几种特殊土地基工程特性与地基处理技巧

摘要：随着现代化和城市化的发展，工程建设的范围扩大到更多地质复杂的区域。这些区域复杂的土地特征给工程建设提出了难题，引起了工程建设者的高度重视。本文总结了几种特殊地基条件下进行工程建设的特点，并针对不同的地基条件提出了相应的处理方法。
关键词：特殊地基；液化土；盐渍土；软化地基
随着工业化步伐的加快，城市化的进程也越来越快。人们为了拓展自己的活动范围，需要在各种复杂的地基上进行工程建设。而特殊的土壤状况是工程建设遇到的最普遍的问题，因此，工程师们越来越重视对特殊土壤地区工程建设特征的研究。本文重点介绍了几种特殊土地基的工程特性并提出了处理措施。

一、湿陷性黄土

(一)湿陷性黄土的特性

湿陷性黄土由粉粒组成，大孔结构，孔隙比大于1，孔隙率在45%以上，垂直节理发育。黄土的强度一般较高，但是压缩性较低。有一类黄土，如果被雨水浸湿，在一定的压力下，就会出现土体结构的破坏，并发生显著下沉。与此同时，土壤的强度会降低。这种黄土就叫做湿陷性黄土。湿陷性黄土最大的特点就在于在重压之下受水浸湿后会产生湿陷。黄土湿陷的外在原因是一定的压力和水的浸湿，而内在原因是黄土的成分特征和结构特征。

(二)影响黄土湿陷性的原因

1.黄土中粘粒与胶结物的含量

黄土中粘粒与胶结物的含量多，就会起到胶结和包裹的作用，使结构稳定致密，从而降低湿陷性，改善力学性质。相反，如果大颗粒增多，粘粒与胶结物减少，骨架颗粒之间发生直接接触，从而使土体结构疏松、强度降低，湿陷性增强。

2.黄土中盐类的类型与含量

如果黄土中含有大量的易溶性盐类，则更容易发生湿陷。如果溶解性居中或者是难溶性的盐类含量高，则会出现湿陷滞后。

3.土体的天然空隙、含水量及所受的压力

土体的天然空隙越大、含水量越小，则湿陷性越强；在黄土的孔隙与含水量不变的前提下，土体所受的压力越大，则湿陷性越强，但是当压力超过某一数值之后，随着压力的增加，土体的湿陷性反而会降低。

4.湿陷性黄土遇水几率的大小

遇水量的多少，遇水时间的长短都影响到湿陷性黄土的湿陷量。

(三)湿陷性黄土地基的处理

如果湿陷性黄土地带发生沉降，则上部结构就难以正常使用。不均匀沉降范围过大，会对整个工程结构的安全造成威胁。为了应对此类问题，《黄土规范》根据重要性将湿陷性黄土地带的建筑物和构建物分为甲乙丙丁四种类型。遵循经济型、安全性和科学性的标准，对不同建筑物或

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者构建物的地基进行不同处理。并制定出相应的防水措施和建筑措施的要求。《规范》中规定，如果地基出现湿陷和压缩变形或者地基的承载力不符合设计要求，应针对不同建筑物和不同土质的特性，采取措施在地基压缩层或者湿陷性黄土层内进行处理。对于甲类建筑，要将地基内所有的湿陷黄土清除，或者在全部的湿陷性黄土层内打桩，又或者选择非湿陷性土层作为地基；对于乙类和丙类建筑，直接建在非湿陷性土层上；对丁类建筑的地基则可以不作处理。

二、盐渍土

(一)盐渍土的特性

盐渍土中含有大量的盐类，但土层中液体盐浓度并不恒定；由于盐渍中含有大量的极易溶盐，在盐结晶后，形成较大颗粒，从而是土中细颗粒的含量减少，但是当土层进水后，盐颗粒会溶解，土颗粒将更加分散；由于水的渗透过程中，会带走土壤中的易溶盐，从而形成渗水通道，一段时间之后，土中的盐含量将趋近于0，此时的土层渗透系数就会基本稳定，所以，盐渍土的渗透性在渗透过程中会发生变化；盐渍土的抗剪强度受到土层含盐量、土与盐的类别、土的状态的影响；浸水会增加盐渍土的粘聚力。

(二)盐渍土对工程的危害

1.盐渍土溶陷性的危害。盐渍土溶陷变形的速度比湿陷性黄土要快，因此一旦盐渍土发生溶陷，危害更大，所以在工程建设中应该高度重视盐渍土的溶陷。

2.在硫酸盐盐渍土中，最容易发生膨胀，当土壤中的硫酸钠含量超过2%时应该予以重视。

3.盐渍土会对建筑基础或者是地下的设施造成侵蚀。通常，这种腐蚀是结晶性腐蚀。如果一个地区的地下水位较深，或者是水位的变化幅度较大，则易发生物理侵蚀，在毛细作用下，盐分侵入到建筑基础或者墙体中，水分蒸发后，盐类就会析出，从而导致建筑物表面剥落，危害建筑的结构；如果一个地区的地下水位较浅，或者是水位的变化幅度较小，则易发生化学侵蚀，化学侵蚀对钢筋和混凝土都有腐蚀作用。

(三)盐渍土地基的处理

在盐渍土地基上的工程，应该综合考虑建筑的抗变形能力、建筑的地基条件、建筑场地浸水的可能性和建筑的重要性，在此基础上采取一种以上的设计措施。这些措施可以是防腐措施、防水措施和对地基进行处理的措施。通过以上措施的实行，保证建筑物和构建物的安全。

三、液化土

(一)液化土的特性

松散的砂土层在震动作用之下渐趋密实，体积减小，如果不进行排水，孔隙水压力就会提高。在连续的震动作用下，砂土层内孔隙水压力会增高。水压累积增高到一定程度就会与初始上覆有效压力相同。这种情况下，有效应力就是0，砂土的抗剪强度为0，变为液化状态。这就是土层的液化。不仅饱和砂土会发生液化，饱和粉土也会发生液化。

(二)土层液化的影响因素

1.土层的性质

（1）土的密实程度。调查资料显示，如果砂土的相对密实度超过50%，则在七级地震下不会发生液化，如果砂土的相对密实度超过80%，则在八级地震下也难以发生液化。
（2）土的颗粒特征。粘性土之所以不容易液化，是因为土的颗粒有粘着力；砂砾之所以不易液化，是因为颗粒大，透水性大，振动时水压能够快速消散。而中等颗粒的砂土和粉土既没有较强的粘着力，也缺少足够的透水性，所以，这两种土质最容易产生液化。
（3）土中的粘粒含量。土中的粘粒含量达到一定的程度之后，土层的动力稳定性提高颗粒间的相对运动不易发生，所以土层不容易出现液化；而当粘粒含量减少时，颗粒间极易发生相对运动，从而出现液化。

2.土的初始应力状态

在砂土性质相同的前提下，土层的固结应力增加，发生液化所需要的动应力就会提高；地震发生时，土层上覆土压力的大小与土层的液化有着直接的联系。而当液化土层之上的非液化土层的厚度与液化土层厚度的比值达到一定的限值时，即使发生液化，也不会有喷冒。

3.震动的特性

地震的强度和持续时间也对土层的液化有着直接的影响。地震的强度越高、持续时间越长，则土层液化的可能性就越大，土层液化所造成的影响也就越严重。

(三)液化土地基的处理

《抗震规范》中将钻孔深度不同时每个钻孔的的液化指数分为轻微、中等和严重三个等级。参照下表：
液化指数的计算公式是： ，其中 即液化指数。
如果建筑的地基是液化土层，则不宜将液化土层直接作为持力层，应该对不同液化等级的地基和不同类别的建筑采取不同的措施以防止液化现象的发生。对于乙类建筑，要制定防范措施，当地基液化严重时，要将液化沉陷的部分全部清除，对于中等液化程度的地基，要在全部或部分清除液化沉陷部分的同时对地基和上部结构部分进行处理；对于丙类建筑，要在全部清除液化沉陷部分的同时对地基和上部结构部分进行处理。
总结：
在特殊土地基之上进行工程建设，应该对当地的土层特征有充分的了解。通过对土层特点的分析，制定出相应的地基处理方法，并借助一定的措施加固地基。在设计过程中，制定出多个方案，选择最佳方案，以达到经济性、安全性和环保性的统一。
参考文献：
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（12）
张晓青.浅谈几种软土地基处理的方法[J].山西建筑，2009（06）