软土地基论文十篇

时间:2023-03-15 02:17:12

软土地基论文

软土地基论文篇1

关键词:软土地基勘察基础设计

近几年,经济的发展带动了电力建设迅速发展,同时由于国家“西电东送”工程的实施,苏北沿海地区新建了若干输变电工程。由于该地区地质分布有含水量大、压缩性高、承载能力低的软土薄弱层,对工程基础设计带来极为不利的影响,稍微地质勘察不详细或基础设计形式不对,都可能引起建筑物(构筑物)的过大沉降、倾斜甚至倒塌。

1工程案例及原因分析

案例一:在苏北沿海地区新建某35kV变电所,主变容量31.5MVA,变压器总重17000kg,主变基础采用长5米,宽3.8米,厚0.6米的独立基础,内配Ф12@150双层双向钢筋,基础埋深1.5米,下设100厚C10混凝土垫层。就在主变就位后的第二天发现,主变基础产生不均匀沉降,最大沉降达50mm,明显不利于设备安全运行,基础只得从新浇筑。新主变基础在独立基础下布置了八根12米石灰桩进行地基处理,主变荷载由复合地基承担。基础浇筑养护成功后主变重新就位,安装结束观测至今发现沉降很小。

案例二:同一地区,某在建220kV变电所,配电楼共二层,框架结构,基础采用12米Ф500(壁厚80)预制管桩,承台埋深2米,单桩设计承载力400kN。在静压桩时发现,桩达到设计标高时,压力表读数换算为桩承载力仅为300kN,而且桩最终贯入速度一直很快,这说明桩端未进入持力层,仍然处于软土薄弱层中。经设计、勘察、监理、施工等单位多方协同论证,反复研究,确定接桩方案,在原来12米桩基础上加接8米同型号管桩,后来做静载试验发现,20米桩能满足设计要求。

经分析研究,案例一工程主变基础沉降过大是由于地质勘察不详细引起的,勘察报告就没能详细反映该主变基础下的软土地基分布情况,由于潮汐对地下水位的影响,软土在含水量高时极易压缩变形,从而引起主变基础过大沉降;案例二工程处地基存在9米厚的软土层,由于设计上没有高度重视软土地基对桩基础承载力的影响,导致桩设计不合格。

2软土地基分布及地质特点

软土地基给工程上带来的事故、缺陷很多,要减少软土地基的危害,工程技术人员熟悉软土的特性就显得非常重要。所谓软土是在静水或缓慢的流水环境中沉积,经生物化学作用形成的饱和软弱粘性土。中国建筑工业出版社出版的《工程地质手册》称软土为“软土是指天然含水量大、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、淤泥质土以及其他高压缩性饱和粘性土、粉土等”。特征指标也做了如下表述:当天然空隙比e大于1.5时,称为淤泥;天然空隙比小于1.5而大于1.0时,称为淤泥质土。

几千年来,苏北地区由于黄河淤积和改道,大陆逐步东移,形成了以粉砂、粉土为主,中间夹以粉质粘土和淤泥质粉质粘土软土的地貌。根据工程地质勘察报告发现,苏北沿海地区海拔在1.5~4.5米之间,整个地面从东南向西北缓缓倾斜,软土厚度从3米至14米,地下水位受大气和潮汐影响,一般在0.5~1.5米之间。该地区地质分布土质的一些典型物理性质指标见下表。

表一:土体物理性质指标

土层

厚度(m)

天然含水量ω(%)

天然孔隙比e

压缩模量Es(MPa)

塑性指数IP(%)

液性指数IL

承载力fk(Kpa)

耕土

0.5~1

粉土

2.5

32

0.724

8.21

8.21

9.7

100

粉质粘土

1.5

33

0.928

4.34

4.34

13.8

90

淤泥质粉质粘土

3~14

40~55

0.899~1.348

2.57~4.12

9~14.5

1.22~2.49

60

粉土

4~9

27.3

0.767

6.23

11.0

0.6

140

粉土夹粉砂

未钻透

24

0.598

15.98

170

以上数据是经统计该地区几个变电所工程地质勘察报告而来,从表中不难发现,作为软土层的淤泥质粉质粘土埋深不深,但对不同的场地,该土土层厚度分布不均,这对建筑物和构筑物基础设计提出了较高的要求。

3处理措施及设计对策

3.1细心勘察,查清场地水文地质情况。

拟建场地勘察评价很重要,如若勘测点布置过少,或只借鉴相邻建筑物的地质资料,对建筑场地没有进行认真勘察评价,提出的地质勘察报告不能真实反映场地条件,勘察资料不准确,结论不正确、建议不合理,就会给结构设计人员造成误导。如淤泥质土、暗塘等没有被发现,会使新建的建筑物和构筑物发生严重下陷、倾斜或开裂。

沿海地区工程现场的地质、水文勘察调查宜包括下列内容:了解工程区的地形地貌特征、微地貌类型,地层成因类型、岩土性质、产状与分布概况,不良地质现象概况,地下水类型和分布概况,区域稳定性和历史地震背景和震情。查明海水的侵入范围、咸水(包括现代海水和古代残留海水)与淡水的分界面及其变化规律;潮汐对地下水动态的影响。只有认真研究地质资料,以数据说话,才能设计出切实可行的基础方案。

3.2认真研究、多方论证,确定最佳地基处理和基础设计方案。

苏北沿海地区地质是由于黄河淤积和黄海冲积而成,地貌属于淤泥质海岸,为我国淤泥质海岸分布最广、最典型的地区之一。淤泥质软土的存在对工程基础设计提出了更高的要求。淤泥质软土地基承载力低,压缩性大的特点,不易满足建筑物和构筑物地基设计要求,需进行地基处理。根据软土地基处理的原理和作用,根据多年一些输变电工程建设实践,可以采取以下简单易行、经济效益较高的软土处理方法。

(1).换土法

此方法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。当淤泥土层厚度在4m以内时,可采用挖除淤土层,换填砂土、灰土、粗砂、砾石、片石、卵石等办法进行地基处理,换填淤泥土层,提高软土地基强度,一般换填的厚度为30~100cm。换填土相对来说造价高,但可以节省工期。

(2).地基加固处理及桩基法

当淤土层较厚,难以大面积进行深处理时,可采用打桩的办法进行加固处理。当淤土层厚度小于5m时,宜打砂桩或石灰桩,通过吸水和排水来挤密淤土,使其孔隙比小于1,以达到一般地基要求;当淤土层厚度在5~7m时,宜打预制管桩至硬土层,设承载桩台;当淤土层厚度在7~10m时,宜打灌注桩至硬土层,设承载桩台;淤土层厚度在10m以上时,宜采用打悬浮桩的办法,挤密淤土层并靠摩擦承载。

(3).优化基础法

①扩大条基底面积,增设钢筋混凝土基础梁。可将条形基础浅埋,把基础设置在地基表层的密实土层上,从而避开淤土层,适当设置钢筋混凝土基础梁,增大基础的刚度,提高基础的稳定性和抗变形的能力。

②采用筏板基础或箱形基础。对小型建筑物可采用扩大基础底板的方法,如设计较薄的钢筋混凝土底板。对大中型工程,可采用空箱底板,即在不增加建筑物造价的情况下,用加大底板高度、减轻底板自重的办法来适应软土地基要求。

③采用合理的桩基础。钻孔灌注桩应用十分广泛,但因属隐蔽工程,成桩后质量检查比较困难,且由于软土的特殊性质,经常会出现一些缩径、断桩、桩身孔洞和“烂桩头”等质量问题。在潮汐地区,没有采取措施来稳定孔内水位,灌注砼时桩孔易坍孔,在该地区基础设计时应少使用;预制桩的承载力由桩端承力和桩侧摩擦力组成,由于软土不易固化,降低了桩的侧摩擦力,使桩在工程使用中不安全,因此该地区基础设计时也应少使用。根据施工实例统计,沉管灌注桩基础是沿海软土地区好的基础设计形式,桩设计承载力和施工成桩质量均好控制,对于沉管桩较能保证质量的桩长范围为Φ400mm在16m以内,Φ500mm在18m以内较合适,桩距最好在4d左右。

软土地基论文篇2

软土地基泛指那些由淤泥及具有淤泥性质的“软土”构成的地基,由于其内部含有较多的水分,导致存在较多空隙,表现出承载能力弱、凝固性差、容易变形等问题,整体表现为牢固度差;由于需要对软土地基进行必要的科学处理,严重影响与阻碍水利工程的建设施工质量和进度,为水利工程埋下了安全隐患。以陕北地区常见的湿陷性黄土软土地基为例,其广泛分布在陕北及关中两个区,厚度一般大于10米,地基湿陷等级一般为Ⅱ级到Ⅳ级,有较为敏感的湿陷性,该类软土地基一般埋藏比较深,这样湿陷发生可能较为迟缓,其会随着承受荷载变化出现局部地基破坏或者地基整体滑动现象;也可能导致在开挖深基坑过程中出现基坑隆起、坑壁失稳等问题。因此,必须使用夯实、换填、排水、挤密、加筋和胶结等技术方法加固地基,旨在改良软土地基的工程特性、降低地基压缩性变化、提高地基抗剪强度以及改善地基动力特性和透水特性。

2水利工程中有效的软土地基处理方法

2.1置换填土法置换填土法不失为一种较好的软土地基处理方法,处理效果较为明显持久,但由于对客观条件要求较高,实际操作起来难度较大。具体操作方法是利用灰土、水泥等硬度较高的土质、材料取代软土,操作过程中注意做到均匀散落于地基之上,目的是保证洒落后土质有更高的承载能力,使其满足进一步的水利工程施工要求。该种软土地基处理方法,存在的问题在于其工程量较大,成本较高,不够经济,操作实施过程中为了有效控制工程成本,尽量就地取材。为了提高工程地基的防渗透性和地基承载能力,需要对替换后的填土进行再次夯实处理,必要时可以采用分层夯实方法。

2.2排水固结法软土地基处理,主要是通过各种技术方法来降低地基土质中的水分含量,达到增强土体强度的目的,可以尝试使用排水固结法处理。通过引入专门的排水设备(如塑料水管、沙井)排出软土地基内部的水分,以此来减小软土地基的土孔隙率,促使地基固结发生变形,从而有效提高地基牢固度。排水固结法较适用于那些饱和、软弱土层;如果是渗透性较低的泥炭土,由于可能导致最终的排水效果较差,应当慎重使用该方法。

2.3夯锤强夯法软土地基处理方法选择与地基内部土体性质密切相关,如果是沙土、黄土构成的软土地基,可以考虑使用夯锤来对软土进行夯实处理。一般情况下,用于夯实土体夯锤的夯力要求在80kN及以上,以此保证土体牢固,从而保证软土地基较高的牢固度和稳定性。以南水北调中线一期工程中某河段施工为例,该河段渠道地基为黏砂多层结构,且半挖半填,挖方深度为7.0~10.5m;渠道底板土质为细砂、重砂壤土和中壤土,渠坡由细砂、重砂壤土和中壤土构成,且重砂壤土、细砂土质分布不均,具有中等偏弱的透水性,而重砂壤土有明显的地震液化潜势。面对该特点的软土地基,在水利工程施工过程中可以考虑使用强夯法处理,单击夯击能3000kN•m时击四遍;其中前三遍夯锤落距可以保持在15m,第四遍满夯过程中落距可以降为5m。使用该技术方法处理完成后,需要对强夯区进行必要的标贯检测、土样室内化验分析,一般情况下都能够明显消除重砂壤土的地震液化问题,使处理后质量能够满足工程设计要求。如果由于地下水位较高,导致强夯后软土地基仍然不合格,可以考虑进行垫土辅助处理。

2.4水泥旋喷法水泥旋喷法是一种通过专用旋喷设备形成水泥旋喷桩来提高软土地基承载能力的方法。该方法较适用于冲填土、软黏土等土质软土地基加固。该方法的基本原理是通过在旋喷桩上设置一个能够发挥特别功能的注浆管,将这个注浆管放入到一定深度的软土层中,然后缓慢向上提升,这时喷嘴会以一定速度转动,而注浆管会在强压力作用下喷出水泥浆液,其与土体接触融合,在水泥浆液凝固后形成所谓的旋喷桩,达到牢固软土地基、防止渗水的目的。旋喷桩的强度、牢固度较高,且不容易被压缩,能够起到很好的土质改良作用。但是水泥旋喷方法也不是万能的,在使用该方法之前需要准确核查土体的成分,如果土体中含有较多的有机质成分,如塘泥土、泥炭土,建议不要使用该方法。

2.5管桩桩基法桩基法是当前水利工程施工建设中应用较为广泛的软土地基加固方法。由于其具有良好的牢固性质,被广泛应用于含水量较大的软土地基处理,其中以钢筋混凝土管桩和预应力管桩使用居多。仍然以前边所述的南水北调中线一期工程某河段为例,鉴于该河段地基土质,经研究后决定采用挤密砂石桩方法处理渠道地基;挤密砂石桩桩位布置为三角形,桩距为200cm、桩径为60cm。挤密桩施工前,先复核每根桩的桩位放线,成桩后再次检查桩位位置是否有偏差,如果发现存在偏差或者漏桩现象要及时纠偏和进行补桩。施工过程中挤密砂石桩跳打进行,由两侧向中间方向试验成桩,均匀分布、逐步加密,及时进行夯填。如果施工是在既有建筑物附近,该桩位是背离建筑物方向。

2.6高压灌浆法高压灌浆法是水利工程软土地基处理的主要方法之一,一般采用液压或者气压的方式,向软土地基内部灌入有凝固功能的浆液,或使用注浆管将水泥浆液均匀注入到软土层中,目的是赶走原有软土层中的水分、空气,促使软土层发生变形。浆液的凝固作用在于使原有软土层中的松散颗粒、裂隙进一步胶结成新的结合体,从而提高原有软土层的承载力、压缩模量,起到加固软土地基的作用。灌注浆液一般选择水泥浆、黏土浆等。

2.7材料加筋加固法该方法是将软土地基的填土用土工布垫隔,通过移动限制保护软土地基不发生偏向位置移动,减少软土地基应力水平,从而有效提高软土地基硬度,保证其稳定性;加筋加固则是将原本浩大的工程重量均分到加固材料和地基基础上,即使软土地基上面的工程发生滑动,也能利用摩擦力防止其发生脱离,以此达到更加牢固地基的目的。这里需要注意的是,施工过程中本着节能环保原则,应尽量减少由于软土地基处理对地下水体造成的危害。

软土地基论文篇3

文章以某道路桥梁工程为例,该道路桥梁工程总长度为15263.3m,双向四车道,路面宽度为24.5m,路基宽度为26.5m,由于该道路桥梁工程的长度相对较长,沿途的地质状况相对复杂,在道路桥梁工程出现了长度为253.2m的软土地质,如果不经过处理在上面进行施工,将不能够满足道路路基整体稳定安全系数大于1.20的要求,通过对道路桥梁工程施工现场进行分析,该道路桥梁工程是施工单位决定采用软土地基施工处理措施进行处理,通过实践取得了良好的效果。

2道路桥梁工程中软土地基的施工处理措施分析

2.1道路桥梁工程软土地基施工处理前的准备工作。

道路桥梁工程软土地基处理前的准备工作主要包括以下几个方面:

2.1.1现场勘查。

软土地基的现场勘查工作主要包括:首先,现场的测绘调查,分析软土地基分布区域的地貌、地形等,同时分析软土地层的成因、范围、深度以及性质等;其次,选择科学的勘查点以及勘查手段,常用的勘查手段包括原位测试法、钻探式勘查法、室内土工试验法等;再者,软土地基评价,当获得了软土地基施工现场的相干参数之后,对各种数据进行分析和计算,获得软土地基的沉降性、均匀性、灵敏度以及承载能力等。

2.1.2选择合适的施工处理方案。

根据现场勘查获得的相关数据资料,对比各种软土地基处理方法之间的优劣性,选择合适的施工处理方案,可以是某种施工处理方法,也可以是多种软土地基处理方法的组合,同时还应该评估施工技术、机械、环节、工期以及材料工程等各种印象因素,综合各种因素选择科学的施工方案。

2.2道路桥梁工程中软土地基的施工处理措施。

目前,道路桥梁工程中软土地基的施工处理措施主要包括以下方面:

2.2.1灌浆处理技术。

灌浆处理技术是通过利用电化学原理、高压旋喷法、粉喷法等将能够改善软土地基性质的浆液注入到地基裂缝中,灌浆浆液可以是水泥砂浆、水泥浆,还可以是化学材料,例如硅酸盐等,灌浆处理技术能够有效的改善软土地基的性质。粉喷桩处理技术是最常用的灌浆处理技术,该种灌浆处理技术的应用优势在于施工机械简单,操作方便,加固效果好等,在采用粉喷桩处理技术时,应该严格的控制钻机的位置,保证钻机按照既定的设计要求进行就位,桩的孔位置必须和设计图纸的位置完全吻合,垂直方向的偏差不能超过1.5%,通常不超过50mm,严格的控制水泥喷入量、停粉时间以及喷粉时间,以此保证粉喷桩的长度和质量,同时还应该做好施工日志,全面、详细的记录水量、孔深、孔位等信息。

2.2.2强夯处理技术。

强夯处理技术是目前使用最广泛的软土地基处理技术之一,也称之为动力固结法,该种软土地基处理技术的工作原理表现为:将具有一定重量的重锤提升至一定的高度,然后由重锤自由降落,通过重锤的重力作用对地面产生巨大的冲击,以此起到加固地基的作用。强夯处理技术具有施工周期短、费用低、设备简单等应用优势,该种软土地基处理技术适用于低饱和粘土、杂填土、黄土、粉土、沙土、素填土等软土地基,但是不适用于饱和度相对较高的软土地基。因此,道路桥梁施工队伍在采用强夯施工处理措施时,应该充分的考虑施工现场的地质构造。

2.2.3排水固结处理技术。

排水固结处理技术是最常见的软土地基处理技术之一,主要包括袋装沙井法、沙井法、砂垫层法等:砂垫层法指的是在软土地基的顶层铺设足够量的砂石,通过填土荷载将软土地基中多余的水分排出,该种排水固结处理技术能够实现排水固结和路基填筑的同步进行,达到在填筑过程中保证路基排水效果的目的,同时又不会承受过大的荷载被破坏;沙井加固处理技术指的是在采用钻探器械在软土地基上进行钻孔施工,然后选取足量的砂石灌入,吸收软土地基中的水分,以此实现排水固结的效果;袋装沙井加固处理技术指的是选取足量的满足施工要求的砂,将其装入到透水性良好的编织袋中,然后用专用的机械设备将沙袋打入到软土地基中,该种排水固结处理技术具有节省材料、费用低、施工效率高等优点,致使其在道路桥梁工程的软土地基施工中得到广泛的应用。

2.2.4换填加固处理技术。

换填加固处理技术指的是根据勘察所获得的数据,选用强度高、稳定性好的石灰、砂石等置换原来的软弱土质,以此改良原有地基或者形成双层地基,达到加固地基、控制地基沉降等效果。在采用换填加固处理技术时应该注意以下几个方面:其一,根据道路桥梁工程的具体状况选择符合相关设计要求的换填材料;其二,在进行置换的过程中,应该进行分层换填、加固和压实,通常采用机械碾压进行处理,保证地基的压实度满足相关的施工要求,;其三,精确的计算换填的深度以及面积,保证换填施工能够顺利的进行。

3结束语

软土地基论文篇4

关键词:饱和软土;基坑;抗滑系数;抗剪强度;滑动力矩;入土比D/H

中图分类号:TV551.4文献标识码: A 文章编号:

1引言

随着我国经济建设不断发展,城市规模的不断扩大,土地资源不断缩减,往地下建设越来越受到青睐(特别是多层地下室的建设),继而带来了一系列关于深基坑开挖与支护的技术和理论的发展。但是在我国软土地区的深基坑开挖与支护仍然是一个难点。我国软土地区分布主要在东南部,如东南部沿海地区福建省等,其上部土层主要是由滨海相沉积形成,多属厚层泥质土,土层主要性质是饱和、软~流塑状、粘滞力小、抗压抗剪强度小,为工程不良地质土,易发生塑性破坏。在地面建筑群分布密,地下管线纵横交错的软土中,进行大量深基坑开挖,如何严格控制基坑四周饱和软土的位移量成为人们关注的焦点。

2 基坑开挖支护常见的破坏模式

图1基坑常见的破坏模式

(1)倾覆破坏(图1a):产生的原因是排桩入土深度太浅和宽度不足或支护方式不当,以及地面堆载过多或重载车辆在坑边频繁行驶等。

(2)墙址外移破坏(图1b):当排桩插入深度不够,坑底土太软或因地下水作用产生的管涌或流沙,可能会导致此类破坏。

(3)地基整体破坏(图1c):此种破坏形式所造成的环境破坏最严重,所造成的损失也最大,因此笔者欲从此破坏方式进行理论探讨,对深基坑基底软土稳定性进行分析。

3深基坑基底软土稳定性分析

对于基坑a、b类破坏方式,只要引起人们高度重视,地基资料齐全,往往能够避免。但是,在厚层饱和软土层中开挖深基坑时,随着维护墙体内外测土面的高差的不断增加,由于土自重载荷以及无法避免的地面荷载等因素,仅靠地基基底以上多层支撑和维护墙体来平衡是不能完成支护的。基坑维护主要控制了基底以上坑外侧土体荷载和地面超载所诱发的水平作用力,对于垂直方向的重力效应,也只有靠基底以下的土体承担。问题是,基底下土层是由厚层的饱和软土组成,由其性质决定了其抗剪强度十分有限,塑性流变破坏也成为严重的不良地质,因而极有可能导致c类破坏方式,造成严重的经济损失和环境破坏。因此对基底软土即下卧层软土分析是十分必要的。

3.1基底软土稳定性分析的极限平衡法

为简化复杂数学计算,笔者对土层和基坑简化处理,见图2所示。

(1)基坑开挖深度为H,围护体入土深度为D;

(2)饱和软土为均质土,非均质土按加权平均厚度视为“均质土”;

(3)当基坑地面以下土体受地面超载q和基坑底高以上土自重作用下达到Mohr-Coulomb极限平衡时,基地土体沿以D为半径的圆弧塑性滑动破坏。

按以上简化由Mohr-Coulomb极限平衡理论,滑动面上土体的抗剪强度Tr:

Tr=(δ1-δ3)/2×cosφ

式中:δ1―――大主应力;

δ3―――小主应力;

φ―――土体内摩擦角。

在滑动面上任取p单元体(如图2),则可知抗滑力τf:

τf=((1-λ2)(q+γH+Dsinθ) +2cλ)/2×cosφ

式中: φ―――内摩擦角;

γ―――土容重;

c―――粘滞系数;

q―――地面载荷;

λ=tg(π/4-φ/2)。

由此可计算出对圆心O点的抗滑力矩Mr的大小:

从上式我们可以看出在基坑深度既定下,Ks与D呈线性关系,与φ值(λ值)成复杂的曲线关系,与粘滞系数c呈线性关系。由此我们可以得出两点启示:若想加大基坑稳定安全系数,有两套方案可供选择,即加深排桩插入深度和改变地基土的力学性质。下面笔者从抗滑系数与基桩插入深度和地基土内摩擦角的关系着手,讨论上述两套方案的优与劣。

3.2 Ks的变化规律

(1) Ks与D/H的关系

由Ks-D/H的关系曲线图(图3)可知, φ与D/H成线性关系,然而土体的φ值不同,相应直线斜率就显著不同,当φ值较小时,直线斜率则很小,随φ值增加,直线斜率陡然增大。这意味着,从经济上和效果上考虑,仅靠增加排插入深度借以提高Ks不可取,应从改善维护墙周围的饱和软土的力学性质着手,尤其是对基坑底面下卧层的处理。

(2)φ与Ks的关系

从理论上讲, φ与Ks的曲线关系较复杂,从前述公式中的K与理论关系中可间接反映出其关系,但从大量的实践活动中得出近似曲线(图4),从图中可看出,曲线族随土体φ值增大呈“喇叭”状迅速散开,当φ

3.3关于Ks的取值标准

当基坑附近无重大建筑物,对基坑水平位移要求不苛刻时,Ks可取1.30~1.50;当基坑附近存在较重要的保护对象时,Ks可取时,要求地面沉降≤0.2%,水平位移≤0.25%H时,建议Ks取值>1.85。

从以上分析可知,对饱和软土的基坑开挖支护应着重考虑改变土体θ值。目前最有效的方法是降水预压以增加基坑内软土的φ值、c值,同时也应适当考虑排桩的入土深度。目前真空降水预压以改变土的力学性质的技术已经成熟,所以改善饱和软土的力学性质是可行的。

3.4案例分析

泉州某项目基坑上部土层约28米厚的淤泥软土,其下为较厚的松散的粉砂,基坑开挖深度为9.8米,且基坑外地下管线较多,无法移走,最先考虑开挖基坑设计为排桩加外支撑支护,但排桩加外支撑支护系统造价高。经分析论证先采用真空降水预压以改变软土的力学性质,提高基坑内软土的φ值、c值,然后采用排桩加外支撑支护方案。经方案比较,该基坑开挖支护造价节省约45%,取得了较好的经济和社会效果。该基坑在采用真空降水预压前后软土的力学指标见表1。

表1软土的力学指标

通过计算,在排桩同样的入土深度条件下降水加固时,东坑Ks=1.49,西坑Ks=1.46。降水加固后,东坑Ks=1.88,西坑Ks=1.85。从比较来看,降水加固增加基底的土层力学指标,大大改善了基底软土的抗滑鼓破坏,且取得了较好的经济和社会效果。

4结论

在厚层软土地区中进行深基坑开挖设计时,应根据场地内软土的力学指标,考虑采用综合处理的设计方案,特别是在厚层软土中,可根据Mohr-Coulomb极限平衡理论,对软土先进行排水预压处理,提高基坑内软土的φ值、c值,然后采用排桩加外支撑支护方案,以期取得较好的经济效果。

参考文献:

[1]刘建航,侯学渊.基坑工程手册[M].中国建筑工业出版社,1997,4.

软土地基论文篇5

【关键字】软土地基,深基坑,支护,土压力

中图分类号:TU4 文献标识码:A 文章编号:

前言

随着我国经济的发展,城市中的用地越来越紧张,这突出表现在密集型的大城市,所以改造开发大型的地下空间来解决用地紧张的问题在这几年已经逐渐成为一种趋势,随着这种趋势的愈演愈烈,地下空间的开发愈来愈大,开挖深度也逐年加深,对深基坑支护技术的需求日益旺盛,要求也越来越高。同时,高楼越盖越高,高楼的稳固与深基坑技术也密不可分。现在,在全国的不同地区,在不相同的地质条件下,深基坑支护技术已经取得不少的成功经验,但是仍存在一些问题需进一步改进或提高,以适应现代化经济建设的需要。比如在软土上进行基坑建设所要面临的一系列问题就是我们必须尽快解决的问题。假如在设计时稍有不慎,在施工过程中不仅会危及基坑本身安全,可能还会殃及临近的建(构)筑物或各种地下设施,从而造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此,在软土地基上进行支护工程设计时必须充分考虑软土的工程特性和深基坑工程的复杂性,确保基坑的稳固安全。其中对土压力的研究是极为重要的。

什么是软土地基深基坑支护建设中的土压力

所谓土压力,就是在工程建设中,作用在支护结构和土体界面上的压力,是作用于挡土支护结构中的主要荷载,它的形成是由土层的自身重量,土层所承受的长期的压力所产生的。在大型的深基坑工程建设中,很重要的一项工作就是准确的估算土压力,这对整个基坑建设的顺利圆满完成具有不可忽视的重要作用。根据挡土墙的位移情况和墙前土体所处的应力状态,传统土压力分为静止土压力、主动土压力、被动土压力三种(图2-1)。

对影响软土地基深基坑支护中土压力影响因素的分析

土压力的大小和分布的规律是同支护结构的水平位移方向和大小、土的性质、开挖深度及支护结构物的刚度等众多的影响因素相关,具体的来说。我们可以把它分为以下几种:

一是深基坑建设场地的岩石、土壤的成分状态及其性质特点。不同的地区的土地因为受不同的气候环境,地理环境,人为因素的影响会产生不同的岩石和土壤。它们的组成成分,结构构造,水分含量等等都是各不相同的,对基坑建设中所产生的土压力自然也有着不同的影响,从而产生不同的土压力。

二是不同施工单位在建设基坑支护时对设计参数的选取和测试方法的不同所产生的影响。不同的建设单位有着不同的水平和高度,对建设工程所抱有的理念和设计思想也是不一样的,他们在建设工程的过程中,依据自身的经验在设计时所选取的参数和测试的方法是不一样的。并且,试样都是从建设施工区域的局部取出来的,不同的单位会选取不一样的区域。这就导致对施工现场的岩石和土壤的测试所得到的指标是不一样的,这为接下来工程建设所提供的资料和信息也是不一样的,从而使得在施工的时候,采取不一样的施工方式,所产生的土压力也就必然是不一样的了。

三是施工现场的深基坑支护产生的土压力的计算方法的影响。土压力的计算方法有很多,除了Rankine和Coulomb土压力理论外,目前具有代表性的一些研究成果有:考虑施工过程的土压力增量分析计算方法;考虑开挖深度变化的土压力计算公式;根据桩身弯矩反分析土压力的数值分析方法;考虑时间因素和挡墙位移变化的土压力计算方法等等。不同的计算方法极有可能得到不一样的土压力值,可见,对计算方法的选取也是一件相当重要的事情。

四是基坑的施工现场支护体与土体之间的摩擦力也会对土压力的分布和大小产生影响。不同的支护体与土体之间的接触方式是不一样的,抵抗土压力作用的位置和强度也就是不一样的,支护的刚度、形状、和坑体作用力都会使两者之间的摩擦力产生变化,从而导致土压力的大小和分布情况产生变化。

五是各种其他因素之间的相互作用的影响,包括周围建筑物,施工的时间长度,施工人员的经验,能力和素质以及各种天气等等因素都时时刻刻的对基坑的施工现场产生影响,是土压力的大小和分布发生变化。

对软土地基的基坑建设中的土压力的一些看法和相关解决措施

一是切实加强对土压力相关问题的理论研究。理论永远是实践最好的指明灯,当然也不是空泛的探讨理论,要结合基坑建设的具体实践,配合长期的观察,资料统计来进行研究,争取在计算方法上能有新的更好的突破,对水土本身特征的了解,对压力相关知识的研究等等也必须是相伴的,只有在这些小的细节,各个单元部分上有所掌握和思考,才有可能在整体上找到突破。

二是建立区域性岩土信息管理系统。借助地理信息技术和数据库技术,建立全国范围内,尤其是大中城市区域性的岩土信息管理系统。该信息系统主要包括地层、水系的赋存特征,岩土的结构、组成、力学指标、流场的变化等。信息来源可通过大量已建在建工程的勘探、施工、监测结果,外加适当的补勘成果。拟建工程,可查询相关区域工程特性信息并做必要的补勘修正即可,不仅工程类比性好,且可减小岩土区域性和个性的影响。

三是尽量采用扰动较少的原位测试法获取设计参数,并选择有代表性的区域进行实际土压力的监测,利用这些实测的土压力反分析设计参数,并和原位测试获得的设计参数对比,建立其试验参数的修正关系。

四是加强基坑建设过程中的监测力度和水平,要实时的动态的监测现场施工的流程和情况变化,对每个阶段完成后的土压力及与其相关的因素都做细致的研究,一段发生变化,及时反映情况,做出应对举措,并把参数变化的结果记录在案,为以后的土压力研究提供实际的有效的参考资料和数据,为下一次的工程建设提供参考意见和指导。

五是采用动态支护技术的变形控制理念。基坑工程是一个典型的不确定性系统工程,受不确定因素影响显著” 。完全考虑到所有可能的影响因素并准确度量各因素可能的影响大小是非常困难的。设计中只能做到向真实土压力的无限接近,工程中只能借助于足够安全可靠的支护措施。但不确定因素引起的土压力变化既可能增大,也可能减小,不能一味采用安全系数很大的支护方法,浪费成本和延长工期。实践中可考虑采用能随土压力增减变化而相应动态调节支护能力的支护工艺。

五.结语

基坑开挖与支护技术的发展水平,在一定程度上标志着一个国家工业建设和建筑水平的高度,它从一个侧面反映了这个国家城市建设人员的能力和素质水平。从整个全球的发展和趋势看,我国工程建设技术,尤其在基坑支护水平上,还是有所欠缺的,为了适应经济的告诉发展水平,还必须继续深入研究和开发这方面的技术。软土地基不仅在空间上发生了变化,而且随着时间的变化其性质也在发生变化。众多不确定因素的影响,造成了理论分析结果与实际的差异。因此,在处理软土地基时,应认真进行调查,重视施工过程中的动态观测,随时进行调整。软土地基的处理一定要遵照“因地制宜、综合考虑”的原则进行。在基坑开挖与支护领域中,人们已应用各种手段和技术措施,集中解决了一个又一个工程问题和难题。相信今后在不断完善、认识和提高深化的过程中,必定会将这一工程领域的技术水平推向更新的高度,为岩土工程总体增添更加丰富的内容。通过本文,对软土地基深基坑支护中的土压力做了相应系统而又全面的介绍,对其产生原因和解决措施探讨的比较深入。然而,土压力相关的问题不仅仅只有这些,各方面的看法和理解也是各不相同的,鉴于土压力问题在基坑建设中的重要地位,对其的研究是不能停止的,各个研究者的相互交流探讨也是相当重要的。希望土压力的研究在未来的几年时间内能有长足的进步,为基坑建设提供更好的参考依据。

参考文献

[1]田高超 李维滨 软土地基深基坑支护工程设计 (被引用 3 次) [期刊论文] 《山西建筑》 -2007年28期

[2]赵宁刚 李朋 软土地基深基坑支护的模糊综合评判优选模型 (被引用 2 次) [期刊论文] 《山西建筑》 -2007年5期

[3]吴铭炳 软土地基深基坑支护中的土压力 (被引用 14 次) [期刊论文] 《工程勘察》 ISTIC PKU -1999年2期

[4]张虹翔 软土地基深基坑支护工程的施工技术分析 [期刊论文] 《广东科技》 -2009年10期

[5]黄茂兴 软土地基深基坑支护技术探讨 [期刊论文] 《科学之友》 -2010年18期

[6]张为 论述软土地基深基坑支护工程的施工技术 [期刊论文] 《建材发展导向》 -2011年5期

软土地基论文篇6

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

软土地基论文篇7

关键词:软土地基;桩基施工;侧向土压力

中图分类号:C35文献标识码: A

在进行软土地基相关桩基施工通常是在没有排水的基础上完成的。在进行桩基的施工时必须把桩基中的同体积土体进行排开,从而就会形成较大的侧向土压力。为了研究和分析软土地基中相关桩基施工过程中引发的土体测压力增量的变化规律,就一定要到施工现场进行观测,从而获取施工过程中孔隙水压力与侧向土压力相关变化规律。

一、侧向土压力增量相关理论和计算形式

(一)小孔扩张理论

依据有关小孔扩张理论分析,其中塑性内部总径向应力增量能够选择下述公式进行表示:

上述公式中的∆代表径向应力的增量,r代表目标点与扩张孔中各个中心线间的距离,代表岩土在不排水条件下的抗剪强度。

另外,塑性区中半径的计算形式如下:

上述公式中代表桩基的半径,而代表初始时弹性模量,μ主要代表岩土的泊松比。假如使公式中的=r,通过变化就可以得到∆=,其中代表着桩土连接位置的扩张力,再通过转换就可以得到下述公式:

依据小孔的扩张理论,在水平方向上的桩基侧压力增量主要以对数的模式不断减小。另外,小孔扩张理论在侧压力沿着水平方向的变化模式运用相对适用[1]。可是其对于边界条件和土工参数等有着相对较高的要求,同时难以具体反映出有关深度要素对侧压力造成的影响状况。另外上述公式中和μ等相关土工参数都难以在比较常规的土工中通过试验获取,从而难以有效进行下一程序的计算。

(二)倾向土压力的增量理论的计算方式优化

由于上述公式会受到一定的限制,因此必须对基桩的侧土压力增量相关计算形式进行优化。把小孔扩张理论与岩土的极限平衡方法有效结合运用,通常情况下,土极限平衡方法进行能够求解桩基身相接近位置的土体应力,难以对水平距离的不断加大从而形成的侧压力变化情形进行有效反应,难以有效反应出各种深度基桩的侧土体应力的具体状态[2]。

改进的方式,一定要依据土体的平衡条件对基桩土体中挤压增量的最大数值进行估算,再有效运用小孔的扩张理论完成所有土体侧压力的详细分布状况计算,然后获取的公式如下:

上述公式中,代表基桩中土体挤压的增量最大数值。运用此公式可以对深度和距离引发的侧向土压力同步进行反映,对此能够计算出桩侧各个位置侧压力的增量数值。

二、软土地基中桩基施工时产生的侧向土压力增量的具体测试方式

(一)选择的具体测试模式与装置

选择土压力盒完成侧向土压力的具体测试。经过对压力数值的测试,能够获取所有桩基侧向压力的具体变化数据以及变化趋势,同时可以获取压力值和桩身长度之间的关系。此种装置在安装方面比较便捷,而且测试的原理也相对简单,可以比较真实的反应出显示压力数值,现阶段,土压力盒在安装过程中主要选择预埋模式,通常情况下要在桩身的钢筋笼设置前把土压力盒顺着桩身进行埋设。除此之外,土压力盒的直径与厚度的数值一定要超出20,同时越大就越好[3]。只有这样才可以确保土压力盒具备相对较高的精度与比较小的温度系数。一定要依据不同的环境选取不同模式的土压力盒[4]。而锚拉桩的选择也比较重要,必须选取具备代表性的锚拉桩,同时对锚拉桩的各个深度完成有效实测,要均匀的布置测试点。进而比较准确的反应出侧向土压力在竖向方面的分布规律。

(二)软土基中桩基侧向土压力的增量测试

为了能够有效确保安装时的竖向定位具备较高的准确度,一定要选择合理锚拉桩横截面完成横断图的有关绘制,再明确土压力盒在竖向分布的具置,同时依据各个分布点的高度差有效计算出所有点导线的具体长度。土压力盒在预埋时,通常情况下孔洞要建立在桩身的后侧,并且尽可能避开锚索。另外,依据选择的土压力盒具体型号,针对预埋的孔洞断面相关尺寸与深度完成明确[5]。另外,必须把土压力盒选择配套的膨胀螺栓与其他有关配件进行固定,然后完成加固,土压力盒的附近存在的裂缝一定要选择细石混凝土等进行有效填充。然后在表面上利用沥青进行抹平,从而确保和浇筑的混凝土合理分离。

在完成上述工作之后,就能够开始软土地基中桩基施工过程中发生的侧向土压力增量测试。对该工程项目进行了长达四个月的实测工作。通过现场实测获取的有关数据与利用公式计算获取的理论值如表1所示。

测点 掩埋深度/m 上覆压力/kPa 实测值/ kPa 理论计算值/ kPa 小孔扩张理论值/ kPa

A 1.3 21 31 36 80

B 7.5 132 67 60 100

C 12.6 220 86 95 136

表1向士压力增量理论值与实测值的比较

由上表可知,运用公式计算出的结果与现场进行实测素质十分接近。对于各种深度,通过理论计算出的扩展压力与现场实地测量的数值存在的误差也比较小。虽然运用小孔扩张理论所计算出的软土地基中桩基的侧向压力增量数值与现场实地测量的数值存在一定差距。对此,依据本文阐述的方式完成沉桩扩展压力的有效计算相对较为准确[6]。

另外,沉桩过程中引发的超孔隙水压在分布规律和侧压力增量方面比较相似。然而在对应程度位置,在距离减小的形式方面一样,可是孔隙水压所影响的半径和侧压力相比较而言比较小,同时在所有的影响范围之内,孔隙水压力的平均数值也比侧压力值小。

结束语

综上所述,研究和分析软土地基中相关桩基在进行施工时引发的侧向土压力增量对于岩土工程项目地基的施工有着十分重要的意义。现阶段,虽然在软土地基中桩基侧向压力增量方面的研究和创新取得一定的进步,但是依然存在一些问题,并未得到有效解决。对此,一定要深入了解在进行软土地基中相关桩基的施工时引发的侧向土压力增量,然后对软土地基中桩基的具体施工工艺进行优化与创新,在一定程度上降低事故的发生率,保证岩土工程项目的安全、稳定施工。其对于国内岩土工程单位的顺利施工、确保人们的生命安全与财产安全有着深远意义。

参考文献

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[2]唐世栋,何连生,傅 纵.软土地基中单桩施工引起的超孔隙水压力[J].岩土力学,2012,23(6):725-732.

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[4]唐世栋,何连生,叶真华.软土地基中桩基施工引起的侧向土压力增量[J].岩土工程学报,2012,24(6):752-755.

软土地基论文篇8

关键词:水利施工 软土地籍 处理技术 探讨

Abstract: In the era of steady development of water conservancy social context, water conservancy construction issues top problem is close to the beach, lakes rivers, swamps as the representative of the soft technical processing problems in the construction of the building to carry out before the water conservancy construction units must the foundation of a detailed understanding of the actual situation, a reasonable choice of technology to improve the stability of soft performance.

Keywords: water conservancy construction in soft soil Ji Treatment Technology

中图分类号:TU471.8文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)

引言

随着社会的发展,我国对于水利工程的发展也越来越重视。对于水利工程的管理和施工来说,地基建设至关重要。在开展水利施工建设之前,施工单位一定要对地基的实际情况进行详尽的了解。本文以水利施工软土地基为例,简要探讨软土地籍处理技术。

1软土地基的特性

在水利工程稳步发展的时代社会背景下,水利施工问题的头等难题是以靠近海滩、湖河、沼泽为代表性的软土地基技术处理问题。软土地基的主要特性如下。

1.1孔隙比高

因为软土在形成过程中,土质进行缓慢的沉积,导致土质中的颗粒物接触点形成了交接,从而缺乏了重塑土形成过程中的压密过程,所以软土孔隙比往往要比相同下贱下的重塑土空隙比高大概百分之三十五左右。

1.2透水性低。

由于软土地基的孔隙比过高,所以导致了地基沉降缓慢,延长了建筑物沉降时间,同时造成了软土地基扛剪强度维持在20kpa下,软土整体呈流塑状态下,抗剪性能济柴,从而导致整体透水性能比较弱,不利于整个地基的整体排水性能,一般软土的竖向渗透系数通常在10--6 em/s之间。

1.3压缩性高。

通过实验表明,软土的压缩性较高,软土的压缩曲线表明,当压力超过某一个应力的时候,软土压缩出现陡降断,在经历了一段应力去见后,软土的压缩性能呈现出来的是突变到简便的特性,这种压缩性高的软土会使得建筑物发生沉降,导致建筑物的损坏和开裂。

1.4灵敏度高。

软土的灵敏性极高,主要表现在软土的触变性上,在结构没有被破坏时,软土具有一定的抗剪强度,但是一旦改变软土结构的连接,会使得软土的抗剪强度显著下降。

2.软土地基上堤防失稳的破坏机理

软土地籍上的堤防失稳主要原因包含了两个方面,一方面由于软土地基的抗剪度较低并且孔隙比过大,气候发生变化的时候,粘土夹层会浸入大量水而出现软化现象并且产生粘性土的蠕变,从而导致堤防出现干裂、冻融的情况,另一方面则是由于降雨的时候,软土地基的排水性能太差,使得土体容量变大,剪应力增加的时候,地基中的填涂荷重会相应增加。这两个因素会使得软土地基中某个面上的剪应力超过地基本身的抗剪强度,从而导致软土地籍上的堤防失稳。

在进行软土地基的水利工程施工时候,通常会对堤防工程进行一定的稳定分析。分析的前提是假想滑动面以上土体看做是刚体,并且作为脱离体,在极限平衡的情况下分析作用力。稳定的安全系数定义为平均抗剪强度与平均剪应力之比。即:Tf/T=Fn(式中:T——作用于滑动面上的平均剪应力.Tf——滑动面各土体的平均抗剪强度;Fn——堤防稳定安全系数)

一般情况下,当安全系数大于1的时候,土体处于稳定,等于1则是处于临界状态,小于1则是土体处于不稳定状态,有滑动的趋势。当软土地基的土体处于失稳状态的时候,一般会用两种处理方法:减小堤防的横断面积,减小土体上的剪应力,或者是对地基进行加固来提高土体本身的抗剪强度。

3.软土地基上筑堤常用的地基处理方法及适用条件

软土地基的处理技术可分为沉降处理和稳定处理,沉降处理的原理是加速软土沉降骨节,减小土体总沉降,而稳定处理则是控制剪切变形,促进抗剪强度增长。利用软体地基筑堤的时候,因为软土地基承载力和变形很难达到水利工程设计要求,以其透水性能差、承载力弱、以及压缩性大的土质特点,需要对软土地基进行一定的处理。主要包含有:

3.1.预压砂井法

预压发的主要原理是通过压力的改变,来改变土体的排水性能,使得软土地基中的孔隙水能够正常排出,需要排水系统和加压系统的同时配合。预压砂井法的加固时间比较长,同时压强改变所带来的真空处理范围有限,因此预压砂井法比较适用于工期长、淤泥土质的软土地基处理。其处理方式如下:清除加固范围内的表层土以及植被——铺砂(做垫层)——插塑料排水板(垂直)——砂垫层插排水管(横向)——砂垫层铺密封膜——真空泵对地基内采取增加压强到80KPA。

3.2.换土垫层法。

换图垫层法的原理是用水泥土、灰土粗砂、沙壤土来换掉软土,进行软土地基的换土垫层。这种方法主要适用于软土层厚度较薄的软土地基,主要优点为提高地基的承载力、减少地基沉降、消除膨胀土的胀缩、加速软上的排水同结、防止冻胀等作用。主要处理方式为:准备工作(换填涂层压实处理)——挖掉软土或者不良土——分层填土(砂砾、碎石、矿渣、煤渣)——夯实。

3.3. 灌浆法

灌浆法的基本原理是利用电化学原理将软土地基中的缝隙部位进注浆,增加地基的稳固,一般采用高压旋喷灌浆或者是闸室掏空处理。高压旋喷灌浆发适用于大部分软土地基,而闸室掏空处理适用于淤泥软土地基。高压旋喷灌浆处理方式一般为利用高压旋喷灌浆,形成水泥土摩擦桩,提高地基承载力。灌浆浆液可以是水泥浆、粘土水泥浆、水泥砂浆、粘土浆及各种化学浆材如木质素类、聚氨酯类、硅酸盐类等。

4.工程实例

某市江堤防护工程的软土地基加固,本标段软土地基处理包括以下几种方法:换填砂垫层、砂砾垫层,预压与超载预压,碎石桩(砾石桩),施工优先安排在非雨季节施工,根据气象预报资料选取在连续降雨量少时间。施工格按照各种不同处理方法的工艺要求进行施工,路基填土高度不足2.5m的,要填至2.5m高,多余的填土,待预压期满后移作它用;目前该处堤防暂时没有沉降现象,处理效果明显。

5结束语

软土地基处理技术对于软土地基的水利工程施工是十分重要的,只有掌握好了这项技术,才能更好的推动水利工程项目的发展。

参考文献

[1]-魏敏.浅谈深层搅拌桩施工技术在易液化的软土层地基加固中的应用[J].内蒙古水利,2001(S1)

[2]刁育忠.论水利工程中土堤软土地基的处理技术[J].广东科技,2009(08)

软土地基论文篇9

关键词:工程地质;软土;地基处理

中图分类号:F407.1 文献标识码:A 文章编号:

前沿

近年来,随着建筑行业的迅猛发展,软土开始逐渐被广泛的运用到各类项目的施工建设中。软土因为其自身性质的特殊性,人们开始对软土的性质、基坑开挖的稳定性以及如何加强地基的稳定性进行了深入的研究,目的在于对软土的工程性质信息进行科学的掌握,以保证施工项目的安全和稳定。目前,软土被广泛的运用到各类工程的施工建设工作中,尤其是交通运输业中被运用的最为广泛,在通常情况下软土多用于地基的铺设中,软土自身含水量较大、粘度较高好,具有较低的透水性,可以很好的保证路基地基内部结构的稳定。解决软土实际运用中的问题,必须根据不同的地质环境条件制定相关的软土处理方案,维护地基的稳定,规避不好的方面,扬长避短,将软土成功的运用到工程的施工建设中,发挥其应有的工程价值和经济价值。

1软土的工程性质概述

从地理学角度上来讲,对于软土的定义是这样描述的,软土的外观颜色以灰色为主,是一种细小的颗粒,含水量上软土的天然含水量大于或者等于液限。并且天然孔隙大于或者等于1.0,这些都是典型的软土的工程地质性质。软土还具有一个与众不同的工程地质质特点就是软土的具有高压缩性,很容易被压缩进而使得其形态发生变化,此外软土的强度较低,抗压能力较差,灵敏度较高,透水性较低,可以很好的保证地基等建设避免外界雨水的影响,但是软土的一个较大的不足之处就是在较大的地震力的作用下极易出现震陷现象,导致地基等抗震能力较差,不能很好确保建筑在地震发生时候的稳固性。我国境内的软土具有很好的结构构造,层理分明,并且在互层中会伴随夹杂着较密实的颗粒和一些较为粗的粉土和沙层,这些都是属于软土层中的变异土层,在对软土的相关研究中,必须认真细致的对软土的各个层次构造进行细致的分析,从而能够很好的掌握软土的工程地质性质,有效的解决与软土有关的工程问题,推动相关工程建设工作的顺利进行。软土在我国也有广泛的分布。我国软土的主要分布区集中在一些沿海和内陆地质典型地区,如果按照软土的工程性质和自然地理环境的标准划分,我们可以将我国的软土的分布区划分为三个主要地区,一个是从秦岭至连云港一线,这个区域一直划分到连云港的北部沿海。第二个是沿苗岭、南岭走向至福建莆田的沿海地区,相关的工程建设软土研究工作很多以此分区办法来作为自身地质勘察的依据,从而能够很好的掌握区域软土的工程地质性质资料,有助于地基建设等软土工程的稳定与安全。

2软土路基的处理工作

在我国不同地区的软土工程性质及地理性质存在着较大的差异,因此要针对不同性质的软土制定不同的地基软土处理方案,这样才能够有效的做好地基软土的稳定与处理工作,实现工程项目的建设稳定火热实现软土的预期工程价值,推动相关建筑行业的不断发展。随着各方对软土的研究工作的深入,现在已经制定出多种地基处理方案,并且经过了实践的检验。下文我们对有关建设中的地基处理技术进行研究,从而更为有效的推动软土处理工作的不断完善和进步。根据实际的软土地基等建设经验,业界已经总结出了有关软土地基等问题的处理策略,无论是理论水平还是技术水平都已经达到了一定的高度和水平。但是在地基的处理上仍然要注意如下几个问题:

(1)为了避免地基出现沉降而引发一系列的工程安全问题,在进行软土地基的处理工作之前,要首先考虑提前做好路基的填筑工作,在其充分完成沉降之后再修筑相关建筑的地基路基等设施。

(2)地基和路基等在施工过程中和交付使用期间应该是较为安全的,对软土路基地基进行处理之后要使得其经过过重负荷之后即使发生较大变形仍能够很好的保证桥台。涵洞等构筑物以及沿线各种设施不会发生过大的变形。

2.1合理的调整地基路基的结构构造

对于软土的处理方式一个最为有效的方法之一就是改变软土的地基构造,使得其在软土等材料的铺设方式上更加合理,从而能够最有效率的提升软土路基地基的稳定性,进而有效的处理好与软土有关的工程建设项目的稳定。反压护道,这种软土地基的处理方式主要用于一些填土较低的区域,在相关地基路基在施工过程中难以达到相关的滑动破坏系数的情况下,对路基的两侧进行反压,最大限度上的确保地基路基能够保持稳定的状态,以达到路基稳定的目的。并且在相关的施工建设中应该避免堆填工作的高度过高,应该分层有序的进行铺设,对软土进行充分的压实,形成一定的坡度,从而能够有效的做好地基路基的排水工作,防止过量水分的渗透对于路基稳定的影响。除此之外,在对路基进行反压护道的时候填筑速度不能低于主路堤,对主路基的施工任务完成以后,就可以按照有关规定将反压护道设计高度以上的部分挖除,从而使得整体工作顺利完成。

2.2砂垫层法

这种软土地基的处理方法是现今地基处理方式中最为普遍并且效果较好的一种处理方式。具体的操作方法是在铺设完成的软土层上再铺设厚度为0.5~1.2m左右的砂垫层。这种处理方式可以促进路基各个填充部分的有效结合,有利于地基内部的排水处理工作,有效的提高了地基的承载能力,增加稳固性,做好地基稳定维护。砂垫层的铺设在力学的角度上来看是在分散软土路基的受力,使得整个软土路基的受力更加均匀,避免路基或者地基的某个部分出现受力集中的现象。此外砂垫层还可以有效的提升地基路基的透水性,合理的调控路基地及内部的水平衡,减少水分渗透对于路基内部稳定性的破坏,因此要想做好软土地基的处理工作,进行科学的砂垫层铺设也是一种有效的处理地基方式。

2.3超载预压法

这是一种适用范围很广的地基处理方法,能够很好的与其他方式进行配合分工,进而以最大的效率解决好相关问题。作为一种可以直接处理软土地基问题的方法,超载预压法可以适用于一些壳层硬度较大而地基软土的埋藏深度较浅、土层薄的软土地基。超载预压法的一个最明显的特点就是可以与其他软土地基处理方法相互共用,能够很好的调整自身处理方式进而适应各种处理软基处理方法。相关建筑施工对于预压土的填筑有明确的规定,要求其须达到90%的压实度,这样可以有效的解决软土稳定性较差的问题,有力的促进软土路基稳定性的建设。除此之外,超载预压的软土处理方式在时间上还具有一定的时间期限,按规范规定一般不得低于6个月,并且在这6个月期间需要有关监测单位对地基的沉降进行实时的监控,做好数据的汇总和分析工作,只有在地下水压和地基侧移数据达到有关工程标准要求并且软土路基变形稳定之后,才可以对超载预压进行卸载,这样超载预压法就完成了对软土路基的处理任务,维护了路基的稳定。

2.4石灰柱法

石灰柱地基的处理方法一种有效利用石灰特殊的物理化学性质进行软土路基处理的方式,可以在一些软土层较浅的地基处理工作中进行使用,实践经验证明其功效还是可以令人满意的。石灰柱法是用人工或者相关钻孔器械在软弱地基上进行钻孔作业,完成钻孔之后在孔内注入生石灰或者生石灰掺合料,当石灰在地基内遇到水分时候就会发生化学反应,吸水膨胀、放热作用、离子交换作用,这样就可以很好的改变软土地基内部的稳固结构,形成各种维稳材料的混合体,进而有效的提升地基的承载能力,减少地基沉降问题,维护地基的稳定。石灰柱法是典型的科学理论在实践中的有效运用,理论与实践相结合,科学有效的推动了软土地基处理工作的顺利完成。随着社会各个领域及行业对软土地质工程性质研究的深入,越来越多的科学处理技术被运用到实际建设工作中,很好的促进了软土施工建设中的问题的解决。在不同程度上促进了软土工程地质作用的发挥,有助于相关地基建设工作保质保量按时完成,实现计划中的施工建设目标。

3结语

软土在当今各类施工项目的运用越来越多,但是要想真正的规避软土的一些不足之处,将其最大的工程优势发挥到极致,就需要有关单位认真科学仔细的对软土的地质工程性质进行研究分析和论证,制定出有效的软土地基等工程设施的处理方案,针对不同地质环境条件下的施工情况,有针对性的研究制订出软土地基路基的处理方法,及时的解决软土在工程建设中出现的问题,提高软土的工程使用效率,发挥其应有的工程地质价值,从而促进各类工程项目施工工作的顺利进行,实现各自目标经济利益。

参考文献

软土地基论文篇10

【关键字】高速公路 软土地基 主要问题 施工技术

在我国,软土地基主要分布在沿江、沿湖和沿海地区,其是高速公路建设过程中较长遇到的一个问题,如果处理不当将会给高速公路的施工建设埋下较大的安全和质量隐患,出现路基滑移、路面起伏不平等问题,影响了高速公路的安全运行状况。在这种情况下,高速公路施工建设中一定要采取有效的施工技术正确的处理好软土地基的施工问题。下面本文就对这一问题进行具体的分析论述。

一 高速公路软土地基施工中存在的主要问题

地基是决定高速公路质量性能的关键因素,软土地基的施工难度较大,对于施工专业性的要求较高,在近些年的发展过程中,高速公路软土地基处理中,施工方案较多,能够对质量和安全性能起到一定的保障,但是其中也存在着一定的难度,处理不当将会诱发各种问题的出现,具体表现在以下几个方面。

首先,在高速公路软土地基施工建设的过程中,缺乏较高的自动化水平。软土地基的施工处理是一项系统性的工作,对于技术的要求较高,同时也需要有较好的施工环境保障技术的实施,但是从目前的情况来看,高速公路软土地基施工中缺乏较高的自动化程度,这样不仅降低了施工的效率,也不利于施工质量的保证。

其次,在软土地基施工过程中,对于质量的控制措施较少。质量问题是高速公路软土地基施工中最为关键的控制因素,但是从目前来看,整个施工过程中缺乏明确的质量控制手段,尤其是检测技术不到位,使得控制工作很难及时有效的进行,加之对于各种不同的建设情况的个案分析较少,相关人员提出的系统性的研究方案缺乏实践性、科学性和可操作性,这样就会制约了施工质量的提升。

最后,高速公路软土地基施工过程中对于先进技术的应用不到位。在计算机网络技术的推动下,高速公路的施工效建设获得了较快的发展,但是在对软土地基中的仿真分析和数值计算过程中,却很少应用计算机技术,且虽然有相对理论的提出,但是在实际应用中的效果并不突出,这样就之约了高速公路软土地基处理的良性发展。加之决策流程缺乏科学性,相关的决策机制不够明确,也影响了新技术的应用。

二 高速公路软土地基施工处理技术分析

上文中从三个主要方面分析了当前高速公路软土地基施工建设中存在的问题,要想更好地解决这些问题,必须要采取科学的技术手段,在高速公路公路软土地基施工工艺控制标准的规定下开展有序的施工操作。下面本文就对高速公路软土地基的施工技术措施进行详细的论述。

首先,从换填法的角度进行分析。换填法是高速公路软土地基施工技术中应用较为广泛的,其操作简单,并且经济实用。但是在应用这一施工技术的时候,一定要确保处理的高度不能过超过三米,这样才能够保证对软土地基的施工取得较好的效果。如果深度较大,就会增加取土量和弃方量,进而增加了工程的预算。

换填法就是将软土地基中的软土挖出来运走,并用其他高强度且抗剪能力强的材料进行替换,进而达到高速公路荷载的要求。该方法的施工工艺主要有以下几种。第一,可以采用砂砾垫层的方法。在施工的过程中,如果遇到降水量较大等恶劣的天气时,填筑建筑的材料难度较大,并且含水量过大不能够很好的排水时,地基就会存在着一定程度的沉降,在这种情况下就能够考虑在填土和地基之间设置排水通道,利用的材料通常是直径较小的砂砾,或者是砂砾的泥土含量要小于4%,将这样的材料填入到软土地基当中,能够提高地基中水分的排除速度,有利于填土层的固化速度。但是需要注意的是,施工中填土的速度一定要保证均匀,否则将会影响到地基加固的速度。

第二,可以采用挤淤法进行软土地基的施工作业。在高速公路软土地基施工的过程中,还会出现软土层上面是沼泽地或者是上部以水的形式出现的状况,这样在施工的过程中难度会更大,一般常用的方法是向其中抛掷石块,石块的密度比软土大,抛掷的石块能够在自重的作用下下沉,这样就能够逐步将底下的软土替换上来。通常情况下,在抛掷石块的时候必须要确保其高度能够超过水面,或者是要超过路段原有的土层,并且要对其进行压实处理,这样才能够避免施工过程中可能会出现的松动现象。同时,石块抛掷的范围一般要大于三十米,这样能够取得较好的效果。

其次,从深层密实法的角度进行分析。一般情况下,如果高速公路软土地基的施工环境中软土层的厚度大于四米的时候,通常是先进行爆破,之后再利用震动、冲压的方式挤入高强度且具有抗剪应力的材料对软土地基进行密实处理。应用这一技术手段,能够对软土层进行振密和挤密的操作,并且能够在施工范围大且软土较深的环境中取得较好的处理效果。

该方法在应用的过程中需要讲求一定的操作流程。第一,要进行冲击振动。为了能够进一步强化软土地基的密实程度,在操作的过程中一定要在软土成分中家督高强度并且具有抗剪力的加固材料,这样能够起到置换软土的作用,并且能够降低软土中的含水量,提升强度等级,达到防止软土松动的目的。第二,可利用夯实法达到对软土深层密实的效果。通常,在软土含水量较小或者是砂土性质的地基中,可以利用夯实法,通过对软土进行冲击击实操作,提升软土的强度,并且将其中的水分排出。利用这一方法,可以将地基压缩高达1000%,并且将其承载能力提升至原来的四倍左右。该方法在应用中是通过强行重击的软土局部被压缩,使软土的组织内部形成缝隙,这些缝隙正好能够起到排水的作用,进而提升软土的密实性能,达到高强度的效果。

最后,可以利用加固地基的方法进行高速公路软土地基的施工。该方法是将强度等级高并且塑形好的材料加入到软土地基当中,以此来提升地基的抗压强度和抗伸缩性能。一般情况下,加入的材料有木梢、拉筋以及土工聚合物等。具体来讲,在加入这些材料的时候需要注意以下几点。第一,对于桩架加入,在地基地面铺设,能够最大限度的提升地基的承载能力,但是这一方法只能够在一般等级的高速公路上应用才能够起到加固的作用,对于性能和等级要求较高的高速公路,则不能够加入这一材料,以免影响到高速公路的运行状况,带来质量和安全问题。第二,对于拉筋的加入,不仅能够提高软土地基路段的刚度性能,还能够对地基的地形进行有效的约束,减少滑移的情况,因此这一材料的加入在软土地基施工的过程中较为常用。土工聚合物材料加入到软土地基档中,也能够起到降低沉降的作用。

结束语:在高速公路施工的过程中,软土地基路段经常存在,要想确保高速公路的通达度和运行状况,确保质量和安全性能,在施工中一定要采取有效的措施加强对软土地基路段的施工作业。本文就以此为中心,结合工作实际,在分析了高速公路软土地基施工中存在的问题的基础上,对具体的施工技术手段进行了分析论述,希望对于今后的该地段的施工作业起到一定的帮助作用,最大限度的提升高速公路的质量和安全性能。

【参考文献】

[1] 任雪柏 杨锴 浅谈高速公路工程软土地基处理施工技术 建材与装饰:中旬,2011年第10期

[2] 董潇华 宋霄林 浅谈高速公路软土地基的施工 科学与财富,2014年第1期

[3] 刘辉 浅谈高速公路软土地基处理技术 公路交通科技(应用技术版),2011年第S1期