软弱地基十篇

时间:2023-03-29 22:36:11

软弱地基

软弱地基篇1

【关键词】软弱地基几种处理方案;结构设计中应采取必要措施

1、软弱地基的工程特征及主要处理方法

(1)软弱土包括淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土及饱和松散粉细砂与粉土,这类土的工程特性为天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、渗透性差、抗剪强度低等不利的工程性质,如何去保证在软弱地区修建的建筑物稳定性和正常使用一直以来都是一个重大的技术课题。

(2)目前软基处理的主要方法有: ①换填垫层法;②挤密法;③深层搅拌法;④灌浆法;⑤强夯法等。

换填垫层法。换填垫层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。

挤密法。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。

深层搅拌法。此法通过特制的搅拌轴的轮叶,从地面开始破土搅拌至加固的深度,打开阀门将水泥浆或水泥粉由搅拌头注入地基中,用搅拌头强制搅拌均匀。

灌浆法。用钻机成孔,将注浆管放入孔中需要灌浆的深度,钻孔四周顶部封死。启动压力泵,将搅拌均匀的水泥浆或水泥砂浆压入土的孔隙和岩石的裂隙中,同时挤出土中的自由水。水泥浆凝固后,土体与岩石裂隙胶结成整体。此法基本上不改变原状土的结构和体积,所用灌浆压力较小。适用于卵石、中、粗砂和有裂隙的岩石。如是粘性土,则用较高的压力灌入浓度较大的水泥浆或水泥砂浆。

强夯法。强夯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。

2、建筑结构设计中采用的措施

(1)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缝。

软弱地基篇2

关键词:软弱地基 处理方法 结构设计

0 引言

随着我国建筑工程项目的不断增多,软弱地基的处理变的越来越重要,软弱地基处理的好坏,不仅关系到工程建设的速度,而且关系到工程建设的质量,因此提高软弱地基处理方法具有重要的价值和意义。

1 软弱地基形成的原因

软弱地基是由淤泥、淤泥质土、杂填土、冲填土或者其它高压缩性土层形成的地基,这些地基基本上很少受到地质变动或者地形的影响,也从没有受到过地震、荷载等物理作用的影响,更没有受到土颗粒间化学作用的影响。软弱地基是一种不良的地基,其稳定性非常的差、强度较低、压缩性较高、容易出现液化,沉降量也很大。因此在工程的建设过程中,要充分考虑地基的变形和稳定等问题。在软弱地基上建设的工程,由于其地基强度不够和变形,往往不能满足工程的质量,所以要采用一定的措施,对软弱地基进行处理,从而提高地基的稳定性,减少地基的沉降和不均匀下降。

2 软弱地基的处理方法

软弱地基的处理的方法主要包括为:换填垫层法、预压法、挤密法、深层搅拌法、高压喷射注浆法、灌浆法、强夯法、加筋法等。①换填垫层法。该方法是用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中的部分或全部软土层,并分层夯实成低压缩性的地基持力层,地基持力层有利于防止地基的冻胀,有利于提高地基的承载能力,也有利于加速软土的排水固结,同时也有利于减少地基的沉降量。②预压法。预压法有两种分类方法,一种是堆载预压法,另外一种是砂井预压法。此种方法有利于利用外载作用,提高软土的排水固结,增强它的抗剪强度和能力。由于预压目的不同,需要采用不同的预压方式。如果利用预先荷载加压,能够减少建筑物的沉降量;如果利用建筑物本身的荷载分级加荷进行预压,能够增加地基强度和提高地基的承载能力。砂井预压法是在软土层中按一定距离设置砂井来改变软土层的排水边界条件,该方法可以加速软土的固结,缩短预压时间。该方法是在通过在软土层中按一定的距离设置砂井,通过设置的砂井来改变软土层的排水条件,排水条件的提高有利于加速软土的固结,有利于减少预压的时间。③挤密法。该方法是通过望土中打入桩管成孔,并把填入孔中的砾石等材料捣实。此种方法主要针对的是含砂粒、瓦屑的杂填土等较多的松散土地基,对于粘性大的饱和软土地基不太合适。④深层搅拌法。该方法通过水泥、石灰等建筑材料的固化剂,运用深层搅拌机械对各种材料进行搅拌,使得固化物和软土搅拌均匀,从而产生一系列的物理或者化学反应,这样就能够使得软土强度大大高于天然强度,其压缩性、渗水性比天然软土大大降低。该方法适合于各种成因的软土层,尤其是对于厚度较大的饱和软黏土。⑤高压喷射注浆法。该方法是使用较大的压力,把水泥浆液从管路中喷射而出,该方法能够通过切割破坏土体,并能和土拌和均匀,并产生部分的置换作用,通过自然凝固后成为拌和桩体,并与地基形成良好的复合地基。⑥灌浆法。该方法通过运用钻机成孔,根据需要灌浆的合适的深度,把注浆管慢慢放入孔中,并使得钻孔的周围和顶部用东西封死,然后开始启动压力泵,往孔隙和岩石的间隙中注入搅拌均匀的水泥浆。⑦强夯法。该方法能够通过较大的压力和冲力对地基产生很大的作用,从而使得地基得到加固,使得的土的压缩性进一步缩小,增大了地基的强度,使得地基的抗液化的能力得到加强,大大降低和消除黄土的是湿陷性。同时,该方法有利于使得土层均匀,预防以后出现的差异沉降。⑧加筋法。该方法是运用强度较大的条带、纤维等土工聚合物埋入土层中,它有利于增加地基的承载力,降低或者消除地基的沉降量,提高建筑物的稳定能力。对于强度较大的土工合成材料,使得地基能够承受更大的抗拉力,减少地基的断裂的可能,使得地基的整体性和刚度得到进一步增强,增强地基的承载能力,改善地基土体的应力场和应变场。该方法适合于各种软土地基和各种高填土等。

3 软弱地基局部处理

在工程建设中,需要经常对地基作局部的加固处理,这样可以保证工程的质量,缩短工程建设的进度。在对软弱地基作局部处理时,要首先查明局部地基异常的原因和范围,然后根据软弱地基的实际情况,适用各种软弱地基处理方法,使得建筑物的各个部位的沉降量趋于一致,从而较少地基的不均匀沉降。①松土的处理。当遇到范围较小的松土坑时,可以先将松软土挖掉至老土,然后用压缩性相近的材料回填,当天然土为砂土时,用砂或级配砂石回填,回填时应分层洒水,夯实或用平板振捣器振密,每层厚度不大于20cm,同时根据土的性质和范围的不同,采用不同比例的灰土分成夯实。应通过配置适当的钢筋提高地基上部的刚度能力。②砖井和土井的处理。如果砖井在基槽的中央,这时的内填土已经变得很密实,当出现这种情况时,应把井的砖圈放低到槽低下面1米的位置,同时用合适比例的灰土夯实到槽低,当井的直径大于1.5米以后,这时采用提高上部结构的刚度,并运用钢筋做墙内的地基,使得地基梁跨越砖井,对于井在基础的转角处的情形,一方面应对基础进行必要的加固处理,另一方面采用拆除回填的方法进行合适的处理。③局部范围内硬土处理。对于桩基周围有部分过分坚硬的土质时,要对这些东西进行局部的处理,这就需要挖掉旧的墙基、老灰土、大树根等等,这样就能减少地基的不均匀下降,也能有效避免建筑物建成之后的开裂,从而保证建筑物的质量。④管道处理。对于槽底附近的上下水管道,要采取其它的措施,防止出现漏水情况,避免出现水侵湿地基,使得地基出现不均匀的沉降。对于在槽底下方出现管道的情况,要把管道进行清除,或者将基础局部落低,使得管道穿过基础墙,同时也要防止建筑物下沉,从而对管道形成破坏漏水,造成地基的不均匀沉降,影响建筑物的质量问题。⑤橡皮土的处理。对于地基的土质出现粘性土的时候,这种土一般含有较多的水分,对这部分进行夯排以后,就会形成所谓的橡皮土,因此,对于这样的情况,要采用其它办法先进行处理,比如进行晾槽或者使用白灰沫等办法,使得土的含水量得到有效的降低,对于出现的地基颤动情况,应把这些土进行全部的挖除,并填入相应部分的砂土,从而消除地基颤动情况。

4 建筑设计处理措施

在对各种软弱地基处理的同时,可以通过对建筑物设计进行有效的处理,来减少建筑物的不均匀沉降,这样即能节约工程建设的成本,又保证了工程建设的质量。在不改变建筑物使用要求的前提下,建筑物的设计要尽量简单,对于复杂的建筑物,应根据建筑物的实际情况,可以把建筑物进行适当的划分,从而形成各个较好的单元,对于建筑物的差异大的情况,可以把建筑物的距离离开一定的距离。如果拉开一定距离的两个单元需要进行连接时,可以采用自由沉降连接,或者运用其它措施进行处理。通过增强建筑物刚度和强度,增加建筑物对地基不均匀变形的调整能力。在开挖基槽时,如果发现有淤泥或淤泥质土时,不要扰动其原状结构。在建筑建设过程中,可根据具体的情况,优先先盖建筑物的重点部分,通过对各部分进行有效的调整,降低建筑物的沉降差异。

5 总结

通过对软弱地基的处理,改良各种不良地基,使得满足各种大型和高程建筑的需要。在软弱地基处理的时候,要结合拟建区域内地基土的组成及力学性质等实际情况,采用不同的地基处理方法,保证工程建设的质量,取得良好的经济效益和社会效益。

参考文献

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[2]叶书麟,叶观宝.地基处理与托换技术[M].北京:中国建筑工业出版社, 2005.

[3]顾晓鲁,钱鸿缙,刘惠珊等.地基与基础[M].北京.中国建筑工业出版社.2003.

软弱地基篇3

关键词:软弱地基 软弱地基的特征 软弱地基的处理方法

一、 弱地基的特征

天然孔隙比大于或等于1.0,且天然含水量大于液限的细粒土称之为软土。它包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土。软土具有如下工程特性:

(1) 具有显著的结构性。

(2) 具有较明显的流变性。

(3) 压缩性较高。

(4) 抗剪强度很低。

(5) 软土的透水性较差。

(6) 具有不均匀性。

软土地基的承载力常为50~80Kpa,如果不做任何处理,一般不能承受较大的建筑物荷载,否则软土地基就有可能出现局部剪切乃至整体滑动的危险。因此我们必须采取切实有效的处理方法,改善地基土的工程特性,使其满足工程建设的要求。

二、 弱地基的处理方法

地基处理的目的主要是改善地基土的工程性质,包括改善地基土的变形特性和渗透性,提高其抗剪强度和抗液化能力。目前常用的软弱地基处理方法主要有一下几种。

1、换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。应根据建筑体型、结构特点、荷载性质、岩土工程条件、施工机械设备及填料性质和来源等进行综合分析,进行换填垫层的设计和选择施工方法。有砂土垫层、素土垫层、灰土垫层和矿渣垫层。其主要作用是提高地基承载力,扩散应力,减少沉降量,加速软弱土层的排水固结,防止冻胀和消除膨胀土的胀缩. 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2~3m。适用于处理浅层非饱和软弱土层、素填土和杂填土等。

2、碾压和夯实法适用于处理碎石、砂土、粉土、低饱和度的粘性土、湿陷性黄土、杂填土等地基。处理方法有重锤夯实、机械碾压、振动压实和强夯法。其中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。强夯置换法适用于高饱和度的粉土,软-流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程,在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度,减少压缩性,改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。

3、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。砂石桩还可以处理在饱和粘土地基上对变形控制要求不严的工程,使砂石桩与软粘土构成复合地基,加速软土的排水固结,提高地基承载力。处理可液化地基也可用砂石桩法。砂石桩施工可采用振动沉管、锤击沉管或冲击成孔等成桩法。当用于消除粉细砂及粉土液化时,宜用振动沉管成桩法。砂石桩法的作用是提高地基的承载力、减少沉降量。

4、振冲技术亦称为振冲法,依其加固松软土的途径、手段不同,可分为振冲挤密法和振冲置换法或称振冲碎石桩法。振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。在处理不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土和饱和黄土地基时,需要在施工前通过现场试验确定其适用性。对大型的、重要的或场地地层复杂的工程,在正式施工前应通过现场试验确定其处理效果。振冲碎石桩主要用来提高地基承载力,减少地基沉降量,还可用来提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度。

5、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。它利用水泥作为固化剂,通过特制的搅拌机械,在地基深处将软土和固化剂强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。当地基土的天然含水量小于30%(黄土含水量小于25%)、大于70%或地下水的pH值小于4时不宜采用粉体喷搅法。冬期施工时,应注意负温对处理效果的影响。当用于处理泥炭土、塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基时,必须通过试验确定其适用性。水泥土搅拌法形成的水泥土加固体,可作为竖向承载的复合地基;基坑工程围护挡墙、被动区加固、防渗帷幕;大体积水泥稳定土等。

6、预压法指的是为提高软弱地基的承载力和减少构造物建成后的沉降量,预先在拟建构造物的地基上施加一定静荷载,使地基土压密后再将荷载卸除的压实方法。预压法包括堆载预压法和真空预压法。预压法适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。预压法处理地基应预先通过勘察查明土层在水平和竖直方向的分布、层理变化,查明透水层的位置、地下水类型及水源补给情况等。并应通过土工试验确定土层的先期固结压力、孔隙比与固结压力的关系、渗透系数、固结系数、三轴试验抗剪强度指标以及原位十字板抗剪强度等。堆载预压分竖向排水预压法和天然地基堆载预压。采用天然地基堆载预压法处理时,软土层厚度小于4m,当软土层厚度超过4m时,应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。

7、水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)意为水泥粉煤灰碎石桩,由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和,用各种成桩机械制成的可变强度桩。该法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。在处理淤泥质土时应根据地区经验或现场试验确定其适用性。水泥粉煤灰碎石桩应选择承载力相对较高的土层作为桩端持力层。基础和桩顶之间还应设置一定厚度的褥垫层,保证桩、同承担荷载形成复合地基。可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合地基,为消除地基土的液化和提高承载力,可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合地基。该法适用于条基、独立基础、箱基、筏基,可用来提高地基承载力和减少变形。

8、灰土挤密桩法和土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基,可处理地基的深度为5~15m。土挤密桩法,主要是消除地基土的湿陷性;灰土挤密桩法,主要是提高地基土的承载力或增强其水稳性。灰土挤密桩法或土挤密桩法,不适合用于处理含水量大于24%、饱和度大于65%的地基。 灰土挤密桩法和土挤密桩法在消除土的湿陷性和减少渗透性方面效果基本相同,在提高地基的承载力和水稳定性时应优先选用灰土挤密桩法。

软弱地基篇4

1 工程地质概况

某工程所处的地区归属于平原地貌类型,地形起伏不大,分布有厚在层的淤泥、淤泥质土层及可液化的粉砂层,压缩性高,承载力低,工程性质很差,淤泥质土层厚度约为40m。地形平坦,整个场地大部分面积为鱼塘。土层分布情况:表层有一薄层黏土,层厚为0.4~0.7m,第二层为淤泥、夹淤泥质土,呈流塑/软塑状态,属高压缩性土,层厚为12~16m,承载力低,含水量高。依据场地的工程力学性能指标,并结合经济、技术及工程等各方面综合考虑,采用了堆载――真空联合预压法加固地基。

2 堆载和真空预压的加固原理

对于压缩性大的饱和软土地基,建筑施工前在地基上堆积与建筑物重量相近的荷载,使地基土得到压缩固结,在荷载移支代之以建筑物后,建筑物就不会沉降。预压法分为堆载预压和真空预压两类,堆载预压就是用砂石土料、水等作为荷载进行预压,真空预压是在需要加固的软基中插入竖向排水通道(如砂井、袋装砂井、塑料排水板等),然后在地面铺设一层透水的砂或砾石,再在其上覆盖一层不透气的薄膜,借助真空泵和埋设在垫层中的管道,将膜下土体间的空气抽出。由此在透水材料中产生较高的真空度,土中了孔隙逐渐渗流到井中而达到土体排水压密的效果。

3 预压法处理地基的设计

3.1 处理方案的选择

对于淤泥、淤泥质土、冲填上等饱和黏性土及杂填土地基的处理,通常可采用加载预压法、越载预压法、真空预压法、深层搅拌法、高压喷射注浆法、树根桩法、水泥粉煤灰碎石桩法等。(CFG桩)、强夯置换法、换土置换法、振冲置换碎石桩法、抛石挤淤法等。用加载预压法、超载预压法等处理淤泥、淤泥质土软弱地基通常是比较经济可行的,施工现场干净,缺点是加固时间长,强夯置换法、换土置换法、抛石挤淤法等处理深度较浅的地基,水泥粉煤灰碎石桩法(CFG桩)、高压喷射注浆法施工质量无法控制,容易出现断桩、缩径等质量事故。

鉴于本工程特点,地基具有较深厚的淤泥层,结合业主和建设主管部门的要求,在原自然地坪标本高较原自然标高高,且设计荷载不是很大。利用这一特点,设计选用了堆载一真空联合预压法加固地基,克服单用预压法处理地基固结期较长的不足之处,与深层搅拌法、振冲置换碎石桩其他方法相比,具有施工中无噪音、无污染、施工现场整洁及安全可靠等优点。

3.2 设计内容

1)真空一堆载预压加固区域面积的确定,堆载范围一般大于基础外缘所包含的面积,对于真空预压,加固效果取决于在密封膜下形成较高的真空度,一般覆盖面积越大,密封沟的气密性越强,愈易形成较高的真空度。

2)竖向排水体的选择,选择塑料排水带,确定其断面尺寸、间距、排列方式和深度。

3)水平排水体的设置,为防止出现橡皮土,首先应回填一层素土,或填一层中粗砂,回填应分层进行。采用回填素土的步骤:

(1)回填素土。在加固区域内先回填厚约1.0m的素土,回填范围要超出加固区边界3.0m。

(2)铺设500mm的砂垫层,在砂垫层埋滤水管,可按条状,梳状、目字状及羽毛状等形式平面分布,管材用钢管、塑料管外包尼龙纱、土工织物等滤水材料,在加固区周边可采用挖沟埋膜的边缘。

(3)一般铺3层膜,膜周边可采用挖沟埋膜,平铺并用黏土覆盖压边,围埝沟内及膜上覆水等方法进行密封,就密封效果来说,以膜上全面覆水效果最好。

(4)安装接连抽气管道与射流泵。真空预压所需抽真设备的数量,可按加固面积的大小和形状及土层结构特点,按每台设备可抽真空1000~1500m2计,每区至少应配两台设备。

(5)检验密封情况并抽气,可一次抽至最大真空。真空预压的膜下真空度应稳定地保持在87kPa以上,且应均匀分布,竖井深度范围内土层的平均固结度应大90%。

4)堆载预压根据场地设计标高比原场区自然地面平均标高高的实际情况,利用回填土作为预压荷载,具体堆载量及堆载速率的控制应通过观测地基的沉降大小、稳定性以及设计标高等要求决定。

4 质量监测及效果分析

4.1 施工质量监测

为了检验加固区真空预压后的加固效果,掌握地基加固过程中各土层固结过程中各土层固结、沉降及侧向变形等变化情况,力保加固质量,除了在加固期间需连续观测地表沉降量及加固区膜下真空度以外,沿需在加固区内埋设一定数量的孔隙水压力仪、磁性分层沉降仪、测斜仪及地上水位仪。按要求观测地基在加固期间的孔隙水压力,侧向位移、地下水位及分层沉降随时间的变化,并根据实测地点沉降、分层沉降及孔隙水压力的消散情况,进一步确认地基的各项参数,推算地基固结度,为终止预压提供依据。

4.2 加固效果分析

软弱地基篇5

关键词:河滩地带;地基处理;片石挤淤置换;砂石垫层

中图分类号:TU47文献标识码: A

引言:

判别天然地基是否属于软弱地基没有明确的界限,根据建(构)筑物地基承载力需要,人们常常把不能满足建(构)筑物对地基要求的天然地基称为软弱地基。软弱地基一般由土质疏松、压缩性高、抗剪强度低的软弱土组成的地基。在河滩,最常见的软土主要为淤泥、淤泥质土、泥炭土、流沙等,它们有一个共同的特点就是:由河流冲积形成,含水量高,压缩性高,抗剪强度低。在软弱土层上建造建(构)筑物时,采用天然地基其强度往往达不到设计需要的地基承载力要求,遇到诸如土体稳定、变形等一系列问题。于是,需采取措施对软弱地基进行地基处理,以满足设计的要求,确保建(构)筑物的安全与正常使用。

1、工程地质概况及初步分析

1.1工程地质概况

葛铺煤矿整个工业场区属岚河河漫滩和一级阶地地貌,其为沉积河流冲洪积地层,由卵石、砾石、砂、土构成。场地地基土按沉积年代和其物理力学性质进行划分,分别描述如下:

层素填土:主要由粉土组成,来源于生活区的挖方土,堆积年代不到半年,淡黄~褐黄色,土质土均匀,含有少时植物根须,稍湿,松散~稍密,由于该层土刚回填不久,也没有系统地机械碾压,不可作为天然地基使用。

(1)层粉土:褐黄~褐色,表层有0.5m左右的耕土,含有塑料薄膜和大量植物根茎;该层土质不均匀,含砂粒、煤屑,粗砂、细砂、小石子,呈稍湿~湿,较软状。中等压缩性,本层厚度0.5~2.9m。

(2)中粗砂层:褐色,成分以长石、石项为主,颗粒较均匀,局部含有卵石、圆砾薄层。该层土呈饱和、构散~稍密状,厚度0.3~3.6m。根据其颗料的相变和所含大的夹层、透镜体,又分出2个亚层。

1)粉土:褐黄色,土质较纯,含金云母,粉细砂,很湿,密实,摇震反应强烈,干强度和韧性低,层厚0~4.7m。

2)卵石:褐色、粉土、粉质粘土包裹卵石,所含卵石粒径一般在2~4cm之间,卵石成分以砂岩为主,含量在30%~50%,呈稍湿,稍密状。本层厚度1.0~3.6m。

(3)卵石:主要成分为石英砂岩为主,充填砾砂、中粗砂,有粉土薄层,粒径10~70mm,最大超过150mm,有漂石,含卵量50%~80%,级配良好,层位稳定,分布整个场区,该层为河漫滩地段上部沉积第四系全新统砂类土的主体,本层厚度0.60~8.90m。

(4)泥岩(砂岩):两者交互出现,泥岩为紫红、暗紫色、砖红色,砂岩为黄绿色,灰白色,两者全为全风化~强风化等级,泥质胶结,破碎状。

场地地下水情况:含水层主要为第(2)层中粗砂层和第(3)层卵石,混合水位标高介于1150.31~11574.38m。

由上述地质概况可知,工业场区内的建筑物主要布置在河漫滩阶地段,该段位于岚河阶地上,主要由(1-1)层素填土、(1)层粉土、(2)层中粗砂、(3)层卵石、(4)层泥岩组成,本文以场区内比较典型的建筑物主井提升机房的地基处理方法做简单介绍,主井提升机房勘察的结果,基底位于(1)层上,该层不能满足实际要求,需进行地基处理,其下卧层为(2-1),承载力也不够亦需进行地基处理。

1.2初步分析

按照设计图纸要求,基槽开挖至设计标高后,已出现地下水,该土层受地下水浸泡,经挖掘机扰动,呈现饱和土体状态,所以地基土表现为高含水量,高压缩性,承载力极低的触变性流塑状河相淤泥,该土层位于基底与(3)层卵石之间,由于施工降水无法迅速排除饱和土体中的孔隙水,致使基槽无法成形,采用原设计的换填砂石垫层显然达不到设计承载力要求,且无法形成工作面进入下道工序的施工。

2、地基处理方案的选择

若采取挖除方案,由于流塑状的淤泥较为稀软,不排水抗剪强度较低,其开挖、运输和堆放都比较困难,增加施工难度,给施工带来很大不便,所以此方案被予以否定。

若采用桩基,可以避免大规模的深基坑开挖和降水,桩身质量有保证,对周围建筑物影响较小,但地基处理费用比换填(包括支护、降水)高,且施工周期较长,所以此方案亦被否定。

考虑到施工场地距西部山区采石场较近,运距很短,且石料可充足供应,而且天然砂卵石就在场区附近的山上,就地取材方便。

经地勘、设计、建设、质监、监理、施工等单位现场察看基槽,综合上述资料并结合现场实际情况,本着“因地制宜、经济合理、缩短工期”的原则共同研究决定采用“片石挤淤置换法和砂石垫层换填相结合的方法”进行地基处理,即基底淤泥面以下采用片石挤淤置换法,以上采用砂石垫层换填,并由原设计单位出具了设计变更说明。

3、地基处理设计

置换是指用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中部分或全部软弱土体,以形成双层地基或复合地基,达到提高地基承载力、减少沉降的目的。

3.1片石挤淤置换法原理及适用范围

片石挤淤置换法是依据换填片石的自重以及借助于其他外力,诸如:压载、振动、爆炸、强夯或卸荷(即及时挖除换填体周边处的淤泥)等,使软弱层遭受破坏后被强制挤出而进行的换填处理。这样形成以片石为骨架中间充满淤泥的复合地基,由于基槽四周是封闭状的淤泥,经抛填、挤淤、碾压后,填筑本能形成接底的较为稳定的置换地基,可满足设计要求的承载力并具有较小的变形性能。

适用范围:淤泥或淤泥质黏土地基。

3.2总体方案

在基槽底部抛填厚度或直径不小于300mm的片石,依靠单块片石自重沉入淤泥中,形成以片石为骨架中间充满淤泥的复合地基,直至淤泥面上口,再通过挤淤、碾压分层分次将片石冲击至淤泥面以下,其上满堂干砌毛石300mm厚(并用天然砂卵石密实灌缝、找平),最后密实回填1.5m厚3:7砂石(3:7=天然砂卵:碎石)至设计基础垫层底口,每边宽出基础垫层外边缘不小于地基处理厚度的0.6倍。

4、片石挤淤置换和砂石垫层换填施工方法

4.1片石挤淤置换施工方法

所抛石料采用厚度或直径不小于300mm的坚硬MU30片石,施工中用自卸汽车将片石运至现场,人工配合挖掘机进行分选投抛,抛填片石应遵循:“先大后小、分层抛投、层层挤压”的原则,先用挖掘机将大粒径的片石均匀分层抛投,每抛填完一层用挖掘机挖斗向下挤压片石,挤压至片石不在下沉时为止,当第一层抛填完成后,再抛第二层,重复上述循环,直至片石露出淤泥面。抛填片石行进方式为:沿基坑中间按先中间,后两侧的方式前进,每次抛填距离2~3m为宜。即纵向先抛填中间,横向渐次向两侧扩展至基坑边,使淤泥及软土向两侧挤出。同时,在抛填片石过程中,往往在前进的端头和其两侧容易隆起淤泥包,这时用挖掘机将淤泥包及时挖除运走。当抛填片石高度超出淤泥面并其范围符合设计要求后,人工将片石空隙用小粒径片石、碎石块或石硝填满铺平,直至顶面平整,使用履带式反铲挖掘机先用挖斗向下挤压片石,然后再利用挖掘机自身重量反复碾压,待作业面铺展开后,再用22T振动压路机碾压,使片石沉入基本稳定,无弹簧现象为止,确保地基稳定性。

对局部仍有出现弹簧现象,挖除该处重新抛填片石并用挖斗向下猛挤片石直至其进入淤泥面以下。碾压密实的标准:压实度检测采用沉降差观测法,具体方法为:当填料片石压实后,刮平表面,在其表面按照面积设置20个测点,涂上油漆做好标志,用水准仪测定各点高程,22T压路机碾压后,再测定各点高程,计算沉降量平均值,用沉降量衡量地基挤淤的压实效果。检验性补压10遍后若沉降大于50mm,则认为原地基压实不好;沉降在15mm以下则认为能够保证地基稳定性,可进行上层砂石垫层换填的施工。

4.2砂石垫层换填施工方法

片石挤淤置换碾压密实后,其上满堂干砌毛石0.3m厚(并用天然砂卵石密实灌缝、找平),其后密实回填1.5m厚3:7砂石(3:7=天然砂卵:碎石)至设计基础垫层底口,每边宽出基础垫层外边缘不小于地基处理厚度的0.6倍。要求:砂石粒径小于2的部分,不应超过总重的40%,应级配良好,不含植物残体,垃圾等杂质,最大粒径不宜大于100。砂石采用搅拌机搅拌均匀后,用铲车运输至基坑边,再用小推车运输至各工作面,人工铺平,分层厚度为250 mm, 采用22T振动型压路机碾压,不少于6遍,压实系数达到0.96。

密实度检测:采用灌砂法检测,每层按规范要求进行取点检测,施工时下层的密实度经现场检测合格后,方可进行上层施工。

通过上述施工,在大块径的单块体骨架上部及间隙铺设级配良好,透水不透泥的砂石垫层进行整式压载片石挤淤置换,形成散式骨架与整式挤淤平台结合的复合式地基。

5、施工注意事项

5.1片石挤淤置换施工注意事项

5.1.1抛填采用MU30片石,且片石大面朝下,片石厚度或直径小于300mm的含量不得超过20%。严禁使用风化石料作为挤淤抛填料。

5.1.2在抛填片石过程中,往往在前进的端头和其两侧隆起容易出现淤泥包,它是片石沉入底部的重大障碍,这时应用挖掘机将淤泥包及时挖除运走,以减小底部淤泥挤出的阻力,保证片石顺利沉入底部。

5.1.3片石挤淤置换碾压后应及时检测填筑顶面高程,确保其顶高程符合设计要求,防止反弹。

5.1.4施工过程中应合理配置压实机械,宜先用覆带式反铲挖掘机碾压,再采用22T重型振动压路机碾压,碾压顺序应遵循“先整体后局部、先轻后重,先静压后振动”的原则。

5.2砂石垫层换填施工注意事项

5.2.1砂石垫层的承载力决定于砂的级配及施工质量,砂石级配采用试验室给出的最佳配比。

5.2.2砂石垫层施工中的关键是将砂石加密到设计要求的密实度,本工程采用碾压法,要求在片石挤淤置换地基上分层铺砂石,然后逐层压实,分层厚为250mm,分层厚度通过高程来控制。施工时下层的密实度经现场检测合格后,方可进行上层施工。

5.2.3砂石垫层面应铺设在同一标高上,如深度不同时,基坑地基面做成踏步或斜坡搭接,各层搭接位置应错开1m距离,搭接处应注意捣实,施工要按先深后浅的顺序进行。

5.2.4人工级配的砂石垫层,砂石通过搅拌站拌合均匀,并保证其含水率在10%,方可进行铺填碾实。

6、地基处理完成后的沉降观测及效果

片石挤淤置换法往往不可能把软弱层完全挤出,因此,必须考虑换填后地基的沉降对建筑物造成的影响。为了防止沉降量过大或发生不均匀沉降造成建筑结构破坏,在地基处理过程中和地基处理完成的后续施工过程中必须通过临时观测点和长期观测点对地基的沉降及稳定性进行检测,临时观测每天进行检测一次,三天进行一次总结,若日平均沉降量达到3mm/d,应立即停止施工,直至日沉降量小于上述值后再进行施工。

地基处理完成后的沉降观测是检验软基处理效果的有效方法,在施工过程中沉降观测及长期观测位置分别在建筑物四角、各边中部以及绞车基础四角各设置一个观测点,共计12个,并作标记符号。主体施工时,每天进行一次沉降检观测,每施工好一层后,作一次总结,计算出总沉降量和日平沉降量,并做好记录。在结构封顶,竣工交付使用后,继续进行观测和做好记录。

经过观测,在竣工完成后6个月内,建筑物沉降仍在继续,说明地基固结还未完成,底部残留的淤泥还未完全挤出,但12个观测点的日沉降量均不超过3mm,说明基底残留的淤泥层较薄。竣工完成6个月后,沉降趋于稳定。累积沉降不超过30mm,建筑物地基固结基本完成,片石挤淤置换处理效果良好,建筑物地基处理施工质量得到有效保证。

场区内其他建筑物如:主井井口房、联合建筑、副井提升机房、大块筛分破碎车间、锅炉房等工程地基处理方法均采用片石挤淤置换和砂石垫层换填相结合的方法,经过对上述工程多次沉降观测,从观测数据得出结论:在前期沉降较快,沉降量大,后期基本沉降较慢,地基基本稳定,片石挤淤置换法和砂石垫层换填地基处理效果良好,地基施工质量得到有效保证,地基承载力达到设计要求。

7、结束语

需要强调的是地基处理最好通过多方案的比较,选出最优方案。对一具体工程,技术上可行的地基处理方案往往有几个,此时应根据工程地质条件、施工机械条件、技术水平,经验积累以及建筑材料品种、价格等,通过技术、经济、进度等方面综合分析考虑。因此,在选用地基处理方法时一定要因地制宜,具体工程量具体分析,要充分发挥地方优势,利用地方资源,以及对环境的影响,进行地基处理方案优化,以得到比较好的地基处理方案。

参考文献:

[1].煤炭工业太原设计研究院,《山西焦煤集团岚县煤焦有限公司 葛铺煤矿矿井工来业场地岩土工程勘察报告》,2004

[2].龚晓南,《地基处理手册》(第三版) 北京 ,中国建筑工业出版社

[3].中国建筑科学研究院,《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012

[4].中华人民共和国住房和城乡建设部,《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011,北京,中国建筑工业出版社

作者简介:

软弱地基篇6

Abstract: In municipal engineering construction, weak foundation as a bad foundation, how to treat it by a economic and reasonable way, is a course of municipal engineering. This paper puts forward the definition and processing methods of weak base.

关键词:市政;软弱地基;处理方法

Key words: municipal;weak foundation;processing methods

中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)14-0075-01

0引言

随着城市建设的不断扩展,市政的改扩建工程也与日俱增。但是旧城地基得土质较为复杂,软弱地基经常遇到。软弱地基若处理不当,则会造成地基沉降不均匀,不仅导致建筑物的不可用,也给开发商造成经济上的浪费,造成社会资源的极大浪费。因此,对软弱地基有更好的认识和不断研究经济合理的处理方法对市政工程有重要的意义。

1认识软弱地基

1.1 软弱基地的定义我国《建筑地基基础设计规范》(GB 50007 2002)中规定,软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。它是指基本上未受过地形及地质变动,未受过荷载及地震动力等物理作用或土颗粒间的化学作用的软粘土、有机质土、饱和松砂和淤泥质土等地层构成的地基。

1.2 软弱地基的特点与判断标准软弱地基的软土具有强度较低、压缩性较高和透水性很小等特性。软土的判别应符合下列要求:第一、外观以灰色为主的细粒土;第二、天然含水量大于或等于液限;第三、天然孔隙比大于或等于1.0。而我国软土的主要分布区,按工程性质结合自然地质地理环境,可划分为三个地区,即沿秦岭走向向东至连云港以北的海边一线,作为Ⅰ、Ⅱ地区的界线; 沿苗岭、南岭走向向东至莆田的海边一线,作为Ⅱ、Ⅲ地区的界线[1]。

2处理方法

2.1 换土垫层是处理市政软弱地基的最主要方法之一,又名换填法该方法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理,如淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土及暗沟、暗塘等。通俗地讲就是把底面下的软弱土换掉,另外用中(粗)砂,级配良好的砂石、灰土、素土、石屑或煤渣(均是无侵蚀性的低压缩性的散体材料)代替。一些地基比较薄时,可全部挖掉替代。“偷梁换柱”般、“脱胎换骨”般创造出具有承载力的持力层。使用砂石、灰土、素土、石屑或煤渣替代软土层不但提高地基得承载力,减少沉降量,也可以起到加速软弱土层的排水固结以土地的冻胀。需换层被砂垫层或砂石垫层代替时,其垫层厚度是根据作用在垫层底面处土的自重应力和附加应力之和应不大于软弱土层的容许承载力,以及周围水文地质条件来确定。砂垫层深度一般为0.5-2.5米,不宜大于3米。而垫层宽度则根据垫层侧面土的容许承载力来确定。一方面,如果宽度不足,四周土又比较软弱的话,垫层就可能被压溃,使基础沉降增大。另一方面,如果垫层侧面土质较好的话,垫层的顶部与底部可以等宽,其宽度从基础两边齐放出20-30cm;如果侧面土质较的话,要增加垫层底部的宽度。

R ≥200(kPa)时,B1=B+(0-0.36)Z

120≤R≤200kPa时,B1=B+(0.36-1.0)Z

R≤120 kPa 时,B1=B+(1.6-2.0)Z

式中:R为垫层侧面土的容许承载力(kPa);B为基础宽度(米);B1为垫层底部的宽度(米);Z为垫层厚度(米)。换土垫层能就地取材,施工简便,不需特殊的机械设备,既能缩短工期,又能降低造价,能有效地解决中小型市政工程的地基问题,故得到普遍应用。

2.2 砂石桩法也是处理市政软弱地基的方法之一该方法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基,对这些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,但是可以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,使砂石桩与软粘土构成复合地基,加速软土的排水固结,提高地基承载力。

2.3 高压喷射注浆法也是处理市政软弱地基的方法之一该法适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基,提高地基的承载力和降低压缩性。对于流动地下水的饱和松散砂土等地基,不宜用于处理泥炭土、等塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基。当地基的天然含水量小于30%、大于70%或地下水的pH值小于4时不宜采用此法[2]。

2.4 灌浆法也是处理市政软弱地基的方法之一该方法适用于卵石、(中)粗砂和有裂隙的岩石,如果是粘性土,则用较高的压力灌入浓度较大的水泥浆或水泥砂浆。其方法是用钻机成孔,将注浆管放入孔中需要灌浆的深度,钻孔四周顶部封死。启动压力泵,将搅拌均匀的水泥浆或水泥砂浆压入土的孔隙和岩石的裂隙中,同时挤出土中的自由水。水泥浆凝固后,土体与岩石裂隙胶结成整体。

2.5 土的压密法也是处理市政软弱地基的方法之一,也称强夯法或夯实法,适用于处理砂土、碎石土、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[3]。利用压路机、推土机、羊足碾将土压密,提高土的强度和不透水性,宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。只有在土最优含水量的条件下,才能得到有效的夯实效果。由于这种方法缺少机械设备,在施工中很少采用。

2.6 深层搅拌桩也是处理市政软弱地基的方法之一,有时也称水泥搅拌桩广州番禺南沙地区的饱和软土属高含水分、高压缩性、低强度的超软弱粘土,其他的数据资料表明南沙地基属于典型的软弱地基,广州市政于水管道中的地基加固时,运用水泥搅拌桩,效果显著。利用水泥作为固化剂,通过深层搅拌机械在地基将软土或沙等和固化剂强制拌和,使软弱地基硬结起来,提高其强度。该方法用于处理软基后可成桩、墙等。南沙区所加固的水管道是1620mm的pccp,单根管重约10吨,双管线,基坑开挖宽度7米,需埋深约3.5米,因此以深层搅拌桩的处理方法对抗软弱地基的侵蚀性非常合适。

3总结

目前针对市政软弱地基的不同结构和类型,应该选择与之适应的处理方法,只有对存在软土地基的场地地质详细勘察,查清场地地形地貌以及水文地质情况,精心设计,反复研究,根据不同的工程性质和地质特征,比对方案,采取最佳地基处理办法,才能设计出安全、合理、经济的建筑物和构筑物基础。

参考文献:

[1]高建.浅谈软弱地基的处理[J].科技信息,2009,31:636.

软弱地基篇7

关键词:桩 基础 软弱地基

一. 软弱地基的种类及常见的处理方法

软弱地基的种类很多,按成因一般可分为人工填土类地基;海相、河流相和湖相沉积而成的含淤质粘土类地基;各种山前冲积、洪积相所形成的夹卵石、漂石的粘土类地基。复杂的成因造成了它们在物理力学性能上的复杂性,它们的共同特点是承载力低、压缩性高。目前对厚度较大的软弱地基一般采用各类钢筋混凝土桩进行处理,对含水量和孔隙比较大的软弱地基一般采用砂桩、石灰桩,化学灌浆或堆载预压等方法处理。各种处理方法都有较强的针对性,处理方法选择是否合理,直接影响到建筑物的设计是否安全和节约。在实际工程中,松木桩处理软弱地基的问题较少提及,笔者认为在条件许可的情况下采用短木桩处理某些软弱地基不仅施工较为便捷,而且费用也较为经济合理。

二. 用松木桩处理地基的实例

在实际工程中软弱地基普遍存在,对于一些层数较低、荷载较轻的建筑物地基或遇局部暗塘的情况,大多是采用松木桩处理地基的。下面就110KV鹿山变电所主控楼的地基处理作一简要介绍。

(1) 工程的地质概况

该工程位于鹿山附近,建筑面积650m2,两层全框架结构。地质剖面自上而下由杂填土、淤质粘土、含淤质砾砂卵石、粉质粘土及粘土构成。淤质粘土呈软塑状,下部的含淤质砾砂卵石呈中密状,是较为理想的持力层。持力层的实际埋深约4米。当时曾考虑用砼短桩或换土垫层法处理,经技术经济比较确定了松木桩的处理方案。

(2) 松木桩的设计计算

在设计中短木桩用作挤密桩时可按下式设计:

S=.d√( e0)/( e0- e1)

n=A/AP

S??桩的间距(m)

d??桩径(m)

e0??挤密前土的天然孔隙比

e1??挤密后作要求达到的孔隙比,可按地基所需的承载力设计值再根据《建筑地基基础设计规范》附录五附表5-3或5-4确定

n??每m2桩的根数

A??每m2地基所需挤密桩面积,A=( e0- e1)/( e0)

AP??单桩横截面积(m2)

在设计中,当桩端有硬壳层存在时,可作为端承桩,按下式计算:

Pa=Ψα[σ]A -----------------(a)

Pa??单桩承载力

Ψ???纵向弯曲系数,与桩间土质有关,一般可取1

α???桩材料的应力折减系数,木桩取.

[σ]??桩材料的容许压力,kPa

本实例中柱下独立基础附加应力及自重总值为KN。选③层为桩端持力层,地基土的容许承载力经综合分析后取值kPa,基础埋深1.米,经计算基础尺寸为.*.m。持力层埋藏较浅,因而采用端承桩设计。根据(a)式,当以松木为材料,桩直径为cm时,[σ]为.kPa

Pa=*.*.*(./)*π=.KN/根

每平方米所需桩数为

n=/(.*.*.)=.根/m

实取5根/m

该工程的桩基底面积为m,所需桩数:

*=根

桩的布置按梅花形:

全部打桩完毕后,在桩顶面铺设cm厚片石灌石子,加以夯实,然后再做基础。

(3) 经济效果分析

根据建筑预算定额,φcm的松木桩.m长每根桩工料费为元/根,总费用*=.万元。若用cm*cm混凝土预制短桩约需.万元;若用换土垫层则需.万元,并且因地下水位较高,换土施工难度很大。显然用松木桩方案为首选。该工程年月竣工两年多来,通过使用和观测证明,结构稳定安全。

三. 松木桩处理软弱地基的适应条件

根据笔者在软土地基上工程建设的实践经验,软土地基的设计之前必须认真进行工程地质勘察和土工试验。只有查清土层和土质的情况,才能正确地进行设计和施工;再者,必须从场地的土层和土质的特点出发,对地基与基础的结构、施工及使用等方面进行综合考虑,通过方案比较、合理地选择地基处理

  

方案。一般软土厚度小于m时较为适宜用松木桩处理,为了便于打桩,桩长不宜超过m。作端承桩时,为了保证桩尖能进入持力层,上部可先开挖至基础的埋深后再打桩。桩的材料必须用松木,因松木含有丰富的松脂,这些松脂能很好地防止地下水和细菌对其的腐蚀,价格也较为便宜。松木桩适宜在地下水以下工作,对于地下水位变化幅度较大或地下水具有较强腐蚀性的地区,不宜使用松木桩。

软弱地基篇8

关键词:道路桥梁;施工;地基处理

中图分类号:TU997文献标识码: A

一、软弱地基概述

工程建设施工中常遇见的较为松软的地基环境就是软弱地基,它主要由淤泥质土、杂填土或其它高压缩性土层构成,这就要求工程施工技术人员在设计地基施工方案时必须严格按照软弱地基的设计标准进行设计。如果只是建筑地基的局部存在高压缩性土层,也应该按照局部软弱土层进行设计施工。

在进行工程设计和地基处理设计前,工程技术人员应该对地基环境进行一定技术含量的勘察,查明软土层承载力情况和其他相关状况,以及地基土层的物理和化学性质。特别的,冲填土层的均匀性和排水固结条件情况,杂填土层的自重下稳定性和湿陷性情况也应该勘察清楚。另外,对于其它特殊土层应该查明特定土层的特征、工程性质、成层情况等情况。这些数据都是工程设计和选用地基处理方案的依据,所以勘察时务必要认真严谨。

二、道路桥梁施工中软弱地基的影响表现

关于道路桥梁施工中的软弱地基,在施工过程中容易受到桩侧泥皮、桩端沉渣和其他因素等的影响,从而影响道路桥梁工程整体的质量水平。这些影响主要体现为以下几点:

(1)桩侧泥皮影响

软弱地基条件下,桩基在成孔期时,利用优质泥浆护壁,以提高孔壁的稳定性,其中由泥浆颗粒吸附形成的泥皮,起到重要的作用。然而,泥皮有碍于混凝土与周围土体的黏结,使得桩侧的摩阻力大打折扣。经实验,分别确定了泥皮的含水率、天然密度、液塑限等,发现其含水率在液限之下,为软塑状态,而其不均匀系数在5之下,属于级配较差的均匀土,相比于桩间土,前者的抗剪强度和黏聚力指标都比较小。

(2)桩端沉渣影响

泥浆护壁钻孔桩施工时,由于是以泥浆作为冲洗介质,因此无法彻底清除桩端的沉渣,而沉渣能够改变桩端土的持力层性质,使得钻孔桩的承载力被削弱。譬如某道路桥梁工程的灌注桩间,存在330mm厚的沉渣,检查发现灌注桩受到沉渣影响,承载力已经降低了约30%左右,亟需将桩底填充的沉渣清除。

(3)其他因素影响

首先是成孔期间,桩端和桩侧在浆液侵蚀影响下,摩阻力下降,某些桩孔里面,泥浆液体无法全部排出,使得桩基土层被浸泡而逐渐松软,同时降低了土层的抗压强度;其次是水下混凝土施工期间,灌注导管里面的混凝土出现离析情况,使得桩底的混凝土强度降低,这对单桩承载力也有一定程度的影响;再次是混凝土硬化期间,其体积变小的同时,桩基的混凝土与孔壁之间的间隙,导致侧摩阻力减小,而单桩承载力也会随着降低。

三、软弱地基处理的主要目的

对软弱地基进行处理的主要目的就是通过各种物理或者是化学处理方法,改善软弱地基土体的不良地质特性以及透水特性,降低土体的压缩性,同时提高土体的抗剪强度,归根结底就是实现软弱地基土体稳定性与承载能力的提升,因此软弱地基施工处理需要重点解决以下几方面的问题:

(1)解决桥梁基础的强度与稳定性问题。由于软弱地基土体的抗剪强度较小,因此无法直接承受桥梁自重以及交通荷载,如果软弱地基土体处理不当,强度不足、稳定性较差会造成地基出现局部或者是整体的剪切破坏,进而出现桥台破坏以及地基失稳等问题发生。

(2)解决各种沉降变形问题。由于软弱地基容易出现较大的沉降变形以及不均匀沉降变形,因此容易造成桥梁结构由于结构受力模式的变化出现开裂等问题,严重影响桥梁结构的通车安全。

(3)在外部交通荷载或者是地震波的作用下,软弱地基土体很容易出现液化、失稳以及震陷等问题,造成桥梁结构的破坏,提高软弱地基土体的稳定性也是施工处理的关键内容。

四、道路桥梁施工中的软弱地基处理技术

(1)管桩加固法

1、孔内深层强夯法

孔内深层强夯法就是指利用施工机械在地基上打孔,然后在孔内放入重锤。通过分层填料、分层强夯或者是边填料边强夯,以保证地基土的密实性。孔内的填料可以采用建筑垃圾、工业废料、煤灰以及卵石等材料。孔内深层强夯法与其他地基处理措施的最大不同在于,孔内深层强夯法是通过孔道来处理深处的地基,采用的是自下而上的,由深到浅层的方式。在地基处理过程中,需要根据地基的土质情况,来选用不同的处理工艺,以保证桩体能够获得托盘状、扩大头以及串珠状等理想形状,这样有利于增强桩体之间的摩阻力,使桩体间的土紧密度和咬合度得到提高,进而达到提升桥梁地基承载力的目的。孔内强夯处理法主要适用于土质粘性较高,膨胀比较严重,且湿陷性较大的桥梁地基土层中。这种地基处理技术可以说是一种较为先进的地基处理技术,在桥梁软弱地基处理中应用这种技术,可以大幅降低施工中对环境造成的污染,同时,也可以有效节省工程的成本。

2、碎石粉煤灰混凝土桩

这种管桩主要是采用锤击力、振动力以及静压力等方法,将一端暂时封闭的无缝钢管沉入地基当中,然后通过无缝钢管向地基中灌注入水泥混凝土,边灌注混凝土、边缓慢拔出钢管,以此来形成钢筋笼与混凝同作用的桩柱。这种方法目前在桥梁软弱土地基处理中应用较为广泛,在施工配比时,可以结合具体要求,掺入适量的粉煤灰来提高混凝土的和易性与工作性;在碎石粉煤灰混凝土桩施工时,需要对施工场地进行合理布置。开工之前还需要进行成桩试验,以此来判断各项施工措施是否能够符合工程需要,同时对机械设备的性能及使用情况进行检验。对搅拌机、料场的位置进行合理安排,尽量缩短混凝土出料到沉管加料口的时间;在混凝土浇筑过程中,应该缓慢、稳定的拔管。当沉管在拔管至地面2m左右时,应该放缓拔管的速度,以提升桩身直径与桩身混凝土的密实度;为了避免对刚施工完的桩造成扰动,可采取跳打桩的方法来进行施工,即每隔1条~2条桩施工1条桩,下一桩施工必须在邻桩达到设计要求强度后开始。施工完成后,需要对桩身进行必要的保护,在混凝土还没有到龄期之前,不可采用重型机械进行局部碾压,也不可进行填土加载;碎石粉煤灰混凝土桩施工完成后,必须进行严格的质量检测,在质量检测时,需要加强抽芯检测与小应变检测,检测频率为抽芯检测1%~3%,小应变检测15%~30%,最后根据桩的总数量与检测成本来确定检测频率,同时还要对检测结果进行总结分析,以不断提升碎石粉煤灰混凝土桩的施工质量。

(2)换填土处理法

当应有的承载力和稳定性在道路桥梁地基上不能得到满足,而且软土层的厚度并不大,在软土层上进行采挖,之后在考虑实际情况的基础上,分层填充如炉渣、粉煤灰、砂石和灰土等稳定性较好的材质,再对材质进行强夯打压,从而使地基密度加大,地基承载力得以提高,而沉降量下降,使软土地基的排水固结加快,从而让改造后的软土地基符合建筑施工中的设计要求,以此来确保施工过程的安全。上述方法就被称为换填土处理法。土层的附加应力分布规律是换填土处理方法依据的原理,在排水性较差且土质不均匀的软土地基上,这种方法被广泛应用。

(3)密实加固法

1、排水挤密加固法

在江河湖海和含水量较高的沼泽等周边的软土地基都能运用排水挤密加固法。显而易见,这种方法采用某种独特的方式排水和吸水,例如在软土层中插入机械将塑料排水板,水分经过预压负荷,沿着塑料板渗透到砂垫层,从而使软土地基的承载力得以加固。排水挤密加固法作为一种新兴的技术和工艺,从以往不同的角度对软土地基进行加固,在道路桥梁施工中得到广泛应用,具有施工简单,加固处理效果好等优点。

2、高压喷射注浆法

这种方法与上面所讲到的强夯动力固结方法具有一定相似性。它利用高压喷射施工机械,将水泥、粉煤灰等强度和固结性较好的材料通过高压喷射传输到软弱地基深层,经过注浆操作来提高整个地基的强度。相对而言,高压喷射注浆桩处理深度较大,目前的技术能达到的最大处理深度已达30m。

五、结语

总而言之,道路桥梁事业随着经济和时代的进步也在不停发展,我们应当对软土地基的处理措施加以重视。那么就要就工程技术人员掌握各种不同的处理方法,在施工前要对各种软弱地基进行详细的分析研究,以便采取更加合适合理的处理方法,以改善软弱地基的土体力学性能,提高基础的承载力,避免由于各种软弱地基处理不彻底造成道路桥梁结构后期工程病害问题的发生。

参考文献:

[1]王曦.道路桥梁施工中的软弱地基处理探讨[J].科技资讯,2013,25:65-66.

[2]姚万里.如何处理道路桥梁施工中的软弱地基[J].科技传播,2011,18:57+42.

软弱地基篇9

【关键词】输电线路建设;软弱地基;技术处理

软弱地基问题在输电线路建设中较为常见,同时,也是输电线路建设中薄弱环节。软弱地基一般指淤泥与淤泥质土壤及杂填土等地基层,当地基的承载力不足时即为软弱地基,需要进行相应的技术处理。在施工前要做好地质勘察工作,对软弱土层构成和分布、土质等所有情况有充分的了解,才能进行下一步的软弱地基处理。对淤泥质土壤和杂填土也要勘察好地基的排水和固结情况,确定土层稳定性与湿陷性。

1.输电线路建设勘察和设计中软弱地基问题的处理

1.1 地质勘察需要掌握准确地质资料

在钻探时位置要选择在塔中心,不可以远离塔位,而在泥沼和山谷等具有复杂情况的地质地带,要增加地质钻孔,对不同塔腿地质情况都要进行钻探取样,不同地基土进行不同a值范围选取,如表1所示。

表1 不同地基土的a取值范围

土体类别 饱和度 推荐的a值

透水地基(粒状土) 高 0.5

低 0.5-0.6

半透水地基(粉土地基) 高 0.35-0.4

塑性指数小于8 低 0.4-0.5

不透水地基(粘性地基) 高 建议不使用强夯

塑性指数大于8 低 0.35-0.4

1.2 输电线路建设中软弱地基问题具有复杂性与特殊性

按照我国相关输电线路技术设计标准,并没有使用概率极限的设计原则,一般仍使用总安全系数的方法,并没有应用分项系数的设计方法。大量研究人员都在研究地基工程的可靠度问题,可见,地基工程和结构工程方面的问题都要保证可靠性的设计。而输电线路的地基工程保持长时间的,应用传统安全系数进行设计的方法进行定值和设计并不恰当,这已成为一个急需改变的问题[1]。

1.3 风荷载导致输电线路杆塔被破坏

据统计,由于杆塔倒塌或者导线断股的事故,有30%以上是由于风引发的。这些是不利于我国经济建设与人民安定生活的,还会浪费大量资金与时间进行修复。而动力风荷载一般要以理论与试验方法进行测试,按照风的特性和结构的特性,确定风与结构地基的作用关系参数,最终确定动力风荷载。可见,动力风效应一定要保证足够的准确与精度,才能使输电线的杆塔和基础设计合理而安全。在输电线路的设计中一定要进行一定抗风措施的设计处理,才能保障线路的结构体系安全[2]。

1.4 软土地区的杆塔在基础设计上的要求

软土地区的杆塔在基础设计上既要保证杆塔的基础设计,还要保证塔基的沉降量和倾斜度方面的要求,所以,软土地区在杆塔的设计上要有一定的特殊性。可以进行灌注桩,这种施工方式造价较高,而且不容易控制施工质量。如果进行大板式基础,一般基础尺寸要控制在7×8m,这种施工方法施工成本也很高,而且对土方的开方量很大,在施工中使用的工艺较为复杂,一般使用钢筋量要达到7、8t[3]。

进行大板式的基础安装之前,会出现不均匀沉降,而我国对软土地区地基处理和杆塔基础处理仍有不足,使很多软土地区的杆塔设计水平低,和发达国家设计水平相比有着极大差距。尤其是基础造价会占到总投资的25-35%,却没有系统的进行基础的试验和测试研究,导致我国软土地区杆塔基础成为输电线路建设最薄弱的环节,尤其是我国的东北与西北地区,冻土冻胀导致基础位置被抬高,要处理好冻土地基的问题,而近海地区受海水侵蚀要研究抗腐蚀的问题。

2.输电线路建设工程施工中软弱地基问题的处理

输电线路建设软弱地基的杆塔施工要控制好基坑的开挖与混凝土的浇制及排水,防止基底的原状土被扰动。当开挖至底面,低出地下水位时,地下水会渗到坑内,不及时排出,坑土泡软就会导致坑壁的坍塌,导致地基的承载能力下降。所以,工程施工中一定要做好排水工作,这是基础施工最基本的内容[4]。软弱地基的基坑进行排水时有很多方法可以选择,一般施工单位会按照基坑排水量与企业本身排水设备具体情况选择排水方法。如果是流沙坑,就要避免坑壁的坍塌,控制坑底水量的流入,以挡土板或者沉箱等方法进行开挖。要控制对原状土扰动,就不能一次挖到设计的深度,需要在开挖后,临近设计深度的200-300mm停上开挖,申请监理部门进行验坑工作。经过验坑后,在局部进行开挖,慢慢展开挖到设计的深度,这时,施工人员不能直接行走于坑底,要铺好木板在木板上通行。

根据设计的要求对软弱地基的基底要进行加固措施,根据设计的要求完成加固,例如:使用石块充填的方法进行加固,当基坑挖到设计的深度时,加入石块,夯到土中密实,清理干净挤出的软土,再铺好碎石。如果使用木桩进行清淤,就要将顶层的淤泥清理干净后,打好木桩,充填进砂层,再清理干净挤出软土,进行灌水,使砂层进一步沉实。如果要添加混凝土进行垫层就要在铺好垫层之后,停留48h,这时才能进行制模的浇制,保持垫层的凝固时间,使地基更稳定。基坑开挖时,施工人员也要对比地质情况和设计中地质资料的相符程度,一旦发现不符之处,就要及时对设计和监理部门进行反映,进行现场鉴定和处理,才能进行下一部浇制基础工作。

3.输电线路建设工程监理中软弱地基问题的处理

输电线路基础工程属于隐蔽工程,也是监理工作重点工作内容,尤其是软弱地基的监理工作是关键点。所以,建设施工前就要对设计资料做好充分的了解和审查,确定施工事前控制点,尤其面对现阶段普遍存在的分包情况,很多项目分包施工企业的施工人员素质不高,一定要抓好监理工作,做好软土地基沉降与稳定的监测工作,如表2所示。

3.1 监理单位要审查好施工单位的组织工作,能否根据设计和施工方案采用合适的技术处理措施,例如:排水措施、避免原土地基被扰动的措施等[5]。

表2 软土地基沉降与稳定的监测

3.2 监理单位要做好旁站的监理工作,软弱地基施工时,监理单位一定要有专人在场,全程进行旁站和监理,做好对施工单位的监督工作,监督施工单位是否根据施工方案进行施工,全程进行详细记录。

3.3 监理单位要监督好施工单位的施工,做到文明施工,同时,要做好对分包单位监督管理工作。

4.结束语

综上所述,软弱地基是我国输电线路建设中的难点,只要做好勘察设计和施工、监理等方面的工作,各方面密切配合,进行科学的管理,可以把软弱地基投资控制在一定范围内,改变我国输电线路建设落后的情况,实现先进的、安全的设计,使整个输电线路工程质量得到保证,保证输电线路的安全、稳定运行。

参考文献

[1]黄建辉.高压输电线路建设中软弱地基问题的处理[J]. 广东电力,2011(10).

[2]芦斌.浅谈输电线路改造过程中的相关问题[J].中小企业管理与科技(上旬刊).2010(08):132-133.

[3]黄建辉.高压输电线路建设中软弱地基问题的处理[J].广东电力,2012,11(25).

软弱地基篇10

关键词: 高速公路,软弱地基,处理措施

Abstract: the soft soil moisture content, porosity ratio of high, high, compressibility shear strength to many of the characteristics of the engineering construction lead to problems. Therefore, in soft soil foundation to build on the highway to note that many problems. This article in view of the soft soil foundation on the highway construction treatment measures are put forward.

Keywords: highway, weak foundation, and the treatment measures

中图分类号:U412.36+6文献标识码:A 文章编号:

引言

在高速公路设计、施工过程中非常受关注的一个问题是软弱地基的处理。当前高速公路软土地基存在路基沉陷、开裂、桥头跳车等问题,一直困扰着我们。因此,及时采取合理的措施,有效保证路基的稳定和平稳运营,是当前高速公路专家关注的焦点。根据稳定标准、沉降标准对软土地基的处理从设计阶段就要考虑。

一、 地表薄层软弱地基的处理

对于厚度小于3m 且分布于地表的软弱土层,首先应考虑换填处理的可行性, 此种方法简单直接、计量方便。设计中首先应分析软弱土性质和设计承载力要求, 换填厚度可根据需要提高地基承载力大小计算确定。地表薄层软弱土主要有以下几种分布情况: 水田段、洼地淤泥段、水塘(鱼塘)段及软土路段(深厚软基)等。对于一般表层软弱的水田段, 设计时考虑采用挖设纵横向排水沟、晾晒、直接填筑砂砾或石渣70cm, 填筑宽度为两侧坡脚间距离, 砂砾或石渣顶面的压实度要求≥90%。对于洼地淤泥段, 当洼地淤泥厚度≤ 2m路段, 采取排水、挖除淤泥, 填筑砂砾或石渣≥ 70cm,填筑宽度应为坡脚外2m, 砂砾或石渣顶面的压实度要求≥ 90%; 当洼地淤泥厚度> 2m 时, 由于挖除和换填的工程量较大, 应从技术、经济方面进行综合分析、论证, 确定采取浅层或深部处理措施。( 3)水塘(鱼塘)路段, 一般分两种情况: 其一,在路基范围内的水塘(鱼塘) , 采取抽水(有水情况)、清除淤泥、晾晒的措施, 填筑砂砾或石渣等透水性粒料至常水位以上0. 5m, 其顶面压实度≥90% , 然后填筑路堤; 其二, 路基占用一部分水塘时,除采用以上处理措施外, 受水浸淹的边坡应采用浆砌片石护坡进行防护, 防护高度为常水位+ 0. 5m,基础深度考虑满足冻深的要求。

二、深厚软土层的软弱地基处理

此种软弱地基由于硬壳层的存在, 主要是沉降超过工后沉降允许值的要求, 一般路基稳定问题为次要, 但也必须进行计算分析。首先应分析各个土层的性质, 根据路基高度传递的附加应力情况采用分层总和法计算各薄土层的应力应变状况, 根据软弱土层的工后沉降状况确定处理方案。根据大量计算结果发现, 地表硬壳层越薄, 所起的应力分散作用越小, 传递的主应力越大, 越需要采用排水固结法或复合地基法等深部处理方法。反之, 当硬壳层厚到一定程度时, 路基和行车动载形成的附加应力传递到地层深部较小时, 软弱地层的压缩变形也较小、较缓慢, 计算路基稳定性的同时, 可采取超载或等载预压处理。

等载预压是指在路床顶面以上填筑与路面结构层材料重量相等的填料并分层压实对软弱地基进行预压, 在施工期间消除大部分的地基变形沉降。超载预压是采用超过路基路面的荷载进行预压。一般预压期以6~ 18个月为主, 具体需要根据软基性质、路基高度、所处位置、工期安排等因素综合计算确定。采用路基路面的建筑材料预压是此种地质条件最经济有效的措施。在应用超载预压中必须计算路基的稳定性, 同时设置沉降板和水平位移桩等措施监测, 必要时还应钻设测斜仪等仪器观测。

三、地表硬壳层软弱地基处理

软土层厚若超过3m 时, 一般大面积采用换填方式则不经济(挡墙或构造物基础除外), 因此列举一些常用的深部处理方法。

(1)路床以上等载预压填料要求分层压实, 高度确定应以路面结构层等重的路基填料计算填筑高度。先清除表土, 整平场地, 形成自路中心线向两侧1% 的横坡, 铺设一层30cm 砂砾垫层并压实, 然后按要求打设塑料排水板, 排水板露出垫层15cm 并弯倒, 再铺设一层土工格栅, 之后铺设20cm 厚砂砾垫层, 如有第二层土工格栅可铺设在砂砾垫层顶面,如有第三层土工格栅应铺设在砂砾垫层顶面以上50cm位置。

在预压期中应保证等载高度, 及时填筑沉降补方, 预压期不包括填筑期。为保持良好的排水条件,等(超)载预压在预压期间路堤顶部设置3% 的横坡, 待路面施工前再修整路床路拱横坡与设计坡度一致。等(超)载预压土方待预压期满卸载。砂砾垫层材料作为水平排水通道十分重要,砂砾料来源困难时, 必须通过试验研究确认后, 方可选用符合要求的其他材料替代砂砾垫层。经实践和理论分析, 碎石垫层难以达到理想效果, 应掺砂处理。

(2)通过抽真空形成负压, 当真空度达80kPa以上, 则相当于一次性加4~ 5m 高度的填土荷载, 缩短了加载时间。高速公路采用真空堆载联合预压加固软基方法, 可利用路基填土作堆载, 使土体在真空荷载和堆载联合作用下发生固结,加固后土体强度能提高2~ 3倍。同时, 由于真空产生负压, 使土体产生向内收缩变形, 可以抵消因堆载引起的向外挤出变形, 地基不会因填土速率快而出现不稳定性问题。因此, 真空堆载联合预压比堆载预压安全可靠。另外, 真空堆载联合预压加固软基的加固效果影响深度较大, 比较适合加固深厚软土层地基, 不仅预压效果明显, 而且可减少软基的工后沉降。本方法计算理论与应用技术成熟, 适用于大面积场地, 造价较复合地基处理方案便宜, 主要的后期费用为抽真空的电费。处理效果受施工因素影响大, 施工现场控制技术要求较高、较复杂。

(3)碎石桩直径一般采用50 ~ 80cm, 间距一般为1~ 2m。碎石桩填料应采用未风化的干净砾石或轧制碎石而成, 粒径为20~ 50mm, 含泥量小于10% 。施工前应做成桩试验, 数量不少于5根, 验证各种设计参数和施工控制的有关参数。施工场地上应事先开设排泥水沟系, 将成桩过程产生的泥水集中引入沉淀池。定期将沉淀池底部的厚泥浆挖除运送至预先安排的存放地点。碎石桩施工时宜先清除表土、整平场地, 铺设一层40cm 碎石, 然后按要求施打碎石桩, 再铺设30cm碎石。碎石桩施工应根据制桩试验成果严格控制水压、电流和振冲器在固定深度位置的留振时间。填料要分批加入, 不宜一次加料过量, 每一深度的桩体在未达到规定的密实电流时应继续加料, 继续振实,。桩顶部的松散桩体应挖除, 或用碾压等方法使之密实, 随后铺设并压实垫层。

小结

随着我经济实力的不断提高,高速公路建设的工艺也不断纯熟。由于我国东部沿海地区多为软土层,在高速公路建设过程中经常会遇到软土地基处理问题。在实际施工过程中应因地制宜进行使用, 同时积极创新, 采取最有效的处理方式, 确保高速公路的路基安全。

参考文献