针对淤泥地质引发的地面下沉问题,无损可控土体固化技术以其独特的优势成为加固处理的关键方法。该技术通过精准调控,改善淤泥地质,显著提升地基承载力,确保建筑物稳固,有效遏制地基继续下沉的风险。
一、淤泥地质
淤泥是一种天然含水量大于流性界限,孔隙比大于等于1.5的软土,孔隙比大于等于1而小于1.5是淤泥质土。淤泥是海湾、湖沼或河湾中水流缓慢的环境中有微生物参与作用的条件下所形成的一种近代沉积物。富含有机物,常呈灰黑色,力学强度低,压缩性强。这种土主要分布在我国东南沿海地区和内陆的大江、大河、大湖沿岸及周边。地基中如有淤泥则易引起建筑物沉陷,且多为不均匀沉降,极易造成建筑物墙体开裂、建筑物倾覆。
在中国渤海、东海、黄海等沿海地区的天津、上海和广州等城市,长江中下游、珠江下游、淮河平原、松辽平原,洞庭湖、洪泽湖、太湖和鄱阳湖四周,以及昆明滇池地区,都埋藏有厚度达数米至数十米的淤泥及淤泥质土。它的含水量接近或超过液限;孔隙比大于1,有的高达2.5;压缩系数大于0.5×10帕,有的超过2×10帕;渗透系数为10~10厘米/秒;容许承载力一般为30~100千帕。
二、淤泥地质引发地面下沉
淤泥地质由于其沉降量大且不均匀、沉降速率大以及沉降稳定历时较长的特点,常常导致地面下沉问题。工业厂房与民用房屋往往造型复杂,在平面上有工字形、L形、T形,在立面上有高差变化,在结构上有时为砖石结构与排架结构相连。至于舞台、图书馆、体育馆等建筑则更为复杂。相关沉降观测资料说明:含有淤泥地质的建筑平面、立面和结构变化的部位,也常是地基变形差异较大,容易引起墙体开裂的部位。各种仓库、码头货栈等建筑地基土层含有淤泥地质易引起地面凹陷,桩基和墙基不均匀转动下沉,严重时会造成柱身及墙身断裂及吊车滑行。
三、处理措施
常用的处理方法如下:
1、预压法:采用砂井、砂井预压或电渗法等方法促使土层排水固结,利用预压以减少地基变形,增加地基承载力。为了缩短预压时间,多采用砂井排水法,但由于预压所需堆载较多,使用受到一定限制。
2、铺设砂垫层法:在淤泥质类土地基上铺设砂垫层,可以减小附加压力,同时有利于淤泥质类土中水分的排除,缩短土层固结时间,加快建筑物的稳定,此方法在薄层土中效果较好。
3、桩基法:采用刚性桩,如钢筋混凝土预制桩、灌注桩和钢管桩,适用于重型构筑物或沉降要求严格的建筑物;采用桩基础后,上部建筑可不设沉降缝,也不需要在结构上采取严格措施,但造价比较昂贵。
4、无损可控土体固化技术:采用微创工艺,设备轻巧,操作灵活高效,使用新型特种复合材料,深入淤泥层等复杂地质,填充、渗透、挤压土层,使地基土层充分密实,改良土体性质,快速精准固结土体,增强地基稳定性,提高地基承载力,高效解决因淤泥等软土地基承载力不足导致的地面下沉问题。
该技术适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、碎石土、人工填土等地基,改善地基土的工程性质,达到满足建筑物对地基稳定和变形的要求,包括改善地基土的变形特性和渗透性,提高其抗剪强度和抗液化能力,消除其它不利影响,且不影响生产生活,施工周期短,社会经济效益好,可实现建筑地面下沉加固抬升调平,使地面恢复至原标高。
5、减少承载法:减少建筑物作用于地基的压力,如采用轻型结构、轻质墙体,空心构件、设置地下空或半地下空等。
6、换土垫层法:将基础底面下一定深度范围内的软弱土层部分或全部挖去,然后换填强度较大的砂、碎石、素土、灰土、粉煤灰、千渣等性能稳定且无侵蚀性的材料,并分层夯压至要求的密实度。遇有局部软土和暗埋得塘、沟、谷、洞等情况,清其范围,换土垫层需注意局部深埋,与短桩、基础梁跨越等办法结合处理。
综上所述,针对淤泥地质造成的地面下沉问题,可以采取多种加固处理方法。其中,无损可控土体固化技术以其独特的优势成为加固处理方法的关键选择之一。同时,在进行加固处理前,需要综合考虑多种因素,并对地基淤泥土层进行详细的勘察和分析,确定范围、深度等情况,为加固处理方案提供准确的数据支持,以确保加固处理的效果和建筑物的安全使用。