44、地质与工程建设：从土壤处理到基础设施设计

地质与工程建设：从土壤处理到基础设施设计

在工程建设领域，地质条件对项目的成功实施起着至关重要的作用。不同的地质情况需要采用相应的处理方法和设计策略，以确保工程的稳定性和安全性。本文将深入探讨土壤处理、铁路、桥梁以及建筑物基础等方面的工程地质问题及解决方案。

1. 土壤处理

土壤处理是改善地基性能的重要手段，其中预压法是一种常见的处理方式。适用于预压法改善的土壤包括可压缩粉土、饱和软黏土、有机黏土和泥炭等。当可压缩土壤中存在薄砂层或粉土层时，预压过程中可能会发生快速固结，但这也可能导致预压荷载边缘以外的土层中产生异常高的孔隙水压力，从而降低土层的抗剪强度。为了缓解这种超孔隙水压力，通常需要设置垂直排水井。

预压通常通过预加载来实现，即在施工前施加静荷载，使地基土压缩并产生沉降。如果静荷载的强度超过最终荷载将施加的压力，则称为超载预压。超载预压可以加速沉降过程，在一定沉降量发生后，移除超载荷载。在加载的第一阶段，土壤的压缩量比后续的再加载阶段要大得多，而且卸载后的膨胀量并不显著。在预压荷载下安装垂直排水井（如砂井、砂垫或带状排水井）可以缩短主固结所需的时间，排水井中的水流入地表的排水垫层或土壤中更深的高渗透性层。另一种实现预压的方法是真空预压，通过在地面上覆盖不透水膜并从膜下抽水来实现。

加筋土是一种由土壤和金属或土工合成材料条带组成的复合材料。加筋的有效性取决于其抗拉强度以及与周围土壤形成的粘结力。在加筋土结构的边缘，需要设置某种形式的屏障来容纳土壤，这种屏障可以是柔性的也可以是刚性的，但必须足够坚固以保留土壤，并允许加筋材料固定在上面。由于加筋土具有柔性，并且结构组件与回填土同时建造，因此特别适用于可能在施工期间或施工后不久发生差异沉降的可压缩地基。此外，加