土方施工中几种地区特殊土的质量通病及防治措施.doc

土方施工中几种地区特殊土的质量通病及防治措施
1．1 湿阳性黄土
1．现象
湿陷性黄土地基上的建(构)筑物，在使用过程中受到水(雨水，生产、生活废水)的不同程度的浸湿后，地基常产生大量不均匀下沉(陷)，造成建(构)筑物裂缝、倾斜甚至倒塌。
2．原因分析
湿陷性黄土又称大孔土，与其他黄土同属于粘性土，但性质有所不同，它在天然状态下，具有很多肉眼可见的大孔隙，并常夹有由于生物作用所形成的管状孔隙，天然剖面呈竖直节理，具有一定抵抗移动和压密的能力。它在干燥状态下，由于土质具有垂直方向分布的小管道，几乎能保持竖直的边坡。但它受水浸湿后，土的骨架结构迅速崩解破坏产生严重的不均匀沉陷，因此使建筑物也随之产生变形甚至破坏。
3．预防措施
(1)换土法：将湿陷性黄土挖去一层(厚约1．0～3．0m)，用原土或灰土再分层回填夯实，夯实质量应符合设计要求或规范规定。夯实后，土的孔隙减小，湿陷性降低。
(2)重锤夯实法；采用重2．0～3．0t的截头圆锥体钢筋混凝土夯锤，起吊4．0～6．0m
高自由下落夯击土层，一夯换一夯，使土层密实度提高，夯实范围每边应超出基础宽不小于0．6m，适于消除1．0～2．0m厚的土层湿陷性。采用重锤夯实回填土地基时，应分层进行，每层虚铺土厚度一般相当于锤底直径，夯击遍数应通过试夯确定，试夯层数不宜少于二层，土的含水量一般控制在相当于塑限含水量±2％较合适。
(3)强夯法：用8～16t的重锤，从6～20m高自由落下夯击土层，以提高地基承载力，适于消除5～8m厚的土层湿陷性。
(4)灰土挤密桩法；基底设灰土挤密桩，处理宽度每边超出基础宽0．5m，桩顶设不小于0．5m厚的灰土垫层，可挤密地基土，提高承载力，消除5～10m厚土层的湿陷性。
(5)做好排水防水；做好建筑场地周围的排水、防洪设施，建筑场地应有不小于2％的坡度，防止雨水浸泡基坑，建筑物周围散水应适当加宽(做成1．2～1．5m)，并设隔水层。做好屋面雨水和室内地面水的防水措施。地下管道、水池、化粪池应与建筑物保持一定的距离，并严防漏水、渗漏，尽量保持原土层的干湿状态。
4．治理方法
(1)如建筑物变形已基本稳定，只需做好地面排水工作，对受损部位进行必要的修补加固。
(2)如变形较严重，尚未稳定，除做好排水外，可采取在基础周围或一侧设石灰桩、灰砂桩加固，使起到挤密加固地基的作用，或用化学注浆或注碱液加固地基，以改善黄土湿附性质，提高地基承载力。
(3)如基础、墙开裂系因基底部有墓坑下沉造成，则应重新回填灰土夯实空虚墓坑，并加大基底面尺寸。
(4)对结构物出现倾斜，可采取浸水矫正，即在结构物倾斜的相反方向钻孔(或挖沟)注水而产生湿陷，使倾斜得到矫正，必要时适当加压，以加快矫正速度。浸水法适于土层含水量较低的情况，加压矫正则用于含水量较高的情况。
1．2 膨胀土
1．现象
膨胀土为一种高塑性粘土，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。一般于建筑物完工后半年到五年出现。
2．原因分析
主要是膨胀土成分中含有较多的亲水性强的蒙脱石(微晶高岭土)、伊利石(水云母)、硫化铁和蛭石等膨胀性物质，土的细颗粒含量较高，具有明显的湿胀干缩效应。遇水时，土体即膨胀隆起(一般自由膨胀率在10％以上)，产生很大的上举力，使房屋上升(可高达10cm)；失水时，土体即收缩下沉，由于这种体积膨胀收缩的反复可逆运动和建筑物各部挖方深度、上部荷载以及地基土浸湿、脱水的差异，使建筑物产生不均匀的升、降运动，造成建筑物出现裂缝、位移、倾斜甚至倒塌。
3．预防措施
(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、位移。
(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实；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(可做成宽1．2～1．5m)，其下做砂或炉渣垫层，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)加强结构刚度，如设置地箍、地梁，在两端和内外墙连接处，设置水平钢筋加强连接等。
(7)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)浸泡和建筑物附近积水。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。
4．治理方法
对已产生胀缩裂缝的建筑物，应迅速修复断沟漏水，堵住局部渗漏，加宽排水坡。做渗排水沟，以加快稳定。对裂缝进行修补加固，如加柱墩、抽砖加扒钉配筋、压(喷)浆、拆除部分砖墙重新砌筑等，在墙外加砌砖垛和加拉杆，使内外墙连成整体，防止墙体局部倾斜。
1．3 软土
1．现象
软土为一种天然含水量大、压缩性高、承载力低的从软塑到流动状态的饱和粘性土，包括淤泥、淤泥质土、泥炭质土等。它具有沉降量大而不均匀，沉降速度快，沉降稳定时间长等特性，易造成建筑物不均匀沉降，使房屋墙身开裂、倾斜破坏，管道断裂，污水不能排出等情况发生。
2．原因分析
软土是在静水或缓慢流水环境中沉积的，经生物化学作用而形成。它的特征为：天然含水量高，一般大于液限wL(40％～90％)；天然孔隙比大(一般大于1)；压缩性高，压缩系数a1-2大于0．5MPa-1；承载力低，不排水抗剪强度小于30kPa；渗透系数小(K=1×10-6～ l×10-8cm/s)；它的工程性质为具有触变性，高压缩性，低透水性，不均匀性，流变性以及沉降速度快等。施工中应根据这些特征和工程性质，采取预防处理措施，以防出现结构物开裂倾斜破坏。
3。预防措施
(1)采用置换法或拌入法处理地基，如用砂、碎石等材料置换软弱地基中部分软弱土体，形成复合地基或在软土中掺入水泥石灰等，形成加固体，与未加固部分形成复合地基，以提高承载力，减少压缩性。常用方法有振冲置换法、生石灰桩法、深层搅拌法、高压喷浆法等；对暗埋的塘、浜、沟、坑穴等可用局部挖除、换土垫层、灌浆、悬浮式短桩等方法处理。
(2)对大面积厚层软土地基，采用砂井预压、真空预压、堆载预压等措施，以加速地基排水固结，提高其抗剪强度。
(3)建筑物各部差异较大时，合理安排施工顺序，先施工高度大、重量重的部分，使在施工期内先完成部分沉降，后施工高度低和重量轻的部分，以减少部分差异沉降。
(4)施工注意基坑土的保护，通常可在坑底保留20cm厚左右，施工垫层时再挖除，避免扰动而破坏土的结构。如已被扰动，可换去扰动部分，用砂、碎石回填处理。
(5)对仓库、油罐、水池等结构物，适当控制活载荷的施加速度，使软土逐步固结，地基强度逐步增长，以适应荷载增长的要求和借以降低总沉降量，防止土侧向挤出，避免建(构)筑物产生局部破坏或倾斜。
4．治理方法
参见1.2 “膨胀土”的治理方法。
1．4 盐渍土
1．现象
盐渍土是一种土层内合有石膏、芒硝、岩盐(硫酸盐或氯化物)等易溶盐且其含量大于0．5％的土。具有溶陷性、膨胀性和腐蚀性，其地基承载力变化大，随着季节和气候的变化而变化，在干燥时盐分呈结晶状态，地基承载力较高，一旦浸水后，晶体溶解变为液体，承载力降低，压缩性增大；土中含硫酸盐类结晶，体积膨胀，溶解后体积缩小，易使地基土的结构破坏，强度降低并形成松胀盐土；由于盐类遇水溶解，使地基容易产生溶蚀现象，降低地基的稳定性。在天然状态下，盐渍土为很好的地基，一旦因自然条件改变就会产生严重的溶陷、膨胀和腐蚀，使建筑物裂缝、倾斜或结构被腐蚀破坏。
2．原因分析
盐渍土的成因主要是海水浸入到沿岸地区或内陆盆地或洼地中，易溶盐随水流由高处带往低处，或冲积平原合易溶盐地下水位上升，经过毛细作用和蒸发作用，盐分残留、凝聚地面而形成。盐渍土一般分布在地表至地面下1．5m的部位，个别可达4．0m，土的含盐量多集中在近地表处，向深部逐渐减小；再受季节性变化很大，旱季盐分向地表大量聚集，表层含盐量增高，雨季盐分被水淋滤下渗，含盐量下降。
3，预防措施
(1)清除地基表层松散土层及含盐量超过规定的土层，使基础埋于盐渍土层以下，或采用含盐类型单一和含盐低的土层作为地基持力层或清除含盐多的表层盐渍土而代之以非盐渍土类的粗颗粒土层(碎石类土或砂土垫层)，隔断有害毛细水的上升。
(2)铺设隔绝层或隔离层，以防止盐分向上运移。
(3)采用垫层、重锤击实及强夯法处理浅部土层，可消除基土的湿陷量，提高其密实度及承载力，降低透水性，阻挡水流下渗；同时破坏土的原有毛细结构，阻隔土中盐分向上运移。
(4)厚度不大或渗透性较好的盐渍土，可采取浸水预溶，水头高度不应小于30cm，浸水坑的平面尺寸，每边应超过拟建房屋边缘不小于2．5m。
(5)对溶陷性高、土层厚及荷载很大、或重要建筑物上部地层软弱的盐沼地，可根据具体情况采用桩基础、灰土墩、混凝土墩或砾石墩基，深入到盐渍临界深度以下。
(6)施工时做好现场降排水，防止含盐水在土层表面及基础周围聚集，而导致盐胀。
4．治理方法
参见1．2“膨胀土”的治理方法。
1．5 冻胀性土
1．现象
土在冻结状态时，有较高的承载力和较小的压缩性，甚至无压缩性，但冻融后承载力大大减弱，压缩性增高，产生大量融沉，对地基的稳定性影响很大，常造成建筑物裂缝、倾斜、倒塌。
2．原因分析
在寒冷地区，当温度等于或低于0℃时，含有水的土，其孔隙中水结成冰使土体积产生膨胀；当气温升高，冰融化后体积缩小而下沉，由于融化、冻胀深浅不一，导致建筑物不均匀下沉造成裂缝、倾斜甚至倒塌。这种冻胀融沉与土的颗粒大小和含水量有关，土颗粒愈粗，含水量愈小，冻胀融沉就愈小(如砂类土基本不冻胀)，反之就愈大(如粉砂粘性土)。冻土按冻结状态又分季节性冻土和永冻土两类，前者有周期性的冻结融化过程，后者冻结状态持续多年或永久不融。
3．预防措施
(1)地基宜选在干燥较平绥的高阶地上，或地下水位低、土冻胀性较小的建筑场地上。尽量避开地下水发育地段(如有地面水流、地形低、易积水处)。
(2)基础宜深埋于季节影响层以下的永冻土或不冻胀土层上。
(3)加强结构刚度，或采用独立基础、桩基或砂垫层等措施，尽量减少冻胀融沉的不均匀变形。
(4)水是冻胀祸根，又是融化热源。在施工和使用期间应做好建筑物的散水、排水、截水设施，防止雨水、地表水、生产废水和生活污水侵入地基。在山区应做好截水沟，或在房屋和构筑物下设置暗沟，以排走地表水和潜水流，避免基础堵水而造成冻害。
(5)基础梁下有冻胀性土时，应在梁下填以炉渣等松散材料，并留5～15cm空隙，以防止因土冻胀将基础梁拱裂。室外台阶、散水坡宜与主体结构断开，散水坡下宜填以非冻胀性材料。
(6)对冬期开挖的工程，要随挖、随砌，随回填土，严防地基受冻；对跨年度工程及冻前不能交付正常使用的工程，应对地基采取相应的过冬保温措施。
4．治理方法
参见1．2“膨胀土”的治理方法。