特殊土种地基工程特性及地基处理研究
摘 要：本文介绍了特殊土种的开发必要性及类型、特点，处理方法，并分析了其发展前景。
关键词：特殊土种地基工程；特性；地基处理；有效措施
中图分类号：TU44 文献标识码：A
1 概述
特殊土是指在特定地理环境或人为条件下形成的具有特殊性质的土。它的分布一般具有明显的地域性。特殊土种包括以下几种：①杂填土：房渣土（建筑垃圾）、工业废渣、生活垃圾等杂物堆积而成的土。②盐渍土：地表下1m深的土层内易溶盐平均含量大于0.3%的土。③膨胀土：吸水后显著膨胀，失水后显著收缩的高液限粘质土。④湿陷性黄土：受水浸湿后会产生较大的沉陷的黄土。其他未列入本规范的土类，应遵照有关规定进行施工。
随着城市化和工业化进程的快速发展，特殊土种地基的工程特性引起工程师的重视，相应的地基处理方法以及工程注意事项也至关重要。这就需要采取有效处理措施预防工程灾害发生。一般来讲，土的工程性能决定性体现在其物质成分、结构特征及形成过程。笔者分析认为，这也是我们所说的土质学进行土性分析的根本。
2 常见的特殊土种及其工程特性
2.1 湿陷性黄土及其工程特性
黄土在一定压力下遇水浸湿后，一般来说它体的结构性能就会被迅速破坏，其强度也会随着迅速的降低，我们把具有这样条件的土性特性的土称为湿陷性黄土。经过笔者的分析总结认为，在一定压力下受水浸湿是黄土湿陷现象产生所必须的外界条件很多。在实际工程施工中，如果压力不断增加，黄土的湿陷性就会增加，但是当压力超过某一数值后，再增加压力，湿陷性就会大大降低。
2.2 液化土及其工程特性
地震的震害现象包括振动液化、滑坡、地裂和震陷等方面，液化土的治理是抗震设计的一个重要内容。就无粘性土而言，这种由固体状态变为液体状态的转化是孔隙水压力增大和有效应力减少的结果。在连续的震动作用下，砂土层内的孔隙水压力累积增高到某一时刻，就会等于初始上覆有效压力。液化现象是一种特殊的强度问题，它发生在饱和砂土和饱和粉土中。
2.3 盐渍土及其工程特性
所谓的盐渍土一般是指易溶盐的土。实际应用中如果当自然条件发生变化，固相中的结晶易溶盐将会被溶解为液体，这个时候盐渍土就会发生化学变化，它可由三相体变为二相体，盐渍土相态的变化对上部结构具有严重影响。盐渍土由于富含易溶盐，使土中微颗粒胶结成小集粒，当水浸入后土中盐分就会溶解，土颗粒的分散度也将会增加。
3 特殊土种地基的有效处理措施
3.1 置换垫层法地基处理措施
目前，在土木工程建设施工过程中，当遇到软弱或不良地基条件时，我们就需要对天然地基进行处理，以满足建筑物对地基的实际要求。用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中软弱土形成垫层，减少沉降的地基处理方法称为置换垫层法。该方法适用于浅层软弱不良地基的处理，另外，砂石垫层不宜用于湿陷性黄土地基和大面积堆载等的处理，土垫层特别适用于湿陷性黄土地基的处理。
3.2 密实法地基处理措施
这里所说的密实法主要包括强夯法、振冲法、素土或灰土挤密桩法等。我们先来分析强夯法，它是通过反复将重锤提升到高度使其自由下落产生巨大的冲击能量，对地基一般进行强力夯实。强夯处理范围应大于建筑物的基础范围，设计的重点是置换墩深度的选择。振冲法是在振冲器的高频振动和高压水流的共同作用下，把回填碎石等粗粒料形成桩柱，并和原地基土组成复合地基的地基处理方法。
3.3 化学加固法处理措施
所谓的化学加固法它是把某些能固化的浆液注入地基的裂隙或孔隙中，形成结构致密、强度大、防水防渗和化学稳定的增强体。深层搅拌法利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂形成优质的地基。笔者认为，该方法适用于各种软土地基，可提高地基承载力、减少基变形等。高压喷射注浆法利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层预定位置后，冲击破坏土体，并按一定的浆土比例和质量大小有规律地重新排列，以达到改造土体目的的方法。
3.4 采用桩基础处理措施
桩基础主要功能是将荷载传至地下较深处的坚硬土层，它具有承载力高、沉降速率低、沉降量较小而且均匀的特点。一般来说，桩的抗拔承载力主要取决于桩身材料强度和桩与土之间的抗拔侧阻力和桩身自重，应以单桩抗拔静载荷试验确定最为可靠。确定单桩水平承载力以水平静荷载试验最为可靠，由试验结果确定水平极限承载力后除以安全系数。
结语
综上所述，特殊土种地基工程特性的复杂多变性，决定了在选择加固处理方法时，对渗透性与灵敏度更应予以重视，因为这些特殊性常常成为一些方法成败的关键。各种加固方法各有其特点和适用性，而实际工程中施工环境、地质条件等千差万别，利用各自优点，达到经济、有效加固软土地基的目的。
参考文献
[1]王若愚.软土地基工程特性与地基处理方法适用性讨论[J].天津城市建设学院学报，2006（03）：195-198.
[2]白晓红.几种特殊土地基的工程特性及地基处理[J]. 工程力学，2007（S2）：83-98.
[3]王兰民，马巍，陈正汉，凌贤长，姚仰平，栾茂田，缪林昌，唐晓武.特殊土工程中的关键科学问题研究与展望[A].中国岩石力学与工程学会.第二届全国岩土与工程学术大会论文集（下册）[C].中国岩石力学与工程学会，2006：15.
[4]白晓红.几种特殊土地基的工程特性及地基处理--第16届全国结构工程学术会议特邀报告[A]. 中国力学学会结构工程专业委员会、太原理工大学土木工程学院、中国力学学会《工程力学》编委会、清华大学土木工程系.第16届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅰ册）[C].中国力学学会结构工程专业委员会、太原理工大学土木工程学院、中国力学学会《工程力学》编委会、清华大学土木工程系，2007：18.
[5]柳墩利. 高速铁路湿陷性黄土地基处理试验研究[D].中国铁道科学研究院，2012.
[6]钟赣斌. 特殊黄土地基的处理与加固技术[J]. 中国高新技术企业，2009（24）：16-17.
[7]王心毅，李小奇. 高速公路特殊土地基处理措施分析[J]. 交通标准化，2011（11）：22-25.
[8]孔令伟，陈正汉. 特殊土与边坡技术发展综述[J]. 土木工程学报，2012（05）：141-161.
上一篇：各所高校“不一班”