软土地基范文

时间:2023-04-02 05:02:04

导语:如何才能写好一篇软土地基,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

软土地基

篇1

土地基由于其强度低,压缩性大,渗透性小,故座于该基础上的建筑物变形特征表现为建筑物沉降量大,沉降延续时间长。而过大的沉降往往造成室内地坪高度低于室外地坪标高,使雨水倒灌,管道断裂。更为严重的是基础的不均匀沉降,引起建筑物地上主体的墙体开裂甚至破坏。因此必须对软土地基进行处理。以下从现场处理,建筑结构设计及施工三方面阐述针对软土地基所应采取的处理措施:

一、地基现场处理措施:

地基处理的目的是提高地基承载力,降低其压缩性,确保基础稳定,减少基础的不均匀沉降。主要方法有:置换法,夯实法,深层挤密法。

1.置换法:主要作用是提高地基的承载力。其方法是将基底下一定范围内的软弱土挖去,换填砂、碎石和素土等散体料,并分层夯实成低压缩性的地基持力层。由于地基中剪切破坏是从基础底面开始的,并随着应力的增大逐渐向纵深发展,因此上层强度的增大在一定条件下就可避免地基的破坏。同时在软弱土上面覆盖有较好的土层时,对软弱土的侧向膨胀起一定控制作用,也间接有利于提高强度及减小沉降。同时若用砂等透水性大的材料作垫层,软土中的水分可以部分地通过它排出去,从而加速了软土的固结,加快了地基强度提高。不同材料的垫层其应力分布情况是有差别,通过观测,发现不同材料垫层上建筑物的沉降特点并无不同,所以各种材料可近似地按沙垫层的计算方法进行。在施工中对砂石垫层的粗砂和碎石的要求是:不得含有云母、粒土块、泥炭、腐植质、草根和垃圾等,含量不得超过百分之五。此外含石灰质的沙石不可使用。

2.深层挤密法:深层挤密法即先往土中打入桩管成孔,然后在孔内填入砾石、砂、石灰,灰土等捣实而成。此法适用于含砂粒、瓦屑的杂填土及含砂量较多的松散土地基,对粘性大的饱和软土地基,由于渗透性小,在加固过程中不能排出很多水分,故挤密效果不大。各种材料中以砂柱使用较为普遍。有时用砂与粒径30至40毫米的块石灰组成灰砂柱,由于石灰在粉化过程中要吸收本身重量1.2~1.3倍的水,体积扩大1.1~1.2倍,这样前者降低土的含水量,提高土的硬度,后者挤密土壤,两者都起着提高承载力的作用。用石灰桩加固有以下几个特点:(1)适用于渗透系数小的软弱粘土,淤泥质地基的加固工程。(2)地基加固完毕即可产生加固效果,加固工期较短。(3)不需要上部预压荷载,以生石灰桩水平方向的挤实作用来代替地面预压荷载的作用。采用本法时尚需注意,在遇地下水流处,有时会妨碍生石灰桩的硬化。另外生石灰一经雨水接触就要产生高温分解。

3.夯实法:夯实法是将重锤起重到一定高度,然后自由下落,重复夯打,以加固地基,使强度提高,压缩性减小。此法一般适用于无粘性土,杂填土和半饱和土。其影响深度为1.1~1.2米。经处理后的杂填土的容许承载力可达10~15吨/平方米。采用重锤夯实要特别注意土的含水量,只有在土的最优含水量条件下,才能得到好的效果,不然会出现“橡皮土”等不良现象。以往锤重在1.3吨至3吨左右,落距仅几米。近年来发展到用几十吨重的大锤,落距增大至几十米处自由下落,一般称为强夯,从机理上看,它与重锤夯实不一样,强夯以它很大的冲击波使土中孔隙压缩,局部液化,以致使夯实点周围产生裂隙形成排水通道,有利孔隙水排出,从而加快土的固结。经强夯加固后地基承载力可提高三~四倍,压缩性可降低200%至1,000%,其影响深度在10米以上。

二,建筑结构设计中采用的措施:

1.建筑的体现选择:要求建筑物平面简单,体型均匀。平面复杂的建筑物,容易产生不均匀沉降。加之这部分整体性差异发生扭曲,故常产生裂缝,因此若由于种种原因不得不采取这类平面时处理要特别小心。在高差方面,据调查,粘土地基上紧接高差超过一层的混合结构房屋,低者常出现裂缝,因此一般认为当地基软弱时,建筑物紧接高差以不超过一层为宜。

2.增强结构整体刚度:建筑物常因功能的需要,使本身具有一定的刚度,一般工业及民用建筑刚度比较大的有两种,一种为绝对刚性,如钢筋混凝土筒仓,烟囱等;另一种为相对刚性,如多层砖石房屋,多层钢筋混凝土框架,它具有一定的刚度,可是它的强度较低,不能与它的刚度协调一致,其抗拉能力尤弱,因此碰到软土地基时应适当增加其关键部位的抗拉强度,这样有利于利用建筑物的刚度来调整建筑物部分不均匀沉降。此外在建筑物的相应部位可设置沉降缝以减少不均匀沉降沉降。缝设置的部位应在(1)建筑物长高比过大的适当部位,(2)平面形状复杂建筑物的转折部位(3)地基压缩性有明显不同处(4)建筑结构类型不同处(5)建筑物高度和荷载差异处。(6)分期建造房屋的交界处(7)拟设置伸缩缝处。通过以上部位设置沉降缝可大大减少由于地基土软弱引起的不均匀沉降沉。

3.注意相连建筑物的相互影响:建筑物荷载不仅使本建筑物下的土层产生压缩变形,在它以外一定范围内的土层,由于受到基础压力扩散的影响也将产生压缩变形,这种变形随着距离增加值逐渐减小,由于软土地基的压缩性很高,当两建筑物之间距离较近时,这类附加不均匀压缩变形甚大,常造成邻近建筑物的倾斜或损坏,若被影响建筑物的刚度强度较差时,危害主要表现为产生裂缝;当刚度强度较好时则表现为建筑物的倾斜。

三,建筑施工方面采取的措施:

1.保护原:地基土都具有一定的构造,实践证明,只有保护土的原状结构,并根据它的受力特性施加荷载,才可以得到最小的地基变形。所以要充分发挥地基潜力必须尽一切可能使地基在施工中不致受到破坏。

2.注意加荷速度:施工加荷速率对地基土变形和强度的影响是比较显著的,如加荷过快,土中孔隙水由于软土渗透性差不易排走有效应力不能增加,土颗粒间的摩擦力也就不能建立,抗剪强度也就不能提高,这些孔隙水犹如剂促使地基土可能产生塑性流动,这样便增大了基础的沉降量,甚至使基础破坏

3.合理施工顺序:当建筑物有高差或轻重时,只要有可能,应先施工重的部份,这样便可利用施工顺序的时差,让沉降大的部份先沉降一部分,可有效地减少不均匀沉降,有时即使荷载均匀,当过长的建筑物,在使用上不留沉降缝时,也可分成几段施工,到施工后期再接上,这对减少不均匀沉降也是有效的。

4.注意施工时可能出现的倾斜:有些建筑物前后有高差或单项斜屋面,显然建筑物总的重心不在下层平面的型心,因此在基础设计时需要将基础型心与整个建筑物的重心对准。但在下层结构施工时,荷载对基础来说将会有一定的偏心,此偏心就有可能使基础在施工时发生倾斜,而当建成后再来纠正便较困难了,因此,遇到这类形式的建筑物,施工时需随时进行观察,并在填充墙的砌筑次序,原料的堆放位置都要注意这个因素,要尽可能地在施工过程中经常保持荷载重心与基础型心的一致。

篇2

关键词:软土地基处理加固 静动力 排水固结

Abstract: in modern engineering construction, soft soil foundation reinforcement treatment has outstanding set before us, become the project construction and technology key core and, to a great extent, control all the engineering investment amount and quality assurance. In this paper, the reinforcement of soft ground treatment new technology for the static and dynamic drainage consolidation method, and advocate for using it in the practical engineering construction.

Key words: strengthening soft soil foundation treatment for the static and dynamic drainage consolidation

中图分类号:S276文献标识码:A 文章编号:

引言

在桥梁、路基和建筑物的工程建设中,不可避免的会遇到地质条件不好的软弱地基,这种地基不能满足结构物的要求,需要人工处理和加固,再修建基础。静动力排水固结法是近些年来发展起来的一种软土地基处理新技术,它具有处理效果好、造价低、施工工期短的显著优点,尤其对淤泥和淤泥质土的处理,优势非常明显。本文将从原理上介绍静动力排水固结法。

静动力排水固结法

近些年人们结合软土的工程性质,在保留动力固结法优点的同时,着重于改进传统的强夯法(动力固结法)和静力排水固结法。它利用强夯法(动力固结法)的夯击器具与排水固结法中的排水系统进行对软黏土地基处理,该法就称之为静动力排水固结法。

静动力排水固结法工期短、造价低,不但弥补了传统单纯的强夯法不适合处理饱和软黏土地基的不足,克服了不能有效排除软土中的超静空隙水压力的缺点;而且与静力排水固结法相比大大简化了复杂的加压系统,缩短了工期,有效提高了地基承载力,节省工程投资。

静动力排水固结法原理

一.静动力排水固结法的基本思想:

其基本思想是:

通过设置水平排水体系和竖向排水体系,改善地基土的排水条件;土层在适量的静力、变化的动力荷载及其持续的后效力(动力残余力,即动力作用后,在软弱土体静态覆盖力下仍保持的残余力,该残余力对促进土体的排水固结必不可少)的超载作用下,形成了孔隙水高压力梯度,在人工排水体系及动载下产生的裂纹排水系统下。多次发生孔隙水压力的升降,孔隙水不断排出,孔隙体积减小,有效应力增加。土的强度就不断增加,空隙比也不断减小,土体预先发生部分沉降,这样工后沉降大大降低,地基土成为超固结土,从而达到了软地基加固的目的。

其特点是:

(1)夯击前,保证软土顶面有一定厚度的预压层,处理的土层利用适量的静力荷载、冲击荷载及其持续的后效力作为加载系统。

(2)设置与加载系统相适应的排水系统,保证软土层在复合力作用下产生的超静空隙水压力能迅速消散,使土体固结。这是软土强度提高的一个基本条件。

(3)保证冲击荷载作用下不对软土结构造成破坏。软土结构遭受破坏后,其渗透性大幅度降低,超孔隙水在停夯后很难快速排出,极有可能形成“橡皮土”导致工程失败。

(4)该法强调通过信息化施工,进行施工质量的过程的控制、处理平面或空间内的点控制。

还需要指出的是,在一些人看来,静动力排水固结发似乎是强夯法和静力排水固结法的结合,但无论从加固原理还是从工艺流程来说都有很大的不同。静动力排水固结法工程设计与施工中,坚决反对使用“强夯”。而是采用“夯击”来代替,以免产生不良后果。

该法处理后的地基是一均匀地基,地基承载力可大大提高以满足包括道路在内的建筑物的承载力与变形要求,有效防止地基工后沉降及不均匀沉降造成的各种危害并充分发挥地基土的自身的作用。如:①消除及减少不均匀沉降造成的附加应力及可能产生的裂纹;②防止建筑物附近地坪、道路开裂及局部下陷;③消除松软地基对各类桩的负摩阻效应,特别是对于填土厚度、淤泥厚度变化交大的情况。

二.加固机理

静动力排水固结法虽然在实践中得到了广泛应用,但目前还没有形成一致的认识,下面从四个方面对静动力排水固结法机理问题进行讨论:

能量转换

夯锤冲击瞬间,冲击荷载一般为是夯锤重量的十几倍至几百倍,夯击能量一部分消耗在地表面向四周辐射传播;。另一部分消耗在夯锤气垫作用和土体摩擦过程中;余下部分以瞬间冲击力形式夯坑底面往深部传播。冲击完后,冲击能量以动力残余力的形式储存在土层中。

部分水性发生变化

强大瞬间冲击力的剪切波作用使土体弱结合水甚至部分强结合水变成自由水,并激发超静孔隙水压力;夯击完后,在土体中保持着残余应力。随着夯击次数的增加,残余应力不断增大,影响深度与范围增加,土骨架压缩,由于软黏土的渗透性低,孔隙水无法在短时间内排出。

土体排水固结

静动力排水固结形成了有利的排水压力条件与边界条件,主要表现为:

①静力荷载、冲击荷载及其持续的后效力产生的高应力造成土体孔隙水压力梯度大,形成了有利的压力条件。

②土体在强大的夯击能作用下,土中出现了很大的应力和冲击波,致使地表面形成了竖向裂隙,并在地基土内部出现定向裂纹,形成了排水网络,土的渗透系数增加,大大改善了土体的排水边界条件。

③通过设置人工材料组成的有利的快速排水体系排水。

固化

当孔隙水压力消散后,达到小于土颗粒间的横向压力时,地基土内部裂隙闭合,土体的有效应力增加,土体的抗剪强度提高。工后沉降降低,地基土成为超固结,从而达到了加固的目的。

结语

静动力排水固结法自产生之后便具有了强大的生命力和广泛的适用性,使其地基处理范围进一步扩大。科学地运用这一方法,可以在较短时间内从根本上改善地基土的物理力学性质。然而,由于软黏土工程性质复杂,加之这项技术应用时间并不长,对其设计及施工仍停留在经验积累阶段。相信随着理论研究的发展和实践经验的积累,静动力排水固结法必将在软土地基处理工程中取得更好的效果。

参考文献

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关键字:软土地基 地基处理 施工方法

Abstract: in the modern architectural design, the soft soil foundation treatment problems have attracted wide attention. Although the soft soil foundation with high water content, but between the hole and the hole slot, leading to poor permeability, low strength, and usually produce uneven settlement and subsidence phenomenon, based on this will be under the action of an external force, we must find out the corresponding strategy, improve the foundation deformation and stability conditions, reduce the soft soil the pore, improve the soft soil density, enabling better together between soil particles. This paper discusses several methods of soft soil foundation treatment.

Keywords: soft soil foundation treatment construction method

中图分类号:TU471.8文献标识码:A 文章编号:

在现代道路设计中,软土地基因其自身特点:含水量高,孔缝隙大,导致渗透性差,强度低,于是在外力的作用下通常会产生不均匀沉降或沉陷等现象,因此,软土地基处理问题已受到各界的广泛关注。

1.1软土地区的概念

软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细颗粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高、透水性差、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、各层之间物理力学性质相差较大等特点。

软土地基上的建筑通常沉降量较大且沉降稳定需要的时间较长,所以处理是否合理,将关系到工程质量、进度。因此,科学、合理、有效地选择合适的地基处理方法对工程建设具有重要的意义。

1.2软土地基处理的意义

在过去的一段时间里,公路经过软土地区时,由于线路等级标准不高,路基宽度窄、立交少、纵坡要求不严,且低路堤多,因此对路基大部分地段处理工程少,仅重视桥头高路堤部位的处理。出现高速公路之后,因要求全立交、桥涵通道多,路堤高度多超过软土填土极限高度。加之软土中含有大量亲水胶体微粒,土体多呈海棉状结构,因其孔与孔的缝隙大、含水量多、透水性差、抗剪强度低、压缩性强在路堤高填土的自重作用下,要经过较长时间才能趋于压密稳定,因此其沉降稳定要花费较长时间。此外软土结构在超负荷交通量的作用下,路基容易产生侧向膨胀挤出滑动,基底沉降现象也会更严重。为了增强压密稳定力度和较短时间达到最终沉降,消除侧向滑动位移,以免路堤向两侧膨胀挤出,确保路基及其外侧建筑物安全,因此必须对软基进行处理。

1.3软土地基处理主要工程特性

软土工程的特性主要有以下几点:

不稳定性。当软土受到扰动时会变成稀释流动状态;

b、高压缩及不均匀沉降。由于软土的压缩系数很大,当垂直压力达到一定值时,软土会发生压缩变形,导致道路沉降量较大及沉降不均匀;

c、低渗漏性。软土渗透系数小,固结所需时间较长;

d、沉降速度快。

软土地基有极大的危害性,如果不处理或处理不当,就会造成地基失稳,使构造物沉降过大或不均匀沉降,对构造物造成不同程度的危害。接下来了解软土地基处理常用的几种方法。

软土地基处理方法

2.1排水固结法

排水固结法是目前我国公路软土地基处理的首选方法之一。排水固结法不仅施工简便,而且经济适用、可行性强。软土地基处理排水固结法,主要是通过在软土地基中设置竖向排水体,使原有地基的边界条件发生改变,孔隙水的排除途径增加,如此一来,在很大程度上缩短了固结时间。一般情况下,为了达到上述目的,常采用袋装砂井和塑料排水板配合砂垫层。

2.2粉体搅拌法

粉体搅拌法(简称粉喷法),是用特制的设备和机具,将加固剂粉体材料(水泥或石灰)通过压缩空气的传送,与地基土强行拌和,使之产生充分的物理、化学反应后,形成一定强度的桩体(简称粉喷桩)。粉体搅拌法是一种改善土质,提高地基强度的软土地基加固方法,可以广泛地适用于淤泥质土,杂填土,软粘土等地基加固。

2.3添加剂法

添加剂法是在软土层处理过程中加入生石灰、水泥等等物料以改良土壤的结构成分。使软土变为可凝固土或者是高强度土,最终加固路基的整体强度。在这个阶段中最主要的掌握好添加剂的成分和与土壤的配比度,不能使土壤过于干燥也不能是土壤里的水分含量太高否则将起不到最初的设想效果。此外对于混合土的搅拌过程和凝结的时间上也应该进行很好的把握。

2.4强夯法

强夯法主要是针对软土地基的强度问题。通过将重锤升到一定高度,使其自由落下,靠冲力夯击地基,如此反复,以提高地基的强度、降低地基压缩性。因此,软土地基处理强夯法更适用于处理碎石土、砂土、粉土、杂填土和素填土等地基,除了能达到提高地基的强度、降低地基压缩性的目的之外,还能有效提高软土地基抗振动液化的能力、消除软土的湿陷性。

这里需要指出的是,强夯法在处理饱和度较高的粘性土时,处理效果并不显著,尤其是对淤泥和淤泥质土地基的处理效果更差。因此,为了取得更好的效果,在采用强夯法时,我们要充分结合软土的物理力学性质,与综合加固方法同时进行,但是这种方法费用较高。

2.5加筋法

加筋法也是处理软土地基常用方法之一。加筋法主要是针对软土地基整体变形问题。通过将抗拉能力很强的土人工合成材料埋置于土层中,利用土颗粒位移与拉筋产生摩擦力,使土与加筋材料形成整体,减少整体变形和增强整体稳定。

2.6碎石桩法

碎石桩法是对软土采取震动钻孔的形式然后在孔内注入碎石块,已形成碎石桩网络分布的形式,从而加固路基的过程。这种方法由于有了震动装置的广泛应用以及机械化的操作已经被推广开来而应用的比较广泛,同时这种操作方法只是置换小部分的软土就能达到坚固路基的作用。在高等级公路的施工中经常被采用。况且它还有一个主要的优点就是较少受地下水位的影响,相较高架桥的方式又节省了不少的资源和劳力。

三、加强和改善软土路基施工技术的措施以及建议

3.1创建自己的理论知识体系作为明确的指导

要加强和改善软土路基施工技术,首先要创建自己的理论知识体系作为明确的指导。这就要求我们根据我国的公路建设基本国情来制定公路软土地基建设的理论框架和知识体系,成为指导软土地基处理技术的有力措施和重要方法。

3.2公路工程施工中现代化设备的购进与研发

改善软土路基施工技术就要求我们提高公路工程施工的专业性和技术性,要求我们必须加强施工中的现代化机器设备的使用。主要途径可以从购买和研发新设备两个方面着手。

3.3严格控制施工质量

施工质量是可以人为控制的工程指标。加强对工程施工的监管是有效的防止因为施工错误或者是疏忽给软基处理技术造成效果下降的现象。因此在施工过程中,要指派专业人员常驻工地监督每道工序的质量,可委托监理单位负责该项工作。

四、结束语

综上所述,软土地基的处理质量直接影响到我国路基的基础承载能力,也是保证道路安全、高效运营的关键,我们必须给予高度重视。在选择软土地基处理方法时,由于方法很多,我国各地区的环境,土质皆有不同,我们一定要结合实际情况,力求用简单经济的施工方法完成任务!

参考文献:

[1]李俊平. 浅析高速公路软土路基的施工处理[J]. 科技资讯. 2010.(03)

[2]石振明;鹿存亮;软土路基沉降有限元分析[A];第八届全国工程地质大会论文集[C];2008年

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三、施工现场常用处理软土路基方法

在施工中经常碰到的情况多数不是软土地基,因为如果有软土地基一般情况在设计时应该根据地质资料,提出处理方法。多数情况是有局部地段地质情况和原来设计不同,出现局部地基承载力达不到设计要求,或者由于局部地段含水量过大(原有排水系统不畅,原有地基土质渗水性不好)造成地基软弹(翻浆,弹簧土地段)。根据出现的这些情况一般常用的方法主要有:

1、换填。这是最常用的方法。这种方法最大有效处理深度3米。采用人工或机械挖除路堤下全部软土,换填强度较高的粘性土或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料。换填的深度要根据承载力确定。

2、抛石填筑。就是在有软土或弹簧土以及有积水的路段填石头,填石的高度以露出要处理的路段原有土层(或积水)高度为宜。在填石的过程中注意一定要用推土机把石块压实,不能出现软弹现象。然后再填筑土方。

3、盲沟。就是在要处理的路段根据要处理的路段的长度,在横向或纵向挖盲沟,盲沟通常用渗水性大孔隙填料或片石砌筑而成。也可以填入不同级配的石块起到排水的功能。注意盲沟的出口要与排水沟连接,以便把路基中的水排出路基。

4、排水砂垫层。排水砂垫层是在路堤底部地面上铺设一层砂层,作用是在软土顶面增加一个排水面,在填土的过程中,荷载逐渐增加,促使软土地基排水固结渗出的水就可以从砂 垫层中排走。为确保砂垫层能通畅排水,要采用渗水性良好的材料。砂垫层一般的厚度为0.6~1.0米。为了保证砂垫层的渗水作用,在砂垫层上应该填一层粘性土封住水不让水返上路基。在路基两侧要修好排水沟,通过砂垫层渗出的水通过排水沟排出路基外,保持路基的稳定。

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关键词:地基处理;软弱地基;处理方法;工程实例

1 前言

地基与建筑物的关系非常密切。地基虽不是建筑物本身的一部分,但它在建筑中占有十分重要的地位。地基问题的处理恰当与否,不仅直接影响建筑物的造价,而且直接影响建筑物的安危,即它关系到整个工程的质量、投资和进度,因此其重要性已愈来愈多地被人们所认识。

2 地基处理的目的

地基处理的目的是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法对地基土进行加固,用以改良地基土的工程特性。

(1)提高地基的抗剪强度

(2)降低地基的压缩性

(3)改善地基的透水特性

(4)改善地基的动力特性

(5)改善特殊土的不良地质特性

地基处理的对象是软弱地基和特殊土地基。

3 地基处理方法  地基处理方法,可以按地基处理原理、地基处理的目的、处理地基的性质、地基处理的时效、动机等不同角度进行分类。

4 某高速公路软土地基处理设计方案

4.1 处理方法

该高速公路是河北省内陆连接港口的重要通道,对河北经济的发展具有重要的意义。全线经详细勘察试验。查明了路线穿越区的特殊土(包括:盐渍土、软土、软弱土)的分布规律t查明了路线穿越区的不良地质(砂土液化)的分布特点和液化等级类型。

通过勘察、土工试验成果、标准贯人试验经综合分析整理井结合静力触探,统计显示路线穿越区的软土,软弱土呈两种类型分布。一类是连续区段分布,另一类是呈透镜体状的不连续区段分布。对于该软土、软弱土,总的指导思想是:首先分析各区段的硬壳层的厚度、地层岩性,软土、软弱土的厚度、特性之后,根据硬壳层,软土,软弱土的地层特点,进行地基沉降、稳定验算;根据验算结果以及《软土地基路堤设计规范》的沉降容许值,对沉降超限区段可依次采取以下处理措施:

(1)、砂垫层+土工格棚(土工格室)+堆载预压(超载预压)的处理方式(主要针对一般控制段)。砂垫层+土工格栅(土工格室)+超载预压主要针对低路基(填方小于2.5米)段。若表层出露即为软土、软弱土则设砂垫层(对于填方2.5米以下低路基段采用土工格室).硬壳层在1.5米以上则不设砂垫层。

(2)、砂垫层+土工格栅+竖向排水体(袋装砂井)+堆载预压的处理方式(主要针对一般控制段)。

(3)、土工格栅+深层水泥土搅拌桩的处理方式(主要针对桩基础两侧及箱形基础下部及两侧沉降主控制段及次控制段)。

(4)、强夯置换法的处理方式(主要针对非饱和状态软弱土段桩基础两侧及箱形基础下部及两侧沉降主控制段及次控制段)。

4.2 设计标准

根据全线软土、软弱土分布区段桥涵构造物基础类型不同,将其划分为以控制工后沉降为目的的3个类型控制区段。

桩基础构造物桥台两侧各3 O米区段作为沉降主控制段

箱型通道及涵洞两侧2 0米区段作为沉降的次控制段

其它作为一般控制段

(1)控制段的工后沉降容许值不大干10cm

(2)次控制段的工后沉降容许值不大于20cm

(3)一般控制段的工后沉降容许值不大于30cm

4.3 软基处治方案   4.3.1 砂垫层的设计标准

对于前述各地质单元模型中砂垫层的设计标准是:砂垫层的材料为中砂及粗砂,含泥量不大干3%,砂垫层的宽度要适当大干路堤底宽,以防止在施工过程中由于施工机械的破坏影响垫层的有效作用(两侧各宽出0.5米左右);砂垫层厚度0.5米,同时,为了增加地基土的抗剪强度,提高路堤的整体稳定性,达到排水及隔离的作用,通常尚需在砂垫层中铺设土工格栅。

4.3.2 袋装砂井的设计标准

根据工作区软土,软弱土分布区段的地层结构特点,配合堆载预压的竖向排水体以采用袋装砂井为宜。袋装砂井按等边三角形布置。袋装砂井的直径为7 cm。砂袋材料采用透水性能良好的土工织物(聚丙烯纺织物)。砂井的井间距为1.2米,砂井的深度一般应穿透软土、软弱土层,有条件时,砂井底部应至透水层为宜。

4.3.3 深层水泥土搅拌桩的设计标准:

桩基础两侧、箱形基础下部及两侧采取深层水泥土搅拌桩的处理方法,搅拌桩按正三角形布置,桩径0.5米,桩间距1.0-1.4米,桩间距由密到疏进行渐变,水泥掺入量为加固土体质量的1 5%;水灰比0.5。桩体2 8天无侧限抗压强度不低于1.5Mpa,90天单桩承载力不小于1 50KN。单位复合地基承载力不小于150Kpa,水泥采用4 2 5号矿渣水泥。对构造物下部处理区段应考虑基础埋深.基础埋深范围内可不再喷浆搅拌。

4.3.4 强夯置换法的设计标准

根据项目区软土、软弱土分布及发育特点。针对这部分土体的特点我们采用强夯置换法进行处理,目的是提高地基承载力减少沉降。强夯置换材料为级配碎石,粒径大于300mm的颗粒含量不超过30%,含泥量要求小于1 0%。为减少投资.填料可用建筑垃圾代替,要求建筑垃圾为级配良好的坚硬粗颗粒材料,粒径大于300ram的颗粒含量不超过3 0%。含泥量要求小于1 0%,对保护环境和地下水资源不受影响。夯锤质量为5~10t,落距采用1 0米,夯锤底面为圆形,直径2米。夯坑为等边三角形布置,间距4米。处理后单位复合地基承载力不小于150Kpa。强夯置换墩的深度由土质条件及上部荷载决定,一般为3米,处理范围至路基坡脚。对每一处理区段强夯施工前须进行试夯.确定夯击能及夯击次数,调整设计参数。对构造物下部处理区段应考虑基础埋深.应先开挖至基础埋置深度再施工强夯置换墩。

4.3.5 土工合成材料的作用机理

在砂垫层中间铺设一层具有一定强度的土工合成材料,增加了地基土的抗剪强度,提高了路堤的稳定性.同时复合体具有一定的刚度。上部荷载得到有效的调整,使差异沉降减少,均匀度好。由于复合体能承受较大拉力,地基受力变小,路堤中心沉降明显减小。由于土工合成材料与砂垫层的整体作用,不仅减少了不均匀沉降,而且还可减少地基的总沉降,适应路堤的快速填筑,而荷载的迅速增加.加快了软土的固结作用.从而使沉降加快。减少后期沉降,形成一种良性循环。

4.3.6 预压

路堤工程;对软土地区的天然地基或竖向排水体地基,利用路堤填土预压并不需要移去土体,预压的实施.主要体现在分级加荷,每级加荷的稳定性依赖于前一级预压后强度的提高。该情况下,软土地基总沉降量并不减小.只是大部分的沉降在施工期完成,可有效减小工后沉降。

排水系统是一种手段,如果没有加压系统,孔隙中的水没有压力差就不会自然排出,地基也就得不到加固。反之,如果只增加固结压力,不缩短土层的排水距离.则不能在预压期尽快地完成设计所要求的沉降量。

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关键词:道路桥梁 地基处理

一、前言

软土对公路的危害,引起我国公路方面各具部门的重视,科研、设计、施工等单位全力以赴,协同作战,经过多年努力,已摸索了不少对策,并取得了可喜的成绩。

(一)科研部门成立了专门机构,组织机关。交通部下属科研院、所有之,为了承担软土科研及试验工程临时组成科研小组也有之。近年来为集设计、科研与施工为一体专门服务于软基,也兼作其它特殊性岩土处治工程而纷纷出现一些新型的岩土公司,在广东、湖南、辽宁、陕西等省均有,这样的联合配套公司,给软基处理带来新的生机。

(二)勘察设计部门利用他们勘察单位的优势,采用多种勘探,测试手段,尤其近年来不仅用单一的钻探方法而且更广泛采用静力触探、十字板剪、旁压等原位测试仪具以及多种土工仪器进行原状土和扰动土的物理、力学、水理试验项目,为设计提供了可靠的地质资料和各种必需的土工试验数据,大大提高设计成果的可靠度。

(三)施工部门由于目前软土部门趋向专业化。公路部门有,航务、铁道、市政、水电……等部门也有。它们拥有专门的施工机械,可使用多种材料进行软基处理施工,并能埋置检测观察仪具体进行监测,从而也保证了施工质量和施工安全。

(四)其他部门在学术活动方面,不少学会或有关情报单位,不时地举行软土地基经验次序或专题研究会,以提高科技人员素质并收到取长补短加快信息传递的多方面的效果。

二、路基处理

(一)处理的一般原则

1.以时间换金钱,早在10年前,日本著名换金钱处理软土路堤的方法。即尽早用堆载预压不作深层处理软基的方法,这种以自然沉降逐渐达到路基稳定,是一种最经济也简单的方法。但我国公路基本建设的程序不能尽早拔款、征地、从容施工,而一旦工程项目付诸实施时,又往往限于工期,一般情况用自然沉降法将难以实现。

2.以金钱赢得时间:即在施工工期紧迫,时间有限的情况下,除非个别低路堤地段高度在临界高度以下,可不作地基处理。桥梁采用基础处,其余软土都需采用不同方法处理,只不过可用多种方案进行优选。

(二)勘察、设计和施工

1.软土地区的地质情况首先要弄清楚,工程地质条件复杂,还应进行工程地质分区,以便按分区不同在区别地予以处理。在勘察设计时如地质工作做的不够深,在施工时一旦发现,可作些补充勘察及勘探工作,对地质情况作进一步了解。

2.设计方案要经济又要合理切合当地实际情况。

3.所用材料数量要够、质量要保证;施工机械数量、规格、性能均要满足要求。

4.施工时要严格遵守施工技术规范和操作规程办事,以保证良好的质量,软土地段特别要注意控制填土速率,避免和产生路堤滑移或发生其它意外事情。

5.监理工作要跟上,观测仪具事先要埋置好,及时进行监理和记录。以保证施工的质量和安全。

如能树立质量第一的思想,严格将上述几项工作做好,应该说软土路基施工,可以达到安全、优质的目的。

(三)处理方案的评价

1.处理软土地基常用的方法在公路方面是排水固结,多用各种不同长度和间距的袋装砂井(直径7~10cm)或塑料排水板(宽10nm,厚4.5~6.0)与砂垫层(厚30~80cm)相结合,虽然这些方法是一般的,但却是有效的经济的。

为了加快固结而且可提高地基承载力,也可用直径30~50cm或更小一些的砂桩或碎石桩,但造价比上述常用方法要增加至少3~5倍。

2.轻质路堤:我国轻质路堤采用的材料一般是粉煤灰,国外也有用大块型硬质泡沫塑料。粉煤路堤有三种类型,即单一的、土和粉煤灰互层的和土砂及粉煤灰等混合的。

轻质路堤的作用是减轻路堤自重,减小或加速软土沉降提高土体抗剪强度,同时它作为填料还有节约投资、减少占地等效益。

3.其他辅助方法:土工布(分有纺和无纺的两种,一般多用编织的,个别的也有两种类型组合的,可以达到优点互补)还有一材料是塑料加劲格栅,实际上类似“柴排压枝”的作用,这些材料可提高地基整体性,减少地基不均匀的沉降,对防止滑移尽快施工也有好处。

此处还有浅层拌合和换填优质材料及抛石排淤等处理浅层软土。有的为深层还设有反压护道。

三、桥涵通道处的处理

在软土地区的桥梁,由于基础埋置较深,已穿过软土层,故一般无大沉降。而在桥头与路堤接合处由于沉降差异较大,往往出现台阶在车辆通道处多出现纵坡突变,在车速过快时出现车辆“切线抛出”感觉很不舒适,人、车安全受到影响。

在此接合处处理的方法一般有:

1.涵洞、通道处与路堤一样同时填筑施工,后期再开槽做基础;在桥台处最好前后都填土,或在桥台后背填以渗水性好的砂砾材料。

2.在这些人工构造物处采用超载预压,桥头两侧引道80~100m范围也宜如此,以加速固结,减小通车后过大的沉降。

3.路堤如过高,下部软土层厚、沉降量过大,沉降期过长、如处理地基费用过高,且效果不一定好时就不如改用桥梁跨过,京津塘高速公路软土地区,路堤如超过6.0m,就用桥跨通过。广深高速公路也将不少高路堤设计路段,改用了高架桥方案。

4.桥台处路堤处理:为了加快地基固结,提高地基承载力,减轻路堤与桥台间沉降差,在桥台处的一定距离内采用砂桩,粉喷桩、旋喷桩等加固地基。

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Abstract: with the development of science and technology and the continuous improvement of people's living standard, people on the quality of the housing construction project requirements are constantly strengthening, and soft soil foundation treatment is construction engineering encountered in the construction of the difficulties, and also one of design and construction unit to focus on a link. If not strictly according to the regulation and the operating rules construction or construction method for the poor, can make the engineering quality have been affected, in this paper, the housing project of the soft soil foundation features are analyzed, and put forward the corresponding some soft soil foundation treatment measures to try to reduce and eliminate weak foundation building the adverse effect of the design.

Keywords: housing construction, soft soil foundation, the treatment method

中图分类号:TU47 文献标识码:A文章编号

我国建筑越来越多,规模越来越大,不少房屋建筑对地基工程的沉降程度和强度标准有了更高、更严的要求,尤其是软土地基,软土地基处理是建筑工程施工中遇到的难点之一,也是勘察设计及施工单位重点解决的一个环节, 如果不按照严格的施工要求进行操作,或者施工工艺失误,就会使房屋建筑工程质量受到严重影响,还有可能影响到住户的生命安全。因此,合理有效的处理软土地基己成为工程建设中的一个关键问题,要引起我们的高度重视。

一、软土地基的含义及特点

(1)软土的定义一般而言,软土主要指承载力低、压缩性高、天然含水量大的一种软塑到流塑状态的饱和粘土,软土通常分布在内陆、沿海、平原以及山区的湖泊周边等地区。不同地域软土的成因、结构和形态虽然各不相同,但都具有基本相同的物理力学特征。

(2)软土地基的特点软土地基指以软土为主,与粉砂、泥炭等一些其他土层交错沉积组成的地基。软土地基的主要特点是孔隙比大、压缩系数高、低透水性、承载力低、强度低,并具有蠕变性、不均匀性、沉降速度快、触变性、具有成层性等特殊的工程地质性质。

首先,从软土地基的特性来看,它对建筑物的修建是十分不利的。软土地基的强度低,承载力特征值的经验值fak一般为50kPa~80kPa,无法承受大规模建筑物的荷载,否则就可能出现地基的局部破坏甚至整体滑动的危险。

另外,软土地基的强度增长比较慢,加上长期处在软弱阶段,进一步景象其加固效果。同时,软土地基的灵敏度高,在地基施工过程中产生的振动、挤压和搅拌,都有可能引起地基的破损,降低软土的强度。

二、软土地基的危害及处理原则

结合工程实践和软土地基的性质可得,软土地基破坏形式主要表现在:(1)地基承载力不足及稳定性破坏,当软土地基的强度小于上部结构的自重及外荷载时,地基就会产生局部或整体剪切破坏。(2)在动荷载作用下容易产生砂土液化或震陷变形,砂土液化时饱和松砂的孔隙水压力增大,有效应力下降,当有效应力为零时,砂土就像液体一样,完全丧失承载能力。(3)软土地基渗漏量过大,流砂和管涌是基坑和人工挖孔桩成孔施工过程中经常会出现的问题。(4)地基不均匀沉降破坏,软土地基在荷载作用下产生过大的变形,导致不均匀沉降,引起建筑设计物发生破坏。

因此,对于在软土地基上开展的施工我们一般采用如下原则确保工程质量,首先,对于新建工程,原则上首先应考虑利用天然地基,对于淤泥和淤泥质土利用其上覆较好土层作为地基持力层,当上覆土层较薄,应注意避免施工时对淤泥和淤泥质土的扰动;对于冲填、杂填建筑垃圾和性能稳定的工业废科,当均匀性和密实度较好时,均可利用作为地基。若地基软弱不能满足要求,则需进行处理,根据工程情况及地基土质条件或组成的不同,消除或减少土的沉陷性或胀缩性引起的地基变形,避免建筑物玻坏或影响其正常使用。

三、住宅房屋施工软土地基的处理措施

针对软土地基首先要弄清楚软土地区的地质情况,如工程地质条件复杂。对设计方案进行充分论证,使之经济、合理,且结合当地实际情况,不能为了提高工后沉降控制指标而使投资过分增大。

换土垫层法

换土垫层法是用强度较高、压缩性较小的材料,如碎石、素土、灰土、高炉干渣、粉煤灰等材料置换地基中的软弱或特殊土层,分层压实后作为基底垫层、从而达到处理目的,它常用于处理软弱地基,也可用于处理湿陷黄土地基和膨胀土地基。从经济合理考虑、换土垫层法一般适用于处理浅层地基(深度通常不超过3m)。

(2)挤压密实法

挤密密实法是借助于机械、夯锤或爆破产生的夯压或振冲使土的孔隙比减小,或在地基内打砂桩、碎石桩、土桩或灰土桩,挤密桩间土体而达到处理目的的。其中主要有重锤夯实法、强夯法、振冲法以及砂石桩、土桩或灰土桩挤密法等,可用于处理无粘件土、杂填土、非饱和粘性土及湿陷性黄土等地基。对软土厚度大于3m且分布面积广的中厚软土的加固处理,可以采用爆破、夯击、挤压和振动等手段来减小地基土体孔隙比,提高地基承载力。

(3)加筋法

在填土、高填土及砂土等软弱土地基处理中,可以采用加筋法。采用强度较高、变形较小、老化慢的土工合成材料,如土工积物、塑料格栅等,其受力时伸长率个大于4%一5%,抗腐蚀耐久性好,埋设在土层中。软土地基通过加筋,形成类似钢筋混凝土结构,使得本只能承受压应力的软土能够承受抗拉力而不断裂,提高其刚度和改善地基土的应力状态和变形性质。

(4)排水固结加固技术

处理各类淤泥、淤泥质粘土及冲填土等饱和粘性土地基,排水固结法是常用的手段,排水固结法的基本原理是软土地基在附加荷载的作用下,逐渐排出孔隙水,使孔隙比减小,产生固结变形。在这个过程中,随着土体超静孔隙水压力的逐渐消散,土的有效应力增加,地基抗剪强度相应增加,并使沉降提前完成或提高沉降速率。

(5)深层水泥搅拌桩技术

深层水泥搅拌桩以水泥来充当固化剂的主剂,利用深层搅拌机械把软土与固化剂在地基深部进行强制拌和,从而提高房屋建筑工程的软土地基强度,使软土硬结。在房屋建筑工程的施工过程中,采用深层水泥搅拌桩对软土地基进行处理,首先要进行试桩,这样能够找到最佳的搅拌次数,同时还能确定出泵送时间、搅拌机的提升速度、泵送压力、水泥浆的配合比、复搅深度以及下钻速度等参数。试桩在每个标段中必须要超过5根,而且在试桩成功之后水泥搅拌桩才可以正式施工。深层水泥搅拌桩在处理淤泥质土、淤泥、粉土和泥炭土效果明显,是一种软土地基处理的有效方法。

总结当前,房屋建筑工程的软土地基处理措施已经日趋成熟,但是还存在着许多问题。同时呢软土地基处理也是一个非常复杂的课题,要想使房屋建筑工程的质量得到有效保障,就要求我们要在大量的工作实践中积极探索,不断总结施工经验,从而实现快速、经济、安全地新建房屋建筑设计的目的。参考文献:

(1)朱建军.浅谈软土地基处理常用方法.山西建筑.2008年9月

(2)张立恩。软土地基处理技术在房屋建筑工程中的应用[J]。科技创新导报,2010,(6).

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关键词:软土地基;换填;复合地基

1 换填法

1.1 置换填土

路堤填筑高度较小时,一般采用置换填土法进行软土地基的处理。若软土层的厚度超过3m,通常只挖除一部分软土后,换填强度和稳定性均较好的材料。换填时首先将泥炭、软土全部或部分挖除,并采用渗水性、稳定性好的材料(必要时添加适量水泥或石灰)进行分层填筑。

1.2 抛石挤淤法

长年积水的低洼地段,当排水困难时,淤泥一般呈流动状态,厚度为3~4m,表层无明显硬壳,石料容易采集的地段,并可将石块沉到淤泥底部的条件下可采用抛石挤淤方法。挤淤施工用料采用不易风化的、稳定性好的石料,石块大小由泥炭的稠度来确定。对于易流动的泥炭或淤泥,石块中80%以上宜超过30cm粒径,含泥量减少到最低。

1.3 土工织物加固地基

以土工织物作为补强材料加固地基,利用其加筋、补强、应力扩散及排水等综合作用来提高地基承载力并调整地基变形,常与沙垫层同时使用。在软基上隔垫土工织物可使荷载均匀分布;在高填路堤,可适当分层垫隔。

2 排水固结法

2.1 袋装沙井

袋装沙井是将质量符合要求的沙先装入透水性好的编织袋内,然后采用沉入或打入设备将装好的沙袋沉入软土地基内。袋装沙井既有大直径沙井的作用,又可以保证沙井的连续性,避免缩径现象。此外,由于袋装沙井的孔径较小、沙材料消耗少、工程费用低,施工速度明显加快,是软弱地基施工最好的方法。

当泥沼或软土层厚度大于5m,且路堤填筑高度的土体自重远超过天然地基承载力或地基土体水平位移较大时,袋装沙井具有明显的优势,是软土地基最合适的处理方法。

2.2 沙井

首先在软土地基上钻成孔眼,灌上粗、中沙,利用粗、中沙的荷载作用加速软土中水的排出,此法为沙井处理法。固结占很大比例的土和高塑性黏性土则不宜采用,其余软土均适合采用沙井法。

2.3 沙垫层

在软土层顶面铺设排水沙层,以增加排水面,使软土地基在填土荷载作用下加速排水固结,提高其强度,满足稳定性的要求。排水沙层对于基底应力的分布和沉降量的大小无显著的影响,但可加速沉降的发展,缩短固结过程。

当在沙垫层上填筑路基时,路堤填筑速度应合理安排,使加荷的速率与地基承载力增加(排水固结)的速率相适应,以保证地基在路堤填筑过程中不发生破坏。通常可以利用埋设在路堤中线的地面沉降板以及布置在路堤坡脚处的位移边桩进行施工观测,随时掌握地基在路堤填筑过程中的变形情况和发展趋势,借以判断地基是否稳定。

2.4 塑料排水板

塑料排水板是在纸板排水的基础上发展而来的,它的特点是:单孔过水断面大,排水畅通,质量轻,强度高,耐久性好。一般在泥炭饱和淤泥地段或土基松软、地下水位较高的情况下采用此方法。

3 轻型填方施工法

软土地段路堤的沉降和稳定性取决于路堤填料的重量,利用轻质填料可以增加路堤的稳定性和减少路堤的沉降量。轻型填方施工法是利用大型泡沫苯乙烯块(eps)修筑轻型填方路堤。eps块由于质量轻,运输方便快捷,非常容易施工。

填方或桥台、背的填料使用轻型材料最为合适,可以明显减少地基变形和下沉,防止出现与构筑物连接处的错台,还可减少对周围地基的横向影响。

为了减少路堤变形,增加路堤的整体稳定性,防止油类渗入破坏eps的稳定性,作为路床的一部分,可在eps上直接现浇钢筋混凝土板做保护层,然后在其上完成路面结构层施工。由于eps的抗压强度较低,施工使用传统的轧实设备时必须谨慎作业,以防损伤该轻型材料。

4 复合地基处理法

4.1 深层搅拌法

深层搅拌法是通过特制机械,沿深度将固化剂与地基土强制就地搅拌形成水泥土桩加固地基的方法。

深层搅拌法形成的复合地基具有以下特点:

(1)桩体越长,间距越小,处理效果越好。

(2)搅拌法处理过的软基固结缓慢,软土的固结度小。

(3)大部分应力集中于桩体,部分应力通过桩体传递到复合地基下面的土中,增加了复合地基以下土层的沉降,因此,粉喷法一定要穿透软土层,否则使软基沉降量增加,固结速率减慢,起不到加固软基的效果。

(4)复合路基的侧向变形小,填土后两个月内侧向位移趋于稳定。

该施工法不仅可以提高构筑物的稳定性和减少沉降,还可用于特殊地基条

件和有各种制约条件的软土地基。

4.2 碎石桩法

碎石桩法是利用一个产生水平方向振动的管状设备,以高压水流边振边冲在软弱黏性地基中成孔,在孔内分批填入碎石(或矿渣等松散粗颗粒材料)加以振密制桩,形成的竖向增强体与周围黏性土形成复合地基。此方法与排水固结法相比,加固期短,可以采用快速连续加载方法施工路堤,对缩短工期十分有利。在软弱土层较深、工期要求紧时,采用碎石桩处理软基为好。

(1)选料要求:选用未风化的干净碎石、砾石、碎砖、矿渣等,级配粒径≤5cm,以免振冲器磨耗过大或卡孔。

(2)碎石桩的工艺流程:整平原地面、机具定位、桩管沉入、加料压密、拔管、机具移位。

桩的施工次序一般是一边推向另一边或由里向外进行,方便挤走部分软土。对抗剪强度低的黏性土地基,为减少对原状土的扰动,施工最好采用间隔跳打的方式。

5 反压护道法

反压护道法是在路堤两侧,用透水性、稳定性均较好的沙性材料,填筑一定宽度、高度的护道,以平衡使路堤下的淤泥或泥炭向两侧隆起的张力,从而保证路基的整体稳定性。

采用反压护道加固地基,只需常用的机具设备,施工简单,但占地多,用土量大,后期沉降变形量大,养护任务重。

反压护道法一般适用于路堤高度不超过其极限高度的两倍,非耕作区和取土方便、运距较近的地区。

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[关键词]软土地基;换填;复合地基

1 换填法

1.1 置换填土

路堤填筑高度较小时,一般采用置换填土法进行软土地基的处理。若软土层的厚度超过3m,通常只挖除一部分软土后,换填强度和稳定性均较好的材料。换填时首先将泥炭、软土全部或部分挖除,并采用渗水性、稳定性好的材料(必要时添加适量水泥或石灰)进行分层填筑。

1.2 抛石挤淤法

长年积水的低洼地段,当排水困难时,淤泥一般呈流动状态,厚度为3~4m,表层无明显硬壳,石料容易采集的地段,并可将石块沉到淤泥底部的条件下可采用抛石挤淤方法。挤淤施工用料采用不易风化的、稳定性好的石料,石块大小由泥炭的稠度来确定。对于易流动的泥炭或淤泥,石块中80%以上宜超过30cm粒径,含泥量减少到最低。

1.3 土工织物加固地基

以土工织物作为补强材料加固地基,利用其加筋、补强、应力扩散及排水等综合作用来提高地基承载力并调整地基变形,常与沙垫层同时使用。在软基上隔垫土工织物可使荷载均匀分布;在高填路堤,可适当分层垫隔。

2 排水固结法

2.1 袋装沙井

袋装沙井是将质量符合要求的沙先装入透水性好的编织袋内,然后采用沉入或打入设备将装好的沙袋沉入软土地基内。袋装沙井既有大直径沙井的作用,又可以保证沙井的连续性,避免缩径现象。此外,由于袋装沙井的孔径较小、沙材料消耗少、工程费用低,施工速度明显加快,是软弱地基施工最好的方法。

当泥沼或软土层厚度大于5m,且路堤填筑高度的土体自重远超过天然地基承载力或地基土体水平位移较大时,袋装沙井具有明显的优势,是软土地基最合适的处理方法。

2.2 沙井

首先在软土地基上钻成孔眼,灌上粗、中沙,利用粗、中沙的荷载作用加速软土中水的排出,此法为沙井处理法。固结占很大比例的土和高塑性黏性土则不宜采用,其余软土均适合采用沙井法。

2.3 沙垫层

在软土层顶面铺设排水沙层,以增加排水面,使软土地基在填土荷载作用下加速排水固结,提高其强度,满足稳定性的要求。排水沙层对于基底应力的分布和沉降量的大小无显著的影响,但可加速沉降的发展,缩短固结过程。

当在沙垫层上填筑路基时,路堤填筑速度应合理安排,使加荷的速率与地基承载力增加(排水固结)的速率相适应,以保证地基在路堤填筑过程中不发生破坏。通常可以利用埋设在路堤中线的地面沉降板以及布置在路堤坡脚处的位移边桩进行施工观测,随时掌握地基在路堤填筑过程中的变形情况和发展趋势,借以判断地基是否稳定。

2.4 塑料排水板

塑料排水板是在纸板排水的基础上发展而来的,它的特点是:单孔过水断面大,排水畅通,质量轻,强度高,耐久性好。一般在泥炭饱和淤泥地段或土基松软、地下水位较高的情况下采用此方法。

3 轻型填方施工法

软土地段路堤的沉降和稳定性取决于路堤填料的重量,利用轻质填料可以增加路堤的稳定性和减少路堤的沉降量。轻型填方施工法是利用大型泡沫苯乙烯块(EPS)修筑轻型填方路堤。EPS块由于质量轻,运输方便快捷,非常容易施工。

填方或桥台、背的填料使用轻型材料最为合适,可以明显减少地基变形和下沉,防止出现与构筑物连接处的错台,还可减少对周围地基的横向影响。

为了减少路堤变形,增加路堤的整体稳定性,防止油类渗入破坏EPS的稳定性,作为路床的一部分,可在EPS上直接现浇钢筋混凝土板做保护层,然后在其上完成路面结构层施工。由于EPS的抗压强度较低,施工使用传统的轧实设备时必须谨慎作业,以防损伤该轻型材料。

4 复合地基处理法

4.1 深层搅拌法

深层搅拌法是通过特制机械,沿深度将固化剂与地基土强制就地搅拌形成水泥土桩加固地基的方法。

深层搅拌法形成的复合地基具有以下特点:

(1)桩体越长,间距越小,处理效果越好。

(2)搅拌法处理过的软基固结缓慢,软土的固结度小。

(3)大部分应力集中于桩体,部分应力通过桩体传递到复合地基下面的土中,增加了复合地基以下土层的沉降,因此,粉喷法一定要穿透软土层,否则使软基沉降量增加,固结速率减慢,起不到加固软基的效果。

(4)复合路基的侧向变形小,填土后两个月内侧向位移趋于稳定。

该施工法不仅可以提高构筑物的稳定性和减少沉降,还可用于特殊地基条件和有各种制约条件的软土地基。

4.2 碎石桩法

碎石桩法是利用一个产生水平方向振动的管状设备,以高压水流边振边冲在软弱黏性地基中成孔,在孔内分批填入碎石(或矿渣等松散粗颗粒材料)加以振密制桩,形成的竖向增强体与周围黏性土形成复合地基。此方法与排水固结法相比,加固期短,可以采用快速连续加载方法施工路堤,对缩短工期十分有利。在软弱土层较深、工期要求紧时,采用碎石桩处理软基为好。

(1)选料要求:选用未风化的干净碎石、砾石、碎砖、矿渣等,级配粒径≤5cm,以免振冲器磨耗过大或卡孔。

(2)碎石桩的工艺流程:整平原地面、机具定位、桩管沉入、加料压密、拔管、机具移位。

桩的施工次序一般是一边推向另一边或由里向外进行,方便挤走部分软土。对抗剪强度低的黏性土地基,为减少对原状土的扰动,施工最好采用间隔跳打的方式。

5 反压护道法

反压护道法是在路堤两侧,用透水性、稳定性均较好的沙性材料,填筑一定宽度、高度的护道,以平衡使路堤下的淤泥或泥炭向两侧隆起的张力,从而保证路基的整体稳定性。

采用反压护道加固地基,只需常用的机具设备,施工简单,但占地多,用土量大,后期沉降变形量大,养护任务重。

反压护道法一般适用于路堤高度不超过其极限高度的两倍,非耕作区和取土方便、运距较近的地区。

6 结 论

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【关键词】公路;软土地基;处理方法

1 软基处理的几种方法

1.1 表层处理法 ①表层排水法。对土质较好因含水量过大而导致的软土地基,在填土之前,地表面开挖沟槽,排除地表水,同时降低地基表层部分的含水率,以保障施工机械通行。为了发挥开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果,应回填透水性好的砂砾或碎石。②砂垫层法。对于地基上部软土层极薄且含水量大时,在软土地基上敷垫0.5~1.2m左右厚的砂垫层。这样可达到固结软土层,使砂垫层起到上部排水层作用;同时,砂垫层又成为填土内的地下排水层,以降低填土内的水位;在进行填土及地基处理施工时,为施工机械提供良好的通行条件。③敷垫材料法。对于地基土层不均匀,可能发生局部不均匀沉降和侧向变位,可利用所敷垫材料的抗剪和拉抗力,来增强施工机械的通行,均匀地支承填土荷载、减少地基局部沉降和侧向变位,以提高地基的支承能力。敷垫材料主要有化纤无纺布、土工布、玻璃纤维格栅等被广为采用。④添加剂法。对于表层为粘性土时,在表层粘性土内渗入添加剂,改善地基的压缩性能和强度特性,以保施工机械的行驶。同时也可达到提高填土稳定及固结的效果。添加材料通常使用的是生石灰,熟石灰和水泥。石灰类添加材料通过现场拌和或厂拌,除了降低土壤含水量、产生团粒效果外,对被固结的土随着时间的推移会发生化学性固结,使粘土成分发生质的变化,从而促进土体稳定。

1.2 置换法 本法是以优质土置换软弱土,确保填土稳定和减少沉降量。施工方法分有人工挖掘置换和借填土自重或用爆炸法将软弱土挤出的强制置换。其施工都比较容易,多数情况下能在短时间内达到所要求的目的。从可靠性来说人工挖掘置换较优。置换材料应采用即使受到水浸也不致降低承载力的粗粒土。但必须进行充分压实。

1.3 加载法 加载法是为了预先促进软土地基沉降,增加地基强度,以防止设置在填土上或邻接填土的路面和构造物或者埋入填土内的构造物发生有害沉降而导致破坏。促进地基固结沉降的方法有:在地基上增加总压办法;减少土中的间隙水压提高有效应力法等。前者用填土荷载时,一般为填土加载法,后者又可分通过井点,竖井等的降低地下水法和在地表面铺砂,覆盖不透水膜使之形成真空,依靠大气压力加载来促进固结的大气压加载法。采用填土加载法时,须注意地基的稳定状态。而降低地下水法和大气压加载法则不必担心地基遭到破坏,但受到地基适应性的限制且工程费用大,一般不采用。上述方法,都很少单独采用。

1.4 砂井排水法 砂井排水法根据砂井的施工方法不同,可分为打入式、振动式、螺旋钻式、水射式及袋装式等。

本法很少单独使用,多与加载法或缓速填土法并用,对层厚大,均质的粘土地质最为有效;对泥炭质地基效果稍差。粘性土层固结所需时间t与垂直方向最大排水距离D的平方成正比。很清楚,粘土层越厚,所需固结时间就越长。

2 施工现场常用处理软土路基方法

在施工中经常碰到的情况多数不是软土地基,因为如果有软土地基一般情况在设计时应该根据地质资料,提出处理方法。多数情况是有局部地段地质情况和原来设计不同,出现局部地基承载力达不到设计要求,或者由于局部地段含水量过大(原有排水系统不畅,原有地基土质渗水性不好)造成地基软弹(翻浆,弹簧土地段)。根据出现的这些情况一般常用的方法主要有:①换填。②抛石填筑。③盲沟。④排水砂垫层。⑤石灰浅坑法。

3 实际施工中软土地基的处理

3.1 挖除换填碎片石方法 对于深度不太大的软基工程,在路堤范围内,将需要处理的软土挖除,动力触探合格后,用碎片石换填,可采用分段挖除,分段分层回填的方法。用于换填的石料强度应不小于15MPa,分层厚度不宜大于30cm,石料最大粒径不应大于层厚的2/3。依据规范,分层回填的碎片石应碾压合格,表面石块嵌挤紧密无松动,用镐刨不动,一般采用激震力320kN以上的压路机强震碾压无轮迹。