减少挖填方湿度过大的差别，使含水量得到新的平衡，大部分膨胀力得到释放。（2）尽量保持原自然边坡、保持场地的稳定条件，避免大挖大填。基础适当埋深或用墩式基础、桩基础，以增加基础附加荷载，减小膨胀土层厚度，减轻升降幅度，但成孔时切忌向孔内灌水，成孔后宜当天浇筑混凝土。(3)临坡建筑不宜在坡脚挖土施工，避免使坡体平衡改变，使建筑物产生水平膨胀、移动。(4)采取换土处理，将膨胀土层部分或全部挖去，用灰土、土石混合物或砂砾回填夯或用人工垫层如砂、砂砾作缓冲层，厚度不小于90cm。(5)在建筑物周围做好地表渗、排水沟等，散水坡适当加宽下做砂或炉渣垫层，并设隔水层。室内下水道设防漏、防湿措施，使地基土尽量保持原有天然湿度和天然结构。(6)做好保湿防水措施，加强施工用水管理，做好现场施工临时排水，避免基坑(槽)浸和建筑物附近积水。基坑(槽)挖好后，及时分段快速施工完成，并回填覆盖夯实，减少基坑(槽)暴露时间，避免暴晒。2.3、多年冻土地基的地基处理冻土是指零摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤。一般可分为短时冻土和季节冻土以及多年冻土（数年至数万年以上）。冻土是一种对温度极为敏感的土体介质，含有丰富的地下冰。因此，冻土具有流变性，其长期强度远低于瞬时强度特征。正由于这些特征，在冻土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险：冻胀和融沉。随着气候变暖，冻土不断退化。我国的冻土主要分布在西北等北方地区，特别是西藏地区多年冻土极多在这些地方冻土对建筑物的影响是不可忽略的！ 1.冻胀防治措施 （1）减小墩台和基础的侧面积。（2）根据试验，提高建筑物表面的光滑度，可大大降低切向冻胀力，因此应尽量减少墩台和基础受冻拔作用范围的粗糙率。（3）基础四周换填较纯净的砂或砂夹卵石等粗颗粒土，夯实。（4）由于切向冻胀力是在地面处较大，往下迅速减小，故基础顶截面小于基底截面，以减小切向冻胀力。 2融沉防治措施（1）对采用融化原则的基底土可换填碎、卵、砾石或粗砂换填，换填深度可达季节融化深度。（2）采用冻结原则施工的基础宜于冬季施工，采用融化原则的基础宜夏季施工。（3）对融沉、强融沉土基，宜采用轻型桥台，适当增大基底面积，减少压应力，或结合具体情况，加大基础埋置深度。（4）采用冻结原则施工中应保护地面上的覆盖植被，或以保温性能好的材料铺盖地表，减少热渗入量。我国地质土种类繁多，对建筑工程的影响也不能忽视，特别是高层建筑的大型建筑更要注意地质土对工程的影响。故而在工程建设前必须做好地质勘探工作因地制宜的设计建筑。对一些地质土也要相应的做一些地基处理。处理方法种类繁多,各种处理方法有它的优缺点和适用范围,没有一种方法解决所有问题,在工程建设上要合理因地制宜的根据地质土的类型选择最优的施工方法和处理措施。作为一个未来从事土木工程建设的学生，我们不仅要学习我们建设方面的知识，而且也要学习各方面的知识，才能全面的考虑工程问题，从而消除各方面的危害，学习了工程地质学是我认识到建筑的安全使用不仅依靠建筑的质量。更多的还要考虑地质问题对与建筑的影响舟曲泥石流、香港宝成大夏滑坡等事件，让我更深刻的意识要建筑建设选址要尽量避免地质灾害的危害。工程地质学是一门跟工程建设联系紧密的学科，我们只有把地质学和建筑工程的只是学好，并在实践中结合起来，对于一些建筑地质问题的处理才不会捉襟见肘。地质学是一