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软土地基范文1
关键词:软土地基、防治
正文:
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、抗剪强度低的细粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。
土路基的强度和稳定性直接影响到基层和面层及道路的使用寿命。假若基层位于软土路基上,在重型荷载的反复作用下,路基土有可能挤入底基层,降低了路基的强度,从而导致路面的破坏。这里土基含水量过高是关键的破坏因素,含水量过高、车辆荷载的反复作用,就容易形成翻浆直到对路面的破坏。如果软土路基的面积不大,且距离路床的即使压实度合格,但是弯沉是难以达标的。
在软土地基上修筑路堤,特别是桥头引道,如不采取有效的加固措施,就会产生不同程度的坍滑或沉陷,导致公路破坏或不能正常使用即所说的桥头跳车。一般地,除要确保新填筑路基的密实度以减少沉降外,包括原地面的地基总沉降必须达到基本稳定,沉降量大致达到总沉降量的80%以上时,才容许铺路面。软土地基沉降严重时,不仅增加填方数量,而且沉降或水平位移对临近填土的桥台、挡土墙、涵洞,甚至对附近的住宅、农田以及路线的技术标准都会产生很大的影响。
为此结合各种不同状况的软土路基,经过长时间的实践分析并综合国内外各项软基处理的先进案例,将比较典型的软基处理方法总结如下:
1 换填垫层法
当软弱土层厚度不很大时,可将路基面以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除,然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料(通常是渗水性好的中粗砂)称为换填或垫层法。此法处理的经济实用高度为2~3m,如果软弱土层厚度过大,则采用换填法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。通过换填具有较高抗剪强度的地基土,从而达到增强地基承载力的目的,满足构筑物对地基的要求。主要加固方法有换填、抛石挤淤、垫层、强夯挤淤几种。垫层法根据材料的不同可分为砂(砾石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层。
2 深层密实法
采用爆破、夯击、挤压和振动及加入抗剪强度高的材料等方法,对地基深层的软弱土体进行振密和挤密的地基加固方法称为深层密实法。适用于软土厚度>3m的中厚软土的加固,分布面积广的软基加固处理,其加固深度可达到30m。通过振动、挤压使地基中土体密实、固结,并利用加入的具有高抗剪强度的桩体材料置换部分软弱土体中的三相(气相、液相与固相)部分,形成复合地基,达到提高抗剪强度的目的。主要加固方法:强夯法、土(或灰土、粉煤灰加石灰)桩法、砂桩法、爆破法、碎石桩法(振冲置换法)、石灰桩法、水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩法)、粉喷桩法、旋喷桩法。代表方法有碎石桩法、强夯法、水泥粉煤灰碎石桩法、粉喷桩法。
3排水固结法
在软土地基上加压并配合内部排水,加速软土地基的排水,加快软土固结的处理方法称为排水固结法。适用于处理各类淤泥、淤泥质粘土及冲填等饱和粘性土地基。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扩散,土的有效应力增加,并使沉降提前完成或提高沉降速度。主要加固方法:堆载预压法、砂井法、袋装砂井、真空预压法、电渗排水法、降低地下水位法、塑料排水板法。
4.化学加固法
通过在软土地基中加入水泥或其它化学材料,进行软土地基处理的方法称为化学加固法。适用于处理砂土、粉土、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土,也可以在处理裂隙岩体及已有构筑物地基加强中。水泥或其它化学材料注入土体后,与土体发生化学反应,吸收和挤出土中部分水与空气形成具有较高承载力的复合地基。主要加固方法:硅化法、粉喷桩、旋喷桩、注浆、水泥土搅拌法。
5. 加固路基法
通过在路基中埋入高强度、大韧性的土工聚合物、拉筋、受力杆件或柴(木)梢排等方法加强路基的自身强度,增加抵抗地基变形沉降的能力。适用于软弱岩体、土体中的路堤与路堑。主要加固方法:加筋土路基、土工聚合物、土钉墙、土层锚杆、土钉、树根桩法、柴(木)梢排法。
6. 其它加固方法
除了上述软土路基处理方法外,比较常用的还有桩基、沉井、侧向约束法、反压护道法。桩基与沉井常用于在软土地基中建设重要构筑物(桥梁、大型涵洞等)的基础中,根据软弱土层的厚度其下承层土质情况,桩基设计可分为柱桩与摩擦桩两种。常用的桩基有钻孔桩、挖孔桩、管桩、木桩。
软土地基范文2
关键字:软土;地基处理;技术方法
Abstract: the soft soil foundation treatment is a large project construction need to solve problems and deal with one of our country in recent years, with increasing the scale of investment in infrastructure and urbanization process speed limits, all kinds of buildings and infrastructure construction process, will meet of the soft soil foundation processing technology, at present, soft soil foundation treatment of new methods, new techniques, new technology many, but to the applied range of this method and the objects have no very clear requirements and definition, once the choice of technology produces deviation, the result will directly affect the safety of the building will be infrastructure for steady running, therefore, the soft soil foundation treatment technology analysis is very necessary.
Key words: soft soil; Foundation treatment; Technology and methods
中图分类号:TU447文献标识码:A 文章编号:
1 引言
软土地基处理是大型工程建设中需要解决和处理的难题之一,随着我国近年基础设施投资规模的加大和城市化进程的提速,各种建筑和基础设施建设过程中,都会遇到软土地基的处理技术,目前,软土地基处理的新方法、新工艺、新技术很多,但对方法的适用范围和对象没有很明确的要求和定义,一旦技术的选择产生偏差,其结果会直接影响建筑物会基础设施的安全稳定和持续运行,因此,对软土地基处理技术进行总结分析是很有必要的。
2 软土的定义和基本特点
软土泛指淤泥及淤泥质土,是第四纪后期于沿海地区的滨海相、泻湖相、三角洲相和溺谷相,内陆平原或山区的湖相和冲击洪积沼泽相等静水或非常缓慢的流水环境中沉积,并经生物化学作用形成的饱和软粘性土,其主要组成成分是粘粒和粉粒等细小颗粒。软土含水量一般在50%~70%之间,饱和度≥95%,天然空隙在1~2之间,具有很到的含水量和空隙性;在渗透性方面,软土的渗透系数在i×10-4~i×10-8cm/s之间,渗透系数较小,且水平方向较垂直方向更甚,因此,在地基处理时需要很长的固结时间,随着荷载的加大,常伴随着较大的孔隙水压力;在压缩性方面,软土的压缩系数在0.7~1.5MPa-1之间,伴随着荷载的增加,会经历很长时间的不均匀且较大的变形;在抗剪强度方面;软土的抗剪强度小且与加荷速度及排水固结条件密切相关,不排水三轴快剪所得抗剪强度值很小,且与其侧压力大小无关。排水条件下的抗剪强度随固结程度的增加而增大;同时,软土还具有较显著的触变性和蠕变形。
3软土地基的处理方法研究
3.1软土地基目的
在软土区域进行施工和建设,工程的质量和稳定性会受到一定的考验。软土地基在没有很好的措施和技术处理的情况下,会造成地基的抗剪强度不足以支承上部结构的自重及外荷载,使得地基出现局部或整体剪切破坏,同时,地基在上部结构的自重及外荷载作用下,会造成不确定和不均匀的沉降变形,影响地基上部结构的稳定性和正常使用,当沉降超出允许范围时,会造成上部结构的开裂和整体破坏,造成重大损失,形成安全隐患,因此软土地基处理目的是利用换填、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,提高地基的抗剪强度,降低地基的压缩性,改善地基的透水特和动力特性,改善特殊土的不良地质特性,使得地基能够稳定,变形能够控制在合理的范围内,保证软土地基上部建筑结构的安全和稳定运行。
3.2 软土地基处理方案研究
目前,工程施工中软土地基处理的方法很多,常用的方法有反压法、换土垫层法、振密挤密法、强夯挤淤法、粉体搅拌法、土工合成材料加筋加固法、振动水冲法、预压砂井法、抛石挤淤法、堤身自重挤淤法等
(一)反压法。该方法较为传统,也较为常用。主要用于对变形要求不高的堤防等水利工程和道路工程中,主要是通过在结构的一侧或两侧修筑反压平台,以防止地基基土被上部结构自重压力挤出,保证结构的稳定。基本原理是以反压土体重量改变地基的应力状态和变形条件,它可以压制地基因加荷的不均匀而出现的塑性挤出和地面隆起的趋势,还能使软土地基得到部分固结,从而提高了反压平台下面地基的强度,特别是对排水条件比较好的薄层软土,效果尤为显著。
(二)换土垫层法。其基本原理是挖除浅层软弱土或不良土,分层碾压或夯实土,按回填的材料可分为砂(或砂石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层等。干渣分为分级干渣、混合干渣和原状干渣;粉煤灰分为湿排灰和调湿灰。换土垫层法可提高持力层的承载力,减少沉降量;常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。该法常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程,一般适用于处理浅层软弱土层(淤泥质土、松散素填土、杂填土、浜填土以及已完成自重固结的冲填土等)与低洼区域的填筑。一般处理深度为2m~3m。适用于处理浅层非饱和软弱土层、素填土和杂填土等。
(三)粉体搅拌法。该方法主要是采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,形成一定强度的粉喷桩。这是一种改善土质,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。该方法的主要特点是原理科学、费用低廉、加固成本低。施工不需要水源,不需要排污,场地干净;桩体强度高,与深层搅拌法相比较,在条件相同的情况下,粉喷桩施工效果较好,因为深层搅拌法是湿法施工,而粉喷桩是干法施工,是从地基土中吸取一定的水量,从而提高了地基的加固效果;无侧向挤土问题。
(四)自重挤淤法。该方法就是把一定量和粒径的块石抛在需要进行处理的淤泥或淤泥质土地基中,将原基础处的淤泥或淤泥质土挤走,从而达到加固地基的目的。通常将不易风化的石料(尺寸一般不宜小于30cm)抛填于被处理堤基中,抛填方向根据软土下卧地层横坡而定。最后在上面铺设反滤层。这种方法施工技术简单、投资较省,常用于处理流塑态的淤泥或淤泥质土地基。
(五)旋喷法。该方法主要是利用旋喷机具造成旋喷桩以提高地基的承载能力,也可以作联锁桩施工或定向喷射成连续墙用于地基防渗。旋喷桩是将带有特殊喷嘴的注浆管置于土层预定深度后提升,喷嘴同时以一定速度旋转,高压喷射水泥固化浆液与土体混合并凝固硬化而成桩。所成桩与被加固土体相比,强度大、压缩性小。适用于冲填土、软黏土和粉细砂地基的加固。对有机质成分较高的地基土加固效果较差,宜慎重对待。而对于塘泥土、泥炭土等有机成分极高的土层应禁用。
(六)强夯法。强夯法是将80KN的夯锤起吊到6~30m的高度,让锤自由落下,对土进行夯实。经夯实后的土体孔隙压缩,同时,夯点周围产生的裂隙为孔隙水的出逸提供了方便的通道,有利于土的固结,从而提高了土的承载能力,而且夯后地基由建筑物荷载所引起的压缩变形也将大为减小。
(七)预压砂井法。预压法是在排水系统和加压系统的相互配合作用下,使地基土中的孔隙水排出,有效应力增加达到硬化固结的目的。其基本做法如下:先将加固范围内的植被和表土清除,上铺砂垫层;然后垂直下插塑料排水板,砂垫层中横向布置排水管,用以改善加固地基的排水条件;再在砂垫层上铺设密封膜,用真空泵将密封膜以内的地基气压抽至80KPa以上。该方法加固时间长,抽真空处理范围有限,适用于工期要求较宽的淤泥或淤泥质土地基处理。流变特性很强的软粘土、泥炭土不宜采用此法。
4 结论
软土地基的处理是工程勘察设计和施工前期需要解决的重要问题。软土地基处理的效果直接关系到施工的难度、成本的投入以及后期工程的运行安全、维护费用等。因此,根据工程地质勘察队软土构成的评定和分析,选择合适的软土地基处理方法显得尤为重要。本文在分析软土的构成以及软土地基处理目的的基础上,对软土地基的处理方法进行了总结分析,其结果对软土地基的处理具有重要的指导意义。
参考文献:
[1]杨洪波.对公路软土地基处理技术的分析[J].广东科技,2007,(10):223―224.
[2]王东,粉喷技术在软土地基加固和基坑支护中的应用[J],施工技术,1997. 9.
软土地基范文3
【关键词】软土 软土地基施工 喷粉桩法
1 引言
在我国沿江、沿湖、沿海等处广泛分布着软土,而这些地区一般又是经济发达地区,对公路交通需要迫切,尤其要发展高速公路。因而在高路堤、大型桥梁,大量的涵洞、通道处软土都给它们带来不同程度的危害。如路基的滑移,开裂,路面起伏不平,桥涵通道等人工构造物处的跳车颠簸……而使这些地区的公路建设者感到非常棘手,要花大量人力、物力、财力和时间,去进行勘察、测试、设计、科研和施工。若处理不好将会带来极大的资源浪费。
2 软土及软土地基
2.1软土
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、抗剪强度低的细粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。
2.2软土地基
我国公路行业规范对软土地基未作定义。日本高等级公路设计规范将其定义为:主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成。日本规范还对软土地基做了分类,提出了类型概略判断标准。在给出软土地基定义时指出:软土地基不能简单地只按地基条件确定,因填方形状及施工状况而异,有必要在充分研究填方及构造物的种类、形式、规模、地基特性的基础上,判断是否应按软土地基处理。
3 软土地基在公路工程中造成的危害
(1)勘察设计不详细或不准确,导致对应该作软基处理的地段未作处理设计,此类工例不少,世界银行贷款项目也存在此类现象。
(2)已知是软土地基,但是未做好软土地基处理,造成路堤失稳或危及线外建筑物。工例有:汕头磊口大桥引道。由于高填土引起线外土地隆起,民房受损。路基难以稳定,只好增加桥梁长度,建成后一段时间,仍然出现锥坡不均匀下沉,又做了处理,现已改建新桥。
(3)虽然作了软土地基处理,但是措施不力,施工不当造成路堤失稳。珠海南屏桥引道,经开挖分析,原因是地质资料不准确,填土速度过快,后加的反压护道又阻塞了砂垫层的排水通道。最后采取了挖深边沟排水(挖边沟时,原路堤底有大量的水流出),用袋装砂并(原先的砂并是无袋砂并)和捕土工布进行修复。
(4)堆料不当,未按规定分层填筑,填土过快,碾压不当,造成路堤失稳。新会虎坑、大洞桥的引道,主要原因是堆料不当,未按规定分层填筑,也未作施工观测,填土过快,碾压不当。末作加固处理但按规定施工的路段,虽然后来沉降较大,但没有发生破坏。
(5)扰动“硬壳层”或填筑不当,使“硬壳层”遭受破坏,导致路堤失稳。软土地基上往往有一层强度比软土高的土层,被称为“硬壳层”。“硬壳层”可以起到承重和扩散应力作用,利用好“硬壳层”对于减少工程投资是有意义的。但若对“硬壳层”的勘察、利用工作做得不好,则达不到顶预想的效果。
(6)由于台背填土使地基对结构物产生负摩阻力和纵向推挤作用,引起桥台发生变位以至损坏。主要问题是:台背填土引起桥台向桥跨方向发生水平变位;先做桥台,后做锥坡及台背填土;锥坡没有按设计图纸做足,台背填土时把轻型桥台推坏;由于负摩擦力作用,引起桥台下沉。
4 喷粉桩法在软土路基施工中的应用
4.1目前我国软土地基处理的现状
在我国高等级公路的软土地基处理中,常用的方法主要有粉喷桩、砂垫层法、竖向排水法(袋装砂并、塑料排水板)、加铺土工织物(土工布、土工格栅)、碎石桩、砂桩、深层搅拌、强夯等。采用最多的是砂垫层+袋装砂井(或塑料排水板)土工布的处理办法,可以得到比较经济且效果较佳的结果。
4.2粉体搅拌桩在软土地基处理中的应用
4.2.1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)。这是一种改善土质,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。
4.2.2水泥加固土物理力学特性
物理性质。容量:水泥与土搅拌后,基容量变化不大,仅比原土的容量增加5%;含水量:水泥加固土含水量略低于原土的含水量,约减少3%-7%.
水泥土力学性质。水泥加固土的抗压强度,工程施工中一般采用 a=7-15%为宜;水泥加固土的强度随龄期增长而增长,早期强度增长较快,7d龄期强度可达28d龄期强度的60%,一般情况下,龄期超过28d后,强度仍有明显增加,3个月龄期强度可达到0.3-2.0MPa.
水泥加固土的抗拉强度。经试验,当水泥土的抗压强度在300-4000kPa时,抗拉强度为抗压强度的15%.
4.2.3粉喷法加固软土地基的特点
粉喷法加固软土地基,是一项新的工艺,与其它软土加固方法相比,具有较多突出之处;原理科学、费用低廉。加固成本低,每米材料成本费仅10元左右;桩身质量好;地基加固后无附加荷载。干法施工。施工不需要水源,不需要排污,场地干净;桩体强度高。
4.2.4施工工艺
(1)施工程序。放桩位——钻机就位——调平——送风——钻至设计深度——送粉——提升搅拌——提升至地平——停粉——复搅1/3桩长——提升至地平——停风——钻机移动——重复循环。
(2)施工中注意事项
①明确设计要求,了解地基的地质情况。
②开工前先打试验桩,根据不同的地质条件,合理选择钻机的档位,确定喷粉机压力和喷粉量。
③严格控制钻孔深度,喷灰时间及停灰时间,确保粉喷桩桩长,成桩应打入持力层50cm严禁在末钻至设计深度及未喷灰的情况下钻机提升作业。
④定时检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度,对使用的钻头必须随时检查,其钻头磨损量不得大于l厘米。
⑤喷灰机必须配有水泥计量装置,施工中及时记录水泥的瞬时喷入量和累计喷入量。
⑥桩身上部1/3桩长范围内,施工中应严格进行重复搅拌,使水泥和土充分拌和,提高上部桩身强度,使之符合荷载的传递规律。
软土地基范文4
关键词:地基处理;软土;软土地基
中图分类号: TU47 文献标识码: A 文章编号:
0.前言
软土具有承载力低、受荷后变形大、时间效应明显等特性,对建筑工程的长期稳定和安全使用有很大的影响。因此,软土地基处理对工程建设十分重要。本文结合珠海市横琴新区市政道路软土地基处理施工经验对几种常用软土地基处理方法及质量控制进行探讨。
软土概述
软土一般是指天然含水量大、压缩性高、承载能力低的一种软塑到流塑状态的粘性土。如淤泥、淤泥质土以及其它高压缩饱和粘性土、粉土等。
软土具有以下特性:
(1)含水量高、天然孔隙比大:NB-25路范围内软土含水量多为50%~85%,孔隙比一般在1.0~2.5
(2)垂直渗透性低:NB-25路范围内软土层垂直方向的渗透系数在10-6 ~10-8 cm/s,使得土体在荷载作用下固结速率很慢。
(3)承载力低:NB-25路范围内软土地基承载力在20~30Kpa,一般很难满足工程需要。
(4)压缩性高:NB-25路范围内软土层大多为正常固结和欠固结土层。
2、常用软土地基处理方法
(1)换填法
当软弱土层厚度不很大时,可将路基面以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除,然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料。NB-25路换填区域主要换填材料为素混凝土、砂砾等。此法处理的经济实用高度为3m以内。
(2)深层密实法
采用爆破、夯击、挤压和振动及加入抗剪强度高的材料等方法,对地基深层的软弱土体进行振密和挤密的地基加固方法称为深层密实法。适用于软土厚度>3m的中厚软土的加固,分布面积广的软基加固处理。代表方法有碎石桩法、强夯法、水泥粉煤灰碎石桩法、粉喷桩法。NB-25路约120M主要采用强夯法和素混凝土桩法。
强夯法是用起重机械将大吨位夯锤起吊到6~30m高度后自由落下,给地基土以强大的冲击能量的夯击,迫使土层孔隙压缩,土体局部液化,形成良好的排水通道,孔隙水和气体逸出,使土料重新排列,经时效压密达到固结,从而提高地基承载力,降低其压缩性的一种地基加固方法。结合NB-25路经验,强夯质量控制要点有:
应根据现场不同的土质条件,进行试夯,待试夯结束一到数周后,对试夯场地进行检测,并与夯前测试数据进行对比,检验强夯效果,确定工程采用的各项强夯参数。
强夯过程中应保证锤重和夯锤下落高度,确保夯击力。
多遍夯击时,应根据土层透水性及试夯数据确定两遍间间隔时间,以便孔隙水和气体逸出,使土层固结。一般不少于5-7天。
要对每遍夯击能量、次数、夯沉量进行记录。夯击次数应根据试夯情况确定,一般为10击,并应满足最后两击平均夯沉量不大于50mm。
素混凝土桩法是通过沉管到一定深度灌入混凝土,对软土进行挤密和加固。NB-25路约1公路范围采用素混凝土桩法。其质量控制点有:
正式施工前应进行试桩,确定合理的填料数量、合适的混凝土塌落度、填筑速度及震动时间,按总结成果进行素砼桩施工。
因该段地下水位较高,且软土多为流塑性淤泥,为避免造成缩颈、断桩、素混凝土桩挤密隆起等质量问题,应合理安排成桩顺序(隔桩跳打),适当减小塌落度,要严格控制拔管速度在1.0~1.2m/min。必要时,可对施工完的素混凝土桩上部空桩采用填砂预压以避免隆起。
(3)排水固结法
在软土地基上加压并配合内部排水,加速软土地基的排水,加快软土固结的处理方法称为排水固结法。适用于处理各类淤泥、淤泥质粘土及冲填等饱和粘性土地基。主要加固方法:堆载预压法、砂井法、袋装砂井、真空预压法、电渗排水法、降低地下水位法、塑料排水板法。NB-25路吹填区主要采用塑料排水板+密封墙+真空联合堆载预压法。各质量控制点:
a.塑料排水板
控制插板孔位偏差不大于5CM,垂直度偏差不超过1.5%;插板必须完整无损;插板应穿过软土层;插板头露出长度不小于0.2米;不符合要求的应在邻近板位处补打。
b.密封墙
NB-25路该段范围为水塘填砂后软土地基处理,且该水域通海,地下水位受潮汐影响,因此密封墙施工质量直接影响到软基处理效果。NB-25路密封墙主要采用双排叠合水泥或泥浆搅拌桩。
施工搅拌桩时应控制桩位偏差≤20mm,确保相邻搅拌桩叠合宽度200mm;严格控制拌合材料质量和参入量,确保搅拌后土体强度符合要求。注意监测地下水位变化,选择在地下水位变化不大的时间段施工,并适当减小水灰比,保证成桩质量。
c.真空预压
NB-25路密封系统采用3层聚氯乙烯密封膜+密封沟。密封膜拼接采用热合法,搭接宽度不小于20mm。抽真空期间应经常检查密封膜,有泄漏时及时修补,确保膜下真空度保持不小于80Kpa;还应密切注意抽真空设备开启情况,有损坏及时维修,抽真空设备开启数量应超过总配泵数量的80%。
d.堆载预压
NB-25路堆载膜上第一层填土选用50CM厚中粗砂,可以防止刺破密封膜。堆载过程中运输和填筑时在地面铺设木板或钢板保护,采用小型机械配合人工运输摊铺,避免破坏下层密封系统。填土时应分层填筑,按照填筑边界向外侧向位移小于5mm/天控制填土速率,现场监测数据超过要求时应暂停施工。
e.卸载
卸载时间应根据设计预压时间、实测沉降推算工后沉降量、实测沉降速率等确定,卸载爱用分层方法卸载,防止局部高差大产生隆起。
(4)化学加固法
通过在软土地基中加入水泥或其它化学材料,进行软土地基处理的方法称为化学加固法。适用于处理砂土、粉土、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土。主要加固方法:硅化法、粉喷桩、旋喷桩、注浆、水泥土搅拌法。NB-25路杂填区主要采用高压旋喷桩和水泥土搅拌法两种。主要质量控制点有:
a.施工前应进行试桩,确定旋喷桩和搅拌桩各项参数。
b.正式施工时应根据试桩确定的参数,严格控制拌合材料质量和参入量。
c.因杂填区含石块、建筑垃圾等,孔隙率大,且地下水位受潮汐影响,所以高压旋喷桩和水泥搅拌桩施工时应注意监测地下水位的变化,选择地下水位变化不大的时间段施工,并适当减小水灰比,控制下搅和提升速度。
(5)加固路基法
通过在路基中埋入高强度、大韧性的土工聚合物、拉筋、受力杆件或柴(木)梢排等方法加强路基的自身强度,增加抵抗地基变形沉降的能力。适用于软弱岩体、土体中的路堤与路堑。主要加固方法:加筋土路基、土工聚合物、土钉墙、土层锚杆、土钉、树根桩法、柴(木)梢排法。NB-25路路基主要采用加筋路基法(土工布或土工格栅法):铺设上下两层双向土工格栅。土工格栅铺设时应保证搭接宽度不小于0.3M,采用同强度涤纶条逐孔绑扎。
(6)其他加固法
除了上述软土路基处理方法外,比较常用的还有桩基、沉井等方法。
3、结论
各种软土路基处理方法都有各自原理和适用范围、优缺点。选择何种方法应根据具体地质情况、地基承载力要求、施工条件、技术经济指标等综合考虑。施工时应根据具体地质情况、施工情况和软土路基处理方法的特点进行质量控制,确保处理质量。
参考文献:
[1] 中国建筑科学研究院编.建筑地基处理技术规范.北京:中国建筑工业出版社.2012.
[2] 傅裕寿 张正威. 土力学与地基基础.北京: 清华大学出版社.2012.
软土地基范文5
Abstract: At present, there are many ways to deal with soft soil foundation, such as pre-pressure method, replacement method, dynamic compaction method and dynamic replacement method, sand piles method, cement mixing method, and so on. This article focuses on the construction technology and processes of various methods, and proposes corresponding measures to deal with the soft ground which have the same geological conditions, analyzes the focus of ground treatment, and finally chooses the right treatment program according to the results.
关键词:淤泥;软土地基;塑料排水板堆载预压法
Key words: sludge;soft foundation;plastic drainage plate preloading method
0 工程概况及初步分析
某地区建筑场地拟建二层框架结构房屋,建筑平面,室外标高为8.4m(±0.000),根据地质资料,现有场地标高为1.64m,需填土6.76m,土层依次如下:第一层为素填土,厚度0.5m;第二层为淤泥,厚度为11.4m,为高压缩性土,压缩模量Es=1.73MPa,固结系数Ch=Cv=1.0x10-3cm2/s;第三层为粉质黏土夹碎石,厚度为4.6m,为中压缩性土,压缩模量Es=4.96MPa;第四层为淤泥质黏土,厚度为2.5m,压缩模量Es=1.85MPa;第五层为粉质黏土,厚度为5.4m,压缩模量Es=4.3MPa;第六层为淤泥质黏土,厚度为3.2m,压缩模量Es=1.85MPa;第七层为粗角砾土,厚度为2.2m,压缩模量Es=10MPa;第八层为粉质黏土,厚度为12.9m,压缩模量Es=4.8MPa。按《建筑地基基础设计规范》,对于高压缩性土地基,框架结构相邻柱基沉降差为0.003L(L为相邻柱距),经过初步估算,柱底内力标准值分别约为600KN和1000KN,柱距6米,容许的沉降差为18mm。
在施工主体结构基础前期,由于场地需要回填土而且较厚,在回填施工时期,回填土属于外加荷载,此时按荷载考虑计算场地的沉降,总沉降量达到1316.34mm。各层沉降量为:第一层淤泥沉降量为946.9mm,占总沉降量的71.9%;第二层淤泥沉降量为131.6mm,占总沉降量的10.0%;第三层淤泥沉降量为189.4mm,占总沉降量的14.4%;第四层淤泥沉降量为48.4mm,占总沉降量的3.7%。此过程为固结排水沉降过程,随时间的发展场地土趋于稳定。在沉降基本完成时,进行主体结构基础施工,此时场地土体性质发生变化,此时各层土的承载力和压缩模量均会有所增加,假设均比原来土体增加1.1倍。此时按回填土承载力特征值fak=100Kpa,估算C轴交5轴及6轴柱基础A、B大小,分别为2m×3m和4.0m×4.0m,柱基A总沉降量为55.24mm,占回填土沉降量的4.2%,柱基B总沉降量为71.34mm,占回填土沉降量的5.4%,沉降差16.1mm,小于规范容许值18mm。从以上分析可以看出,在未进行任何地基处理的情况下,前期沉降占绝大部分,而后期采用独立扩展基础已能满足承载力且无软弱下卧层和变形要求。因此,地基处理的重点在于加速固结排水过程,减少回填土引起的沉降。
1 地基处理措施
1.1 选择合适的处理措施 目前,软土地基处理的方法有换填法、预压法、强夯法和强夯置换法、砂石桩法、水泥土搅拌法、高压旋喷桩法、桩基法及其他地基处理法。
换填垫层法是挖除软弱地基土,采用砂石、粉质粘土、灰土、粉煤灰、矿渣等材料进行换填作为垫层的一种地基处理方法,通过换填软弱地基土的变形变成垫层地基的变形,因此能够减少地基的沉降。本工程软弱地基土层埋深0.5m,层厚11.4m,首先需要挖除9725.9m3,回填土需要9725.9m3。可见挖土及回填方量相当大,从经济上考虑该方法不适用于该工程软弱地基处理。
堆载预压法是解决淤泥软粘土地基沉降和稳定问题有效措施,堆载预压分塑料排水带活砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。通常,当软土层厚度小于4.0m时,可采用天然地基堆载预压法处理,当软土层厚度超过4.0m时,为加速预压过程,应采用塑料排水带、砂井等竖井排水预压法处理地基。本工程淤泥层厚度为11.4m,适合用排水预压法。
强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基,而强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软塑~流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程。此两种方法都采用夯击的方法进行地基加固,因此都有一定的加固深度,本工程软弱土层为淤泥层,该土性质不适用夯击方法加固,而且土层深度较深。
砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基,本工程软弱土层为欠固结土层,在回填土回填至设计标高时,土层在附加应力作用下进行排水固结,土层压缩,因此不适用。
水泥搅拌法分为深层搅拌法和粉体喷搅法,水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。当地基土的天然含水量小于30%、大于70%或地下水的PH值小于4时不宜采用干法。
因此本工程合适的地基处理方法可选用堆载预压法。
1.2 排水板堆载预压法 排水板预压法由排水系统和加压系统两部分组合而成。排水系统是在地基中设置排水体,利用地层本身的透水性由排水体集中排水的结构体系,根据排水体的不同可分为砂井排水和塑料排水带排水两种。下面介绍效益较高塑料排水板处理淤泥软基方法,插入软基排水板,当填筑基础及上部建筑物时,荷载作用软基,地下水由于受挤压和毛细作用沿塑料排水板上升至砂垫层内,由砂层向两侧排出,从而提高基底承载力,塑料排水板要在砂垫层完成后施工,由测量人员测量出需处理范围,标出每根排水板具置,插板机对中调平,把排水板在钻头安放好,开动打桩机锤打钻杆,将地面上塑料排水板截断,并留有一定富余长度,在塑料排水板四周填砂后即完成本工程施工。目前,塑料排水板有以下规格、型号,SPB-A型-宽度100mm,厚度3.5mm,可打入软基15m;SPB-B型-宽度100mm,厚度4.0mm,可打入软基25m;SPB-C型-宽度100mm,厚度4.5mm,可打入软基35m。本工程适合采用SPB-B型,塑料排水板按等边三角形排列,间距取1.0m,主要受压层淤泥层层厚11.4m,塑料排水打穿受压土层,深度取H=11.4m。加载过程按图3所示进行加载,图4为固结度Ut与t之间的关系。
塑料排水板堆载预压法在加载70天时,固结度U70=0.74;在加载800天时,固结度U80=0.81;在加载100天时,固结度U100=0.90;在加载120天时,固结度U120=0.95。在固结度U100到达0.90时,可以认为符合设计要求,此时沉降已经大部分完成。该处理方法成本估算,需使用SPB-B型塑料排水板27600m。
2 结束语
地基处理措施应该根据工程场地软土地基的土的性质采用合适的处理方案,可以到达良好的处理效果和经济效果,以上的分析结果是基于规范的理论分析方法,实际处理后的地基处理效果应经过现场的试验和检测,得到相关的数据后判断是否能到达设计要求后,才能够用于工程之中。
参考文献
[1]《建筑地基处理技术规范》.JGJ79-2002,2007年10月,中国建筑科学研究院主编.中国建筑工业出版.
软土地基范文6
关键词:深基坑;软土地基;开挖;支护;方法
Abstract: with the rapid development of economy in our country, the increase of urban population and the expansion of construction scale, can be used for investment of the construction of the land area of less and less, in order to better use of space, building height and depth of foundation is becoming more and more big. Because many have standing multi-layer basement in high-rise buildings, deep foundation pit in construction stage, and the stability of foundation pit side wall directly affects the project construction period and influence on the surrounding environment. And soft soil gene to its natural water content, high compressibility, low bearing capacity, and poor permeability characteristics and engineering geological problems often become more difficult, therefore, in the process of deep foundation pit construction need to be support, to ensure the bearing capacity of soft soil foundation. This paper of several common soft soil deep foundation pit supporting technology for simple description.
Key words: deep foundation pit; Soft soil; The excavation; Support; methods
中图分类号:TU471.8文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
一、软土地基深基坑施工的定义和特点
基坑支护体系是临时结构,通常在地下工程施工完成以后就不再需要。建设部有明文规定:一般深基坑是指开挖深度超过5m(含5m)或地下室3层以上(含3层),或者深度虽未超过5m,但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。
深基坑的施工特点:①施工的难度较大。开挖基坑后,会导致基坑边缘和原有建筑物、交通道路之间的距离过近,在土方开挖和基础施工过程中基坑可能会出现边坡塌方的现象,致使基坑周边原有的建筑物和道路开裂或沉降,情况严重时,甚至会引发重大的安全事故。②施工工期长、成本费用高。由于受作业时间和作业空间的限制,深基坑施工的进度很难达到设计计划的要求,导致组织工作难以实现,施工效率难以保证。③施工方法有限。在深基坑挖掘中,一般常用的施工机械是无法进入现场的,一些常用的施工方法也都会不同程度的受到条件的限制,从而使得施工费用大幅度增涨,施工工期一再延长。④施工质量难以保证。由于深基坑的施工过程过于复杂,施工技术要求较高,施工环境多变,导致施工的质量难以掌控,不易保证。
软土地基指强度低,压缩量较高的软弱土层,多数含有一定的有机物质。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。
二、软土地基深基坑支护施工要点
深基坑支护结构的施工按不同的基坑支护结构形式大体上常用的有护坡类、土钉墙支护、灌注桩(墙)类、地下连续墙、深层搅拌桩类、高压喷射注浆和基坑土体加固等。无论设计选用那种支护结构形式,其施工工艺均类同于其一般的正常工序施工。只是当其用于作为基坑支护结构后,由于其承受的主要是水平力为主,其施工技术要求与质量要求还是略有差别,这点是施工中应加以特别重视的。
2.1护坡类支护
对采取放坡开挖的基坑工程,首先是要确定开挖放坡坡度及坡高,以确保基坑的稳定性与安全;其次要注意开挖时要注意对边坡不要扰动原状土,要预留150~300mm厚的坑壁土层采用人工修理边坡;再者是要对坡面进行保护处理,以防止渗水或风化碎石土的剥落。保护处理的方法有水泥抹面、铺塑料布或土工布、挂网喷水泥浆、喷射混凝土护面以及浆砌片石等;然后是要注意对坡脚处的加固处理,常用的有在坡脚处堆砌草袋或土工织物砂土袋、砌筑砌石墙体以及土锚杆等加固方法。
2.2土钉墙支护
土钉墙是由天然土体通过土钉墙就地加固并与喷射砼面板相结合,形成一个类似重力挡墙以此来抵抗墙后的土压力;从而保持开挖面的稳定,这个土挡墙称为土钉墙。土钉墙是通过钻孔、插筋、注浆来设置的,一般称砂浆锚杆,也可以直接打入角钢、粗钢筋形成土钉。
土钉墙应用于基坑开挖支护和挖方边坡稳定有以下特点:
①形成土钉复合体、显著提高边坡整体稳定性和承受边坡超载的能力。
②施工设备简单,由于钉长一般比锚杆的长度小的多,不加预应力所以设备简单。
③随基坑开挖逐层分段开挖作业,不占或少占单独作业时间,施工效率高,占用周期短。
④施工不需单独占用场地,对现场狭小,放坡困难,有相邻建筑物时显示其优越性。
⑤土钉墙成本费较其他支护结构显著降低。
⑥施工噪音、振动小,不影响环境。
⑦土钉墙本身变形很小,对相邻建筑物影响不大。
2.3灌注(桩)墙支护结构
无论是人工挖孔灌注(桩)墙,还是机械成孔灌注(桩墙的施工,均要注意采取间隔施工;桩位偏差、轴线和垂直轴线方面均不宜超过50mm,垂直度偏差不宜大于0.5%;非均匀配筋的(桩)墙的钢筋笼在绑扎、吊装和埋设时,应保证钢筋笼的安放方面与设计方向一致;施工完成后在进行下层土方开挖之前,应采用低应变动测法检测桩身完整性,检测数量不宜少于总桩数的10%,且不得少于5根。此外,还应注意对土方开挖后出露的桩间土的保护和排水的处理。
2.4地下连续墙
地下连续墙是利用各种挖槽机械,借助于泥浆的护壁作用,在地下挖出窄而深的沟槽,并在其内浇筑适当的材料而形成一道具有防渗(水)、挡土和承重功能的连续的地下墙体。地下连续墙的优点:
①施工时振动小,噪音低,非常适用于城市深基坑施工;
②墙体刚度大。用于基坑开挖时,可承受很大的土压力,极少发生地基沉降或者塌方事故,已经成为深基坑支护工程中必不可少的挡土结构;
③防渗性能好。由于墙体接头形式和施工方法的改进,使得连续墙几乎不透水。
④可以贴近施工。可以贴近原有建筑物建造地下连续墙;
⑤占地少,可以充分利用建筑红线内的有限地面和空间,充分发挥投资效益。
⑥功效高、工期短、质量可靠、经济效益高。
2.5深层搅拌法
深层搅拌法是用于加固饱和粘性土地基的一种方法,利用的是水泥或石灰等材料作为固化剂,通过特制的搅拌机械,就地将软土和固化剂强制搅拌,有固化剂和软土间所产生的一系列物理化学反应,是软土硬解乘具有整体性、水温行和一定强度的加固体,从而提高软土地基的强度和增大变形模量。
深层搅拌法的特点:
①深层搅拌法是将固化剂和原地基软土搅拌混合,最大限度的利用了原土;
②搅拌时不是使地基侧面挤出,对周围原有建筑物的影响很小;
③施工时无振东、无噪音、无污染,可以在市区内和密集建筑群进行施工;
④土体加固后重度基本不变,可灵活多样的采用桩状、格栅状和块状等进行加固。
2.6高压喷射注浆
高压喷射注浆是利用喷射化学浆液与土混合搅拌来处理地基的一种方法。高压喷射注浆一般是利用工程钻机孔作为倒空,将带有喷嘴的注浆管插入土层的预定位置后,以高压设备使浆液或者水成20MPa左右的高压流从喷嘴中喷射而出,冲击破坏土体,同时钻杆以一定的速度渐渐向上提升,将浆液与土粒强制搅拌混合,浆液凝固后,在土中形成一个固结体,从而达到加固地基的目的。
高压喷射注浆形式有旋喷、摆喷、定喷,可采用单管法、二重管法和三重管法。应根据不同的地质条件和技术要求选择机具设备、喷射参数和浆液配方,并应通过现场试喷确认后方可正式施工。高压喷射注浆孔应间隔施工,且应在注浆施工24hrs并初具强度后,再施工相邻的注浆孔,同时还要特别注意对标高的控制,施工过程中的安全防范措施也应给予充分的重视。
2.7基坑土体的加固
基坑土体加固有坑内被动区土体加固和坑外主动区土体加固,常用的方法有注浆法、高压喷射注浆法以及深层搅拌法等。应严格按照现行地基处理规范中的要求规定进行施工。除进行应急抢险加固的项目外,基坑土体加固施工宜在围护结构施工完成后,基坑开挖前进行。在确定施工方案时,应充分评估其施工对地基土扰动及对相邻结构的不良影响并加强对环境影响的监测。
结束语
软土地基的深基坑支护是一项对技术要求较高的工作,因此在施工开始之前,应结合深基坑的各个参数选择出一套最适宜的施工方案和支护技术,并根据施工方案进行严格施工,施工期间应以人为本,杜绝各种安全隐患,并将对周围环境的影响降到最低,使深基坑的工作做到完善、尽好。
参考文献
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