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一級造價工程師《土建工程》備考講義：第一章第三節(jié)

第三節(jié) 常見工程地質(zhì)問題及其處理方法

一、特殊地基

地基對建筑物的影響很大，工程建設(shè)難免遇到一些特殊地基必須加以處理。

(一)松散、軟弱土層。對不滿足承載力要求的松散土層，如砂和砂礫石地層等，可挖除，也可采用固結(jié)灌漿、預(yù)制樁或灌注樁、地下連續(xù)墻或沉井等加固;對不滿足抗?jié)B要求的，可灌水泥漿或水泥黏土漿，或地下連續(xù)墻防滲;對于影響邊坡穩(wěn)定的，可噴射混凝土或用土釘支護。

對不滿足承載力的軟弱土層，如淤泥及淤泥質(zhì)土，淺層的挖除，深層的可以采用振沖等方法用砂、沙礫、碎石或塊石等置換。

(二)風(fēng)化、破碎巖層。風(fēng)化一般在地基表層，可以挖除。破碎巖層有的較淺，可以挖除。有的埋藏較深，如斷層破碎帶，可以用水泥漿灌漿加固或防滲;風(fēng)化、破碎處于邊坡影響穩(wěn)定的，可根據(jù)情況采用噴混凝土或掛網(wǎng)噴混凝土護面，必要時配合灌漿和錨桿加固。

(三)斷層、泥化軟弱夾層。對充填膠結(jié)差，影響承載力或抗?jié)B要求的斷層，淺埋的盡可能清除回填，深埋的灌水泥漿處理;泥化夾層可能影響承載能力，淺埋的盡可能清除回填，深埋的一般不影響承載能力。

斷層、泥化軟弱夾層可能是基礎(chǔ)或邊坡的滑動控制面，對于不便清除回填的，根據(jù)埋深和厚度，可采用錨桿、抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索等進(jìn)行抗滑處理。

在滑坡體上方修筑截水設(shè)施，在滑坡體下方筑好排水設(shè)施;經(jīng)過論證方可以在滑坡體的上部刷方減重以防止滑坡，未經(jīng)論證不要輕易擾動滑坡體。不能在上部刷方減重的，可考慮在滑坡體坡腳采用擋土墻、抗滑樁等支擋措施，也可采用固結(jié)灌漿等措施改善滑動面和滑坡體的抗滑性能。

(四)巖溶與土洞。巖溶是可溶性巖層被水長期溶蝕而形成的各種地質(zhì)現(xiàn)象和形態(tài)，又稱喀斯特。選擇巖溶地區(qū)地基處理方法時，應(yīng)考慮地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的共同作用。巖溶地區(qū)地基處理與施工時，應(yīng)根據(jù)巖溶發(fā)育特征和地表水徑流、地下水賦存條件制定截流、防滲，堵漏或疏排措施。

對塌陷或淺埋溶(土)洞宜采用挖填夯實法、跨越法、充填法、墊層法進(jìn)行處理;對深埋溶(土)洞宜采用注漿法、樁基法、充填法進(jìn)行處理。對落水洞及淺埋的溶溝(槽)、 溶蝕(裂隙、漏斗)等，宜采用跨越法、充填法進(jìn)行處理。對于巖溶地區(qū)地貌、地質(zhì)、水文條件復(fù)雜及塌陷量大、影響范圍大的地段，可采用多種方法綜合處理。巖溶地基處理與施工時，應(yīng)對巖溶水進(jìn)行疏導(dǎo)或封堵，減少淘蝕、潛蝕。

二、地下水

地下水最常見的問題主要是對巖體的軟化、侵蝕和靜水壓力、動水壓力作用及其滲透破壞等。

(一)地下水對土體和巖體的軟化

地下水使土體尤其是非黏性土軟化，降低強度、剛度和承載能力。有侵蝕性的地下水使巖石發(fā)生化學(xué)變化，也可能導(dǎo)致巖石的強度降低，尤其是地下水使結(jié)構(gòu)面的粘結(jié)力 C 降低和摩擦角φ減小，使結(jié)構(gòu)面的抗剪強度降低，造成巖體的承載力和穩(wěn)定性下降。

(二)地下水位下降引起軟土地基沉降

一般在沿海軟土層中進(jìn)行基礎(chǔ)施工時，需要人工降低地下水位。若降水措施不當(dāng)，輕者造成鄰近建筑物或地下管線的不均勻沉降，重者使建筑物基礎(chǔ)下的土體顆粒流失，甚至掏空，導(dǎo)致建筑物開裂，進(jìn)而危及安全使用。

(三)動水壓力產(chǎn)生流沙和潛蝕

當(dāng)?shù)叵滤膭铀畨毫Υ笥谕亮５母∪葜鼗虻叵滤乃ζ露却笥谂R界水力坡度時，就會產(chǎn)生流沙。其嚴(yán)重程度按現(xiàn)象可分三種：

1.輕微流沙，細(xì)小的土顆粒會隨著地下水滲漏穿過縫隙而流入基坑;

2.中等流沙，在基坑底部，尤其是靠近圍護樁墻的地方，出現(xiàn)粉細(xì)砂堆及其許多細(xì)小土粒緩慢流動的滲水溝紋;

3.嚴(yán)重流沙，流沙冒出速度增加，甚至像開水初沸翻泡。

流沙易產(chǎn)生在細(xì)沙、粉沙，粉質(zhì)黏土等土中，致使地表塌陷或建筑物的地基破壞，能給施工帶來很大困難，或直接影響工程建設(shè)及附近建筑物的穩(wěn)定。因此，必須進(jìn)行處治。

常用的處置方法有人工降低地下水位和打板樁等，特殊情況下也有采取化學(xué)加固法、爆炸法及加重法等。在基槽開挖的過程中局部地段突然出現(xiàn)嚴(yán)重流沙時，可立即拋入大塊石等阻止流沙。

潛蝕作用可分為機械潛蝕和化學(xué)潛蝕兩種。

如果地下水滲流產(chǎn)生的動水壓力小于土顆粒的有效重度，即滲流水力坡度小于臨界水力坡度，雖然不會發(fā)生流沙現(xiàn)象，但是土中細(xì)小顆粒仍有可能穿過粗顆粒之間的孔隙被滲流攜帶流失。在土層中將形成管狀空洞，使土體結(jié)構(gòu)破壞，強度降低，壓縮性增加，這種現(xiàn)象稱之為機械潛蝕。

化學(xué)潛蝕是指地下水溶解土中的易溶鹽分，破壞土粒間的結(jié)合力和土的結(jié)構(gòu)，土粒被水帶走，形成洞穴的作用。這兩種作用一般是同時進(jìn)行的。在地基土層內(nèi)如具有地下水的潛蝕作用時，將會破壞地基土的強度，形成空洞，產(chǎn)生地表塌陷，影響建筑工程的穩(wěn)定。在我國的黃土層及巖溶地區(qū)的土層中，常有潛蝕現(xiàn)象產(chǎn)生。

對潛蝕的處理可以采用堵截地表水流入土層、阻止地下水在土層中流動、設(shè)置反濾層、改良土的性質(zhì)、減小地下水流速及水力坡度等措施。

(四)地下水的浮托作用

當(dāng)建筑物基礎(chǔ)底面位于地下水位以下時，地下水對基礎(chǔ)底面產(chǎn)生靜水壓力，即產(chǎn)生浮托力。如果基礎(chǔ)位于粉土、砂土、碎石土和節(jié)理裂隙發(fā)育的巖石地基上，則按地下水位 100%計算浮托力;如果基礎(chǔ)位于節(jié)理裂隙不發(fā)育的巖石地基上，則按地下水位 50%計算浮托力;如果基礎(chǔ)位于黏性土地基上，其浮托力較難確切地確定，應(yīng)結(jié)合地區(qū)的實際經(jīng)驗考慮。

(五)承壓水對基坑的作用

當(dāng)基坑底為隔水層且層底作用有承壓水時，應(yīng)進(jìn)行坑底突涌驗算，必要時可采取水平封底隔滲或鉆孔減壓措施，保證坑底土層穩(wěn)定。當(dāng)坑底含承壓水層且上部土體壓重不足以抵抗承壓水水頭時，應(yīng)布置降壓井降低承壓水水頭壓力，防止承壓水突涌，確保基坑開挖施工安全。

(六)地下水對鋼筋混凝土的腐蝕

地下水對混凝土建筑物的腐蝕是一項復(fù)雜的物理化學(xué)過程，在一定的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件下，對建筑材料的耐久性影響很大。

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