关于土洞建设的论文

第一，替换法

(1)替换方法

就是把表面不良的地基土挖出来，然后回填压实特性好的土进行夯实或压实，形成良好的持力层。从而改变地基的承载特性，提高抗变形能力和稳定性。

施工要点:挖出待转换土层，注意坑边稳定；保证填充物的质量；填料应分层压实。

(2)振冲置换法

使用专用振冲器，在高压水射流的作用下进行振冲，在地基中成孔，然后在孔中分批填充砾石或卵石等粗颗粒，形成桩。桩与原位地基土形成复合地基，可以提高地基承载力，降低压缩性。

施工注意事项:碎石桩的承载力和沉降很大程度上取决于原位地基土的侧向约束。约束越弱，碎石桩效果越差。因此，该方法在强度较低的软粘土地基中使用时必须谨慎。

(3)夯实(挤压)置换法

通过沉管或夯锤将管(锤)放入土中，使土挤到一边，在管(或夯坑)中放入碎石或沙子等填充物。桩身与原位地基土形成复合地基。由于挤土夯实，土体受到侧向挤压，地面隆起，土体超孔隙水压力增大。当超孔隙水压力消散时，土体的强度也相应提高。

施工注意事项:当填料为透水性好的砂、碎石时，是良好的竖向排水通道。

二、预压法

(1)堆载预压法

在建筑物建成之前，地基通过临时堆放(砂石、土、其他建筑材料、货物等)来加载。)并给定一定的预压期。地基预压完成大部分沉降，地基承载力提高后，卸载荷载，建筑。

施工工艺及要点:

a、预压荷载一般应等于或大于设计荷载；

b、大型堆载可采用自卸汽车和推土机联合作业，超软土地基一级堆载可采用轻型机械或人工作业；

c、堆载顶面的宽度应小于建筑物底面的宽度，底面应适当放大；

d、作用在基础上的荷载不得超过基础的极限荷载。

(2)真空预压法

砂垫层铺设在软粘土地基表面，覆盖土工薄膜，四周封闭。砂垫层用真空泵抽真空，使膜下地基形成负压。随着从地基中抽出气体和水，地基土被固结。为了加速固结，也可以采用打沙井或插入塑料排水板的方法，即在铺设砂垫层和土工膜之前打沙井或插入排水板，以缩短排水距离。

施工要点:

首先，建立一个垂直的排水系统。水平分布的滤管应呈条状或鱼骨状埋设。砂垫层上的密封膜应为2-3层PVC膜，按顺序同时铺设。面积较大时，应进行分区预压；观测真空度、地面沉降、深层沉降和水平位移；预压后，应清除砂槽和腐殖土层。要注意对周围环境的影响。

(3)沉淀法

降低地下水位可以降低地基的孔隙水压力，增加上覆土的自重应力，增加有效应力，从而对地基进行预压。这其实就是通过降低地下水位，依靠地基土自重来达到预压的目的。

施工要点:一般采用轻型井点、喷射井点或深井井点；当土层为饱和粘土、淤泥、淤泥、淤泥质粘性土时，此时宜组合电极。

(4)电渗法

将金属电极插入底座，并施加直流电。在直流电场的作用下，土壤中的水将从阳极流向阴极，形成电渗。水通过真空从阴极的井点抽出，而不是在阳极补充，因此降低了地下水位，减少了土壤中的水含量。从而使地基固结密实，提高强度。电渗法还可以与堆载预压联合使用，加速饱和粘性土地基的固结。

三、压实和捣固方法

1，表面压实法

松散的表层土用人工夯实、低能夯实机械、碾压或振动碾压机械压实。分层填土也可以压实。表层土含水量高或填土含水量高时，可分层铺石灰、水泥压实，使土体得到加固。

2、重锤夯实法

重锤夯实是利用重锤自由落体产生的较大夯实能量夯实浅层地基，使其表面形成相对均匀的硬壳层，获得一定厚度的持力层。

施工要点:施工前，进行夯击试验，确定相关技术参数，如夯锤重量、底面直径和下落距离、最终沉降量、相应夯击遍数和总沉降量；压实前槽底和坑底标高应高于设计标高；夯实时，地基土的含水量应控制在最佳含水量范围内；大面积夯实应按顺序进行；地下室标高不同时，应先深后浅；冬季施工时，当土壤已经冻结时，应将冻土层挖出或加热融化；完工后，应及时清除压实的表土或在接近1m的落差处将浮土压实至设计标高。

3.动态压实

动态压实是强力压实的简称。重锤从高处自由下落时，对地基施加很高的冲击能量，反复夯实地面，使地基土中的颗粒结构得到调整，土变得密实，从而提高地基强度，很大程度上降低压缩性。

其施工工艺流程:

1)平整场地；

2)铺设级配碎石垫层；

3)设置碎石墩进行强夯置换；

4)整平填筑级配碎石垫层；

5)再次满捣；

6)平整并铺设土工布；

7)回填风化石渣垫层，用振动压路机碾压八遍。

一般在大规模强夯前，应在不超过400m2的场地内进行典型试验，以获取数据，指导设计和施工。

四、压实方法

1，振冲密实法

专用振冲器产生的反复水平振动和侧向挤压逐渐破坏土体结构，使孔隙水压力迅速增加。由于结构破坏，土颗粒可能会移动到势能较低的位置，使土体由松散变为密实。

施工技术:

(1)平整施工场地，布置桩位；

(2)施工车辆就位，振动器对准桩位；

(3)启动振冲器缓慢沉入土层，直至超过加固深度30-50 cm，记录振冲器通过每个深度时的电流值和时间。

将振动器提升至孔口。重复上述步骤1 ~ 2次，稀释孔内泥浆。

(4)向孔内灌注一批填料，并将振冲器沉入填料中，进行振动，扩大桩径。重复此步骤，直到深度电流达到指定的密集电流，并记录填充物的数量。

(5)将振动器提出孔口，继续上桩段施工，直至整个桩身振动，然后将振动器和机器移至另一桩位。

(6)在成桩过程中，每段桩身应满足密实电流、灌注量和振动停留时间的要求，基本参数应通过现场成桩试验确定。

(7)施工现场应预先设置泥浆排水沟系统，将制桩过程中产生的泥浆引入沉淀池。池底的稠泥可定时挖出，送至预先安排的存放处，沉淀池上部的清水可重复利用。

(8)最后，应将桩顶1m厚的桩身挖除，或采用碾压、强夯(反复夯实)的方法夯实，并铺设垫层，夯实。

2.沉管砂石桩(碎石桩、灰土桩、OG桩、低级桩等。)

利用沉管桩机在地基中锤击、振动或静压沉入孔内后，将桩送入管内，边送入边提升(振动)沉管，形成密实的桩身，与原位地基形成复合地基。

3.夯石桩(石墩)

碎石(块石)用重锤夯实或强夯夯入地基，夯坑内逐渐填满碎石(块石)，反复夯打，形成碎石桩或块石墩。

五、混合方法

1、高压喷射灌浆法(高压喷射灌浆法)

在高压下，水泥浆通过管道从喷射孔喷出，在与土壤混合的同时直接切割破坏土壤，起到部分置换作用。凝固后成为搅拌桩(柱)，与地基形成复合地基。

这种方法也可用于形成挡土结构或防渗结构。

2.深层搅拌法

深层搅拌法主要用于加固饱和软粘土。它是以水泥浆和水泥(或石灰粉)为主要固化剂，用专用深层搅拌机将固化剂送入地基土中并与土强制搅拌，形成一堆(柱)水泥(石灰)土，与原位地基形成复合地基。水泥土桩(柱)的物理力学性质取决于固体

化学品和土壤之间的一系列物理化学反应。固化剂掺量、搅拌均匀性和土体性质是影响水泥土桩(柱)性能乃至复合地基强度和压缩性的主要因素。

施工技术:

①定位

②浆料制备

③补浆

(4)钻孔喷浆混合

⑤提升、搅拌和喷射混凝土

⑥重复钻孔，喷浆混合。

⑦反复提升和搅拌

⑧搅拌轴钻孔提升速度为0.65-1时。Om/min，应重复混合。

⑨桩完成后，清理搅拌叶片和灌浆孔上包裹的土块，并将打桩机移至另一桩位进行施工。

六、加固方法

(1)土工合成材料

土工合成材料是一种新型的岩土工程材料。它使用合成聚合物，如塑料、化学纤维、合成橡胶等。作为制造各种类型产品的原料，这些产品被放置在土壤内部、表面或层间，以加固或保护土壤。土工合成材料可分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合土工合成材料。

(2)土钉墙技术

土钉通常通过钻孔、插入钢筋和灌浆来设置，但也有通过直接击打较粗的钢筋、型钢和钢管来形成的。土钉沿全长与周围土体接触，通过接触界面上的粘着摩擦与周围土体形成复合土体。土钉在土体变形的条件下被动受力。土壤主要通过其剪切作用得到加固。土钉一般与平面成一定角度，故称斜筋。土钉适用于地下水位以上或降水后的人工填土、粘性土、弱胶结砂的基坑支护和边坡加固。

(3)加筋土

加筋土是一种埋藏在土层中具有较强抗拉强度的土体，利用土体颗粒位移产生的摩擦力和抗拉强度，使土体和加筋材料形成一个整体，减少整体变形，增强整体稳定性。拉条是水平钢筋的一种。一般采用抗拉强度大、摩擦系数高、耐腐蚀的条状、网状、丝状材料，例如镀锌钢板；铝合金、合成材料等。

七、灌浆方法

它是利用气压、水压或电化学的原理，将一些固化的浆液注入地基介质或建筑物与地基之间的缝隙中。注浆浆液可以是水泥浆、水泥砂浆、粘土浆、粘土浆、石灰浆以及聚氨酯、木质素、硅酸盐等各种化学浆液材料。根据灌浆的目的，可分为防渗灌浆、堵漏灌浆、加固灌浆和结构纠偏灌浆。根据灌浆方法，可分为压密灌浆、渗透灌浆、劈裂灌浆和电化学灌浆。灌浆法广泛应用于水利、建筑、道路桥梁等各种工程领域。

八、常见不良地基土及其特征

1.陶土

软粘土又称软土，是软粘性土的简称。它形成于晚第四纪，属于海相、泻湖相、河谷相、湖沼相、溺谷相和三角洲相粘性沉积物或河流冲积物。它们大多分布在沿海地区、河流中下游或湖泊附近。常见的软粘性土有淤泥和淤泥质土。软土的物理力学性质包括以下几个方面:

(1)物理属性

粘粒多，塑性指数Ip一般大于17，属粘性土。软粘土多为深灰色、深绿色，有臭味，含有机质，含水量较高，一般在40%以上，而淤泥也在80%以上。孔隙比一般为1.0-2.0，其中孔隙比1.0 ~ 1.5的称为淤泥质粘土，孔隙比大于1.5的称为粉土。由于其高粘土含量、高含水量和大孔隙比，其力学性质具有相应的特征——低强度、高压缩性、低渗透性和高敏感性。

(2)机械性能

软粘土的强度极低，不排水强度通常只有5 ~ 30 kPa，说明承载力基本值很低，一般不超过70kPa，有的甚至只有20kPa。软粘土尤其是粉土的敏感性很高，这也是区别于普通粘土的一个重要指标。

软粘土具有很大的压缩性。压缩系数大于0.5MPa-1，最大45MPa-1，压缩指数约为0.35-0.75。通常软粘土层属于正常固结土或略超固结土，但有些土层，尤其是新近沉积的土层，可能属于欠固结土。

渗透系数小是软粘土的另一个重要特性，一般在10-5-10-8 cm/s之间，如果渗透系数小，固结速率慢，有效应力增加慢，因而沉降稳定性慢，地基强度增加很慢。这一特点是严重制约地基处理方法和处理效果的重要方面。

(3)工程特点

软粘土地基承载力低，强度增长慢；装后容易变形，不平整；变形率大，稳定时间长；它具有渗透率小、触变性和流变性高的特点。常用的地基处理方法有预压法、换填法和搅拌法。

2.杂项填充

杂填土主要出现在一些老居民区和工矿区，是人们生活和生产活动遗留或堆放的垃圾土。这些垃圾土一般分为三类:建筑垃圾土、生活垃圾土、工业生产垃圾土。很难用统一的强度指标、压缩指标和渗透指标来描述不同类型的垃圾土和不同时间堆放的垃圾土。

杂填土的主要特点是无计划堆积、成分复杂、性质各异、厚度不均、规律性差。因此，同一场地在压缩性和强度上表现出明显的差异，容易导致不均匀沉降，通常需要进行地基处理。

3.冲洗填充

冲洗填土是通过水力冲洗人工沉积的。近年来多用于沿海滩涂开发和河滩围垦。西北地区常见的跌水坝(也称填坝)就是填土筑成的坝。填土形成的地基可视为一种天然地基，其工程性质主要取决于填土的性质。一般来说，填土地基具有以下重要特性。

(1)颗粒沉积的分选性明显。靠近进泥口处，粗颗粒沉积较早，而远离进泥口处，沉积的颗粒变细。同时，深度方向有明显的层理。

(2)填土含水量较高，一般大于液限，呈流动状态。停止充填后，自然蒸发后表面往往开裂，含水量明显减少，但下层充填在排水条件较差时仍处于流动状态，且充填颗粒越细，这种现象越明显。

(3)填土地基早期强度很低，压缩性很高，这是由于填土欠固结造成的。随着静置时间的增加，填土地基逐渐达到正常固结状态。其工程性质取决于颗粒成分、均匀性、排水固结条件和填筑后的静置时间。

4.饱和松散砂

淤泥或细砂地基在静荷载作用下往往具有较高的强度。然而，当振动载荷(地震、机械振动等。)作用下，饱和松散砂土地基可能发生液化或大量震陷变形，甚至丧失其承载能力。这是因为土颗粒在外力作用下松散排列错位达到新的平衡，瞬间产生较高的超孔隙水压力，有效应力迅速下降。对这种地基进行数月的处理，目的是使其更加密实，消除动荷载下液化的可能性。常用的处理方法有挤压法、振冲法等。

5.湿陷性黄土

在上覆土层自重应力作用下，或自重应力和附加应力* * *作用下，浸水后由于土的结构性破坏而产生显著附加变形的土称为湿陷性土，属于特殊土。有些杂填土也有湿陷性。广泛分布于我国东北、西北、华中和华东地区的黄土具有湿陷性。(这里所说的黄土是指黄土和黄土状土。湿陷性黄土分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土，有些老黄土没有湿陷性。在湿陷性黄土地基施工中，必须考虑地基塌陷引起的附加沉降对工程可能造成的危害，选择合适的地基处理方法，避免或消除地基塌陷或少量塌陷造成的危害。

6.膨胀土

膨胀土的矿物成分是蒙脱石，亲水性强，吸水时体积膨胀，失水时体积收缩。这种胀缩变形很大，容易对建筑物造成破坏。膨胀土在我国分布广泛，如广西、云南、河南、湖北、四川、陕西、河北、安徽、江苏等地。膨胀土是一种特殊的土，常用的地基处理方法包括换土、改良土质、预浸泡和防止地基土含水量变化的工程措施。

7.有机土壤和泥炭土

当土壤中含有不同的有机质时，就会形成不同的有机质土，当有机质含量超过一定含量时，就会形成泥炭土，具有不同的工程特性。有机质含量越高，对土质的影响越大，主要表现为低强度和高压缩性，对不同工程材料的混合有不同的影响，对直接工程施工或地基处理有不利影响。

8.山地地基土

山区地基土地质条件复杂，主要表现在地基不均匀和场地稳定性两个方面。由于自然环境和地基土形成条件的影响，场地内可能存在较大的孤石，场地环境中还可能存在滑坡、泥石流、边坡崩塌等不良地质现象。它们会对建筑物造成直接或潜在的威胁。在山区修建建筑物时，应特别注意场地环境因素和不良地质现象，必要时应对地基进行处理。

9.喀斯特(岩溶)

在喀斯特(岩溶)地区，往往有溶洞或土洞、冲沟、裂隙、洼地等。地下水的侵蚀或潜蚀使其形成和发展，对结构影响较大，易发生不均匀变形、坍塌和地基塌陷。因此，在建造结构之前，必须进行必要的处理。