软土地基处理论文十篇

时间:2023-03-16 03:25:30

软土地基处理论文

软土地基处理论文篇1

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。在设计方法方面更有大的突破,过去对软土的沉降、稳定计算,多用手算,现在采用计算辅助设计,不仅加快了设计进度,而且便于优化设计,且能迅速提供设计成果,也元形中减轻了设计人员的劳动强度。

(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。

在管理工作方面:交通部急生产单位之所急,最近正组织几个单位,经过三年努力,编制出交通行业标准《公路软土地基路堤设计施工技术规范》,它的即将颁布与出版,将使我国公路软基无论在设计方面或施工方面,出现了有章可循的局面。

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。

软土地基处理论文篇2

关键词:公路;软土地基;处理

1、引言

在软土地区修建公路,高路堤存在稳定性差和过大的变形沉降,而低路堤在交通荷栽作用下,常使道路沉降变形,严重影响道路的质量和使用,由此造成的经济损失是巨大的。近20年来,在公路建设中,对软土路基处理问题巳成为影响工程造价和道路使用质量的突出矛盾之一。在我国,虽然公路建设中的软土地基处理已有成功的工程实例,但老问题总会出现新情况,各种处理方法也在不断发展和完善。

2、公路施工中软土地基存在的问题

虽然软土地基对公路的危害,已经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。但是,也暴露出一些客观存在的实际问题,例如:

2、1未能因地制宜合理选用处理方法

在合理选用地基处理方法方面有时存在一定的盲目性。例如饱和软粘土地基不适宜采用振密、挤密法加固。根据工程地质条件和地基加固原理,因地制宜合理选用处理方法特别重要。在这方面,现在的问题是对几个技术上可行方案进行比较、优化不够。采用的不是较好的方法,更不是最好的方法。有时工程问题是解决了,但造价高和工期长。

2、2不能正确评价每种地基处理方法的适用性

人人都承认每种地基处理方法都有一定的适用范围,但遇到具体问题就会盲目扩大其应用范围,对这种情况施工单位更应注意。

2、3施工单位素质差影响地基处理质量

地基处理施工队伍的快速膨胀,造成绝大多数施工队伍缺乏必要的技术培训,熟练技术工人缺乏是普遍现象。除此之外,还存在偷工减料现象。其它地基处理方或轻或重也存在类似问题。

2、4施工机械简陋影响地基处理水平和质量

近二十几年来,我国地基处理施工机械发展很快,许多已形成系列化产品。但应看到与我国工程建设需要相比较,差距还很大。还以深层搅拌法为例,不能很好保证施工质量不仅与施工单位素质有关,也与目前应用的施工机械水平有关,简陋的机械要保持稳定良好的施工质量是困难的。

2、5地基处理理论落后于实践

从实践一理论一再实践的角度看,实践先于理论是一般规律,对土木工程更是如此。但重视理论研究,用理论指导实践也是很重要的。对地基处理各种工法及一般理论缺乏深入系统的研究也是发展中存在的问题之一。

3、常用公路软基处理的方法

3、1喷粉桩法

喷粉桩法是利用水泥或石灰等材料作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械,就地在软土中利用压缩空气喷射石灰或水泥干粉,与软土强行搅拌,利用固化剂与软土之间所产生的一系列物理-化学反应,使软土固结成具有整体性、水稳定性和一定强度的地基,以达到提高地基承载力、减少地基沉降量的目的。其地基应视为复合地基,桩同承担应力。它具有施工速度快,设备轻便,便于移动,方法容易掌握,处理深度较大等优点,具工后沉降较小,排水固结时间短,尤其可较好地解决桥头跳车现象。喷粉桩径一般用60cm,桩间距1.5-2.5m,深度一般穿透软土地基,当软土厚度大时,桩长控制在15m以内。用该法处理软土地基,大大缩短了软土地基处理时间。通过对喷粉桩进行抽芯、抗压及静载试验,表明喷粉桩复合地基设计、施工质量是令人满意的。

3、2堆载预压法

该法是在工程建设之前用大于或等于设计荷载的填土荷载,促使地基提前固结沉降以提高地基的强度。当强度指标达到设计要求数值后,缺陷去荷载,修筑公路路面。经过堆压预处理后,地基一般不会再产生大的固结沉降。堆载物一般用填土或砂石等散粒材料。施工填筑时采用分层分级施加荷载,从而控制加荷速率、避免地基发生破坏,达到地基强度慢慢提高的效果。该法施工简单,不需要特殊的施工机械和材料,但软土的排水固结时间较长,因此工期一般较长。公路工程上常先期对路基进行堆载预压,再利用修筑桥梁的时间使其慢慢固结。如施工时间允许,可单位使用;如工期紧,可结合其它方法一起使用。

3、3反压护道法

该法是指在公路主路堤两侧,填筑一定宽度和高度的护道,以期达到路堤稳定的一种方法,它主要是起抗滑的平衡作用,使得抗滑弯矩能克服滑动弯矩。其设计一般采用“费兰纽斯法”找出最危险的圆弧,再用分条法进行稳定验算。反压护道的宽度一般是滑动弧终点达到哪里就压到哪里。其高度一般为路堤填土高度的1/3-1/2.这种方法处理软土地基,对解决路基稳定是有效的。该法不需控制填土速率,可以机械化快速完成路基填筑,但利用该法处理地基,土方量大、占用土地多,且沉降期长。

3、4袋装砂井排水法

袋装砂井排水法是在普通砂井的基础上发展起来的一种软土地基处理方法,它是普通砂井的发展和提高。相对于普通砂井,此法用砂量少、施工方便、快捷。它的布置一般采用梅花形。理论和实践表明,袋装砂井的间距是影响固结速率最重要的因素之一。在附加荷载一定的条件下,井距愈小,固结愈快,井距愈大,固结愈慢。所以,在用袋装砂井处理软土地基时,原则上采用“细而密”的方案。由于施工机械的影响,井距也不宜太小。井距太小,易使砂井周围的土受到扰动,地基土强度受到一定程度的削弱,并增加一定数量的沉降,而且还会使土固结系数降低,一般袋装砂井的间距以1.0-1.5m为宜。当然具体工程要根据软土的特征和施工期限的要求,计算确定。目前,袋装砂井排水法在公路工程中应用得最广泛的一种方法。这种方法一般不单独使用,往往结合砂垫层、土工布、堆载预压或其它方法一起使用,效果更好。

3、5塑料排水板法

该法与袋装砂井的作用原理相同,设计方法也基本相同,只是所用材料不一样而已。目前国内厂家生产的多为宽10mm,厚4mm的带状有横槽的塑料板,其外包有土工布。塑料排水板的施工文教袋装砂井基本相同。与袋装砂井比较,塑料排水板具有施工速度较快,效率高,施工机械轻便,对软土地基的扰动较小,可工厂化生产,抗折能力较强等优点。

4、结束语

软土地基带来不同的危害,无论给设计者还是施工者都带来棘手的麻烦,对于人力物力的损耗也不容小视。,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。因此根据不同施工条件选用合适的方法处理软土地基,可以有效的防止或解决出现的问题,保证工程的顺利完成,减少财务支出,避免更大的事故或破坏情况发生,避免造成经济损失和社会的负面影响。

参考文献

[1] 朱铃华.软土地基处理方法研究[J].建筑与工程,2009.35 (6):744-746

软土地基处理论文篇3

关键字:路桥施工软土地基施工存在问题处理措施

Abstract: with the development of economy, Luqiao engineering construction in the rapid development, has made some achievements in the process, but also can not ignore the restriction of various factors in their development, which for the construction project of Luqiao, the biggest constraint can be said to be the construction area of the geological conditions and the environment, including construction soft soil foundation is very prone to security risks, hazards and therefore must pay attention to the problem is to prevent the soft soil base on engineering bring, if the construction unit has not attracted much attention, it will directly affect the stability of the roadbed, pose a serious threat to the quality of the project. In this paper, taking it as the starting point, carries on the discussion on the construction of soft soil foundation in Luqiao construction measures may occur in the construction of soft soil foundation are discussed under the condition of the problem.

Keywords: problems existing in Luqiao construction treatment measures for soft soil foundation construction

中图分类号: TU471.8 文献标识码:A 文章编号:

在路桥施工的过程中,软土地基存在着巨大的危险性,如果施工方不能够及时的处理,或处理过程中方法是用不当,将会造成地基失稳,出现路桥不均匀沉降或者是沉降过大的情况,影响路桥工程的整体质量和施工的进度,由此可见,加强路桥施工过程中软土地基的处理措施至关重要。下面本文就从软土地基施工经常出现的问题以及加强软土地基施工问题的处理措施两个方面进行详细的论述。

一 软土地基路面施工过程中可能发生的问题

软土指的的天然含水量大、压缩性高、抗剪强度低、透水性能差以及承载力较小的呈现出软塑到流塑状态的一种饱和粘土,在这种土质上进行路基施工,对路基的稳定性是一种很大的考验,在这个过程中会出现一些问题。

(一)软土承载力及稳定性的问题

这一问题主要表现在以下几个方面,如在建筑物周围进行挖掘造成建筑物出现倾斜现象或者是失去稳定造成破坏;或是开挖土坡发生滑动、土堤、土坝或者是堆场地基的滑动、在天然的边坡坡脚开挖引起的滑动;再如开挖基坑底面造成的隆起,挡土结构物土压力增加或者是支撑系统土压力增加等,这些都是承载力以及稳定性方面存在的问题。

(二)沉降的问题

沉降问题的出现主要有以下几个方面的表现:首先是相邻的建筑物太近或者是荷载相差太大造成建筑物的倾斜;其次是出现整体或者是差异性的沉降造成建筑物的功能受到一定的影响;再次是开挖基坑的过程中,其周边地面出现附加沉降造成坑底的回弹性隆起;最后是由于软土层厚薄不均匀或者是分布不均匀造成的不均匀沉降。

(三)可能遇到的其他问题

软土地基在施工的过程中除了会遇到软土承载力及稳定性问题和沉降问题,还会受到降水问题的影响。浅层的降水会造成附近建筑物的开裂或者沉降,而深层降水则会造成地面出现大面积的沉降。需要注意的是,基坑深水、打桩施工过程中引起震动或者是交通荷载量过高等因素都会成为软土地基施工过程中需要关注的问题,可能会造成不稳定情况的出现。

二 软土地基路面施工中问题的处理措施分析

在施工的过程中,软土地基对于地基的稳定性和工程的质量具有很大的威胁性,处理不当很可能会出现上述提到的问题,影响到整个工程的进度和质量,因此说采取一定的措施,恰当的处理软土地基路面施工中存在的问题十分必要。下面本文就论述几点软土地基的处理措施。

(一)在设计和施工的过程中严把质量关

工程的质量是工程施工的最终目的,在软土地基上进行路面施工是具有一定的质量隐患的,因此说从设计到施工环节都需要严把质量观,这是任何处理措施的前提和关键,为此需要做到以下几点。首先在设计之前要进行实地调查,弄清楚该地区的软土的性质以及工程施工周边的土质情况和地质环境,之后根据实际情况合理进行地址分区,以便日后处理问题时方便快捷;其次在设计的过程中,既要符合普通的设计要求,确保设计方案的合理性,又要根据当地软土的具体情况制定特殊的设计方案,做到具体问题具体分析;再次施工时要严格按照设计方案进行,施工者一定要技术严谨,经验丰富,能够对出现的问题采取及时的应对措施,保证软土地基施工的质量;最后,也是最容易忽视的环节,就是要进行竣工检查,监理工作要跟上,对于工程的施工进行检测检查,避免安全和质量隐患的存在。严把质量关是一切措施的前提,需要引起格外的重视。

(二)排水固结法

排水固结的方法,就是在软土地基施工工程开始前,利用地基排水固结的特性,对软土地基进行加荷预压,使得土体能够提前完成固结沉降。这种方法能够增加地基的强度,但是需要注意的是,该方法只能应用在饱和黏性土地基。排水固结系统是由排水系统和加压系统构成的,因此在使用的时候需要注意,要先在地基土中设置竖向排水体和水平的排水垫层,改变地基排水边界的条件,从而达到缩短排水距离、加快排水速度的作用。在此之后进行加压,实现地基的固结沉降。

(三)表层处理法

通常情况下,表层处理法用于地表面较为软弱的情况下,这种方法是通过敷设、排水或者是增加材料的方法,达到提高地标强度的目的,预防软土地表出现变形的情况,从而保证软土地基路面施工的正常进行。这种处理的方法通常有表层排水法、砂垫层法、敷垫材料法以及使用添加剂的方法,这几种方法在表层处理法中经常用到,对于改善软土地基的压缩性、提高软土地基的地表强度,保证施工的顺利进行都具有重要的作用。

(四)挤密法

挤密法在软土地基路面施工过程中也经常会用到,这种方法主要包括四个方面。其一是砂石桩法。该方法是利用冲击方式或者振动方式在软土地基中成孔之后在填入砂石,并将他们挤压入软土中;其二是灰土挤密桩法,该方法主要是利用成桩孔时的侧向挤压作用挤密桩之间的软土,再将桩孔用灰土分层填压;其三是石灰桩法,该方法是运用机械地基中成孔,在将生石灰块按照一定的比例加入其他成分的添加剂进行夯实,从而形成桩体,与周围的地基形成复合地基,保证在施工的过程中不会出现软土地基中会出现的沉降或者是断裂的状态。

上文论述了在软土地基路面施工过程中经常采取的措施,在运用上述措施之前,一定要事先分析好施工地的软土情况,然后再根据具体的情况采取相应的措施。在进行软基处治时,一定要在保证工程质量的情况下,争取更长的软土预压时间,减少软基路堤施工后的沉降现象,同时需要根据软土的性质采取及时的措施处理,防止出现软土路基路面变形的现象。

结束语:路桥施工建设对于促进城市的发展起到重要的作用,反过来经济的发展和城市的进步也能够带动路桥施工工程的发展。近年来我国的路桥施工工程取得了较大的成就,但是在这个过程中仍然不能忽视的一个问题就是软土地基施工过程中的处理问题,对软土地基进行处理,能够提高软土的强度,保证地基的稳定性,减少地基的沉降,从而提高路桥施工的整体质量,但是如果处理不好便会出现路面沉降或者断裂的现象,严重影响了路桥的质量,施工埋下了巨大的安全隐患。因此本文就从软土地基施工过程中可能会发生的问题出发,论述了在软土地基施工过程中的问题处理措施,希望通过本文的论述,能够对今后的软土地基施工处理起到一定的帮助作用,降低地基的沉降和不均匀沉降现象,保证工程的质量。

参考文献:

[1] 王宇春 浅谈路桥工程中的软土地基施工 科技与企业,2011年第08期

[2] 郑建明 桥梁工程中软土路基的处治措施 交通标准化,2012年第22期

[3] 袁锋 试分析道路桥梁过渡段软基路基路面的施工 科技致富向导,2012年第05期

[4] 孟繁奇 宫岩 道路桥梁工程中软土地基的施工处理措施分析 城市建设理论研究,2012年第13期

软土地基处理论文篇4

论文关键词:公路软基 处理 研究 发展 展望

论文摘要:对现阶段我国高等级公路软基处理方法进行了探讨,介绍了常用的软基处理方法和其理论依据,对所存在的问题作出了分析,并且对未来的发展方向进行展望。

一、高速公路软基处理研究背景

近年来,随着经济建设的不断发展,我国基础设施建设的规模愈来愈大,高速公路也迎来了大发展的崭新局面。1988年10月全长18.5km的沪嘉高速公路建成通车,此后,又相继建成全长375km的沈大高速公路和全长143km的京津塘高速公路。自1990年以来,我国高速公路建设进入了快速发展期,一大批高速公路相继建成通车,2003年全国交通基础设施建设投资又创历史新高,高速公路通车总里程突破3万公里,稳居世界第二位。交通部于2004年提出未来20年公路发展的远景规划,将在2030年之前建成85 000公里的高速公路网。高速公路的建设地域已从沿海、平原等经济发达地区向内陆腹地、山区发展。然而,受地理位置的限制,许多高速公路不得不修筑在软弱土地基上。由于软弱土地基具有的强度低、压缩性大和明显的触变性等不良特征,对于路基危害很大。因此,在路基设计与施工中,必须给予充分的重视,根据实际情况,因地制宜地处理,以提高地基的强度,减少其压缩性,改善其稳定条件。

我国地域辽阔,有各种成因的软土层,如东海、黄海、渤海的滨海相沉积土;长江、珠江、闽江中下游的三角洲相沉积土;洞庭湖、太湖、洪泽湖、滇池的湖相沉积土等,其分布范围广、土层厚度大。这类软土的特点是含水量高、孔隙比大、抗剪强度低、压缩系数高、渗透系数低、沉降稳定时间长。在这类地基上修建高等级公路,若地基不经处理或处理不当,将会引起道路质量的降低甚至破坏。据调查统计,在世界各国土木、水利工程事故中,以地基问题处理不当引起的最多。而且,因地基问题造成的事故一旦发生,轻者影响使用,重者危及生命财产的安全,并且补救比较困难,补救工程费用很大。如日本的常磐高速公路神田桥自1986年09月20日通车后,19个月平均每月补修一次错台,严重影响了路面质量和通行能力;我国沪嘉高速公路、湖北汉宜一级公路等通车后,由于软土沉降等问题,使路面开裂,桥头错台,错台大者可达7~8cm,使行车速度大为下降,一直小修不断。随着高等级公路的修建,软土路基问题越来越突出,已成为影响工程质量、工程周期和工程造价的关键因素之一。因此,加强高等级公路软基处理的研究,科学地选择经济、有效的软基处理方案,是确保高等级公路的工程质量的重要措施。

二、我国高等级公路软基处理研究现状

1、软弱地基基本特性的研究

软弱地基主要是指呈软塑和流塑状态的粉土和粉质粘土,是在地表下相当深度范围内存在软弱土。软弱土的主要物理力学指标表现为:天然含水量大于液限,天然孔隙比大于1.0,塑性指数20左右,不排水抗剪强度小于30kPa,压缩系数a1-2大于0.5MPa-1。这类土具有压缩性高、强度低,排水固结慢、地基稳定性差等特性,通常很难满足地基承载力和变形的要求。因此,不能作为永久性大型建(构)筑物的天然地基。软弱地基在不同地区或在同一地区的不同路段,表现出的工程特性有较大的差异,如在软弱土厚度较大的地区,表层在长期气候的影响,含水量减小,在收缩固结作用下,其表面形成所谓的“硬壳”。该硬壳层具有中等或低的压缩性,较高的强度。在工程上如何利用这一硬壳层,节约工程造价,积累了一定的经验。

2、高速公路软基处理的实例研究

近年来,随着高速公路大规模的建设,工程中遇到的软基问题愈来愈多,在软基处理的过程中,对软土的性质、基坑开挖稳定性及其地基加固技术的研究日益深入,在软土加固的工程实践及桩基或其他类型基础的设计和施工等方面,积累了丰富的经验和大量的资料。可以说,公路软基处理的方法可涉及到所有的地基处理方法。软基加固技术由最早的采用填土缓速平衡碾压、生石灰桩、浅层换填等方法发展到下述的主要的处理方法:(1)排水预压法;(2)粉体搅拌桩深层处理法;(3)轻质路堤;(4)垫层及浅层处理;(5)自重预压,超载预压;(6) 化学方法;(7) 土工织物等加固技术;(8)砂桩、碎石桩等。国内外的软土地基加固方法归纳起来已达几十种,但目前仍然处于新老方法不断完善和发展的阶段。不论采用哪种方法,就其原理说不外乎分为以下几类:(1)改良土质;(2)换置;(3)补强。从以上的软基处理方法在工程实际中的应用情况来看,对其效果评价不一,由此看来,在如此众多的软基处理方法中,要采用哪一种方法效果较好、施工方便、又节省资金,这无疑也是软基加固处理中的一个关键问题。

3、软土地基加固方案选择的研究

高速公路对地基变形量的要求很高,一般要求在使用期内路堤的工后沉降不超过30cm,路桥搭接处不超过10cm。大量的工程实践证明,软土地基加固工程成败的先决条件之一是地质资料的可靠性。地基加固的费用可占总投资的1/3,甚至更大,所以选取经济、有效的加固方案非常重要。要想确定科学合理的加固方案,除了

设计上重视工程地质调查外,应尽可能采用精密和现代化的勘探仪器与手段,获得准确数据,综合考虑土的特性、产生压缩变形的机理、加固方案和质检的难易程度以及施工队伍的素质等条件。

软土地基加固处理技术比较复杂,地基的沉降过程长达几十年,为使软基加固处理取得长远的效果,应尽量采用理论上成熟、计算方法完善的加固处理技术。

经过多年的实践,可以得出如下经验:(1)强夯对于以泥炭为主的软土层,仍然是有明显效应的;(2)对于基础面积较小的软粘土地基,如柱基、墩基等,采用强夯,即使不能形成良好的排水通道,产生周围隆起,但也能达到强迫预沉降、强迫换土的效果。(3)软粘土采用强夯,最好配以较疏的砂井,而砂井的井径,尽可能采用较大直径,以加强压密排水效应。(4)软粘土采用强夯,孔隙压力消散迟缓,相邻夯点,先后夯击的间歇时间,常需达到3周~5周,如果平均按一个月计算,则整个施工期间,必须在3个月以上。  三、高等级公路软基处理研究存在的问题及展望

目前公路软基处理的研究己经达到了相当的水平和规模。但从国内、外现有资料来看,仍存在着一些不容忽视的问题,因此,结合当前公路软基处理研究的现状,应在相应的方面加强研究。

1、 数值计算技术没有充分表现出其优越性。

因为以太沙基(Terzaghi)的经典土力学为基础的理论公式法仍被广泛应用,所以在实际工程应用的研究中应将深入开展软土地基沉降计算方法的研究和数值计算方法的实用研究作为今后的工作重点。

2、 地基加固新技术的研究还不够,应加强复合地基的应用及其研究。

对于软土层厚度较大,深层土体强度很难改善时,复合地基能将外力较合理地传递给全土层,并按桩(柱)体刚度和置换率的不同,承担不同的外力,减轻土直接受力的负担,不必对较难改善强度的深层软土进行加固处理,如采用深层搅拌桩、预制桩法均可形成复合地基,工程实践证明效果很好。

3、 地基处理方案的决策分析研究不够,目前的方案选择基本上停留在人为凭经验选取阶段。应加强公路软基处理方案的决策分析,对软基处理方法进行优选。使目前人为定性决策方法数值化、科学化和智能化。

(1)加强公路软基处理的系统化研究。近年来,大量出现的实例研究为系统性的理论研究提供了基础,应着手对这些实例研究资料进行系统化的研究,对软土的工程评价,处理方法的选择等都具有重要的理论和实践意义。

(2)应用系统工程( system engineering) “ 量化评分” 法进行软基处理方法的选择。因为不同地区的土层厚度、分布、质量有所差异的,地基处理在技术、造价、时间和施工难度上均是不同的,所以只有对具体的工程地基加固采用系统工程“ 量化评分” 法进行分析、优选,才能收到较好的效果 。如上海新港址软基处理方法选择, 上港十四区对多个试验成果进行优选, 均采用系统工程的量化分析理论,得到有关专家的好评。

(3)提高公路软基处理研究的智能化水平,研究表明,在工程领域,寻求最优解往往很困难,获取满意解不失为一种合理的选择,人工智能方法是目前获取满意解最好方式之一。

4、地基处理方法的选择应与环保问题结合起来。

5、地基处理效果的检测技术有待进一步发展。

6、经济快速的处理方法是有生命力的处理方法。随着工程建设的高速发展,要求对地基的处理速度要加快,周期要缩短;再由于建筑市场的开发,往往经济实惠的方法较易被市场所接受。因此经济快速的加固方法仍然是今后发展方向。

参考文献:

[1]张诚厚,袁文明,戴济群.高速公路软基处理[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.

[2]曾国熙等.地基处理手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1988.

[3]王国体,方诗圣,潘恒芳.复合地基理论与其工程应用[J].合肥工业大学学报,2000(6):1009~1012.

[4]李坐山.石灰桩—粉喷桩在高速公路上的应用[J].东北公路,2001(4):29~30.

软土地基处理论文篇5

关键词:地基;换填法;设计;垫层施工

中图分类号:TU47 文献标识码:A 文章编号:

引言

换填垫层法在建筑工程中广泛应用.换填垫层法是挖去地表浅层软弱土层或不均匀土层,回填坚硬、较粗粒径的材料,并夯压密实,形成垫层的地基处理方法.换填垫层可依换填材料不同,分为碎石垫层,砂垫层,灰土垫层,粉煤灰垫层等.换填垫层施工简便,广泛应用于中小型工程浅层地基处理中。

1、换填垫层是将建筑物基底的软土挖去,代以人工回填的砂(或碎石)作为持力层主要用于荷载不大的软基处理。换填垫层主要作用有三:

(1)减少基础沉降量:沉降量是与地基的附加应力成正比的。紧靠基底区域内的附加应力大,沉降量也大,约60%~70%的沉降是由持力层引起的。换填垫层后,可大大减少基础的沉降量,并可调整地基的不均匀沉降。

(2)增加地基的稳定性:换填垫层实际上象个“船筏式”基础,使建筑物的荷载通过垫层均匀地扩散到垫层侧面及下卧软土上去,减少了软土所受的附加应力,对防止建筑物地基局部应力集中所引起的剪切破坏有一定的作用。

(3)加速软土地基的固结:铺在软土上的换填垫层(特别是砂垫层),一方面缩短了排水距离,另一方面它实际上又是排水层。压缩固结挤出的水分,通过砂垫层渗出,加速了地基的固结,促使地基中由于固结产生的抗剪强度较快地增长,从而提高了地基的稳定性。因此在荷载不大的工业与民用建筑软弱地基处理中,常常作为经济有效的处理办法。

2、换填垫层设计中存在的问题

目前换填垫层设计方法是假定垫层是基础的一部分。首先给定砂垫层厚度,把基底压力扩散到砂垫层底部,将砂垫层底部作为建筑物的“新基础”底面,底面处的附加压力值(以条形基础为例)(见图1)pz按下式计算:

(1)

图1.应力扩散图

垫层厚度Z应根据下卧层的承载力确定,并符合下式要求

(2)

式中:pk为相应于荷载标准组合时基础底面处平均压力值(kPa);pc为基础底面处土的自重压力值;基础底面处附加应力p0为:p0=pk-pc;pcz为垫层底面处土的自重压力;fz为垫层底面处地基承载力设计值;θ为垫层扩散角,对于中密砂垫层,当Z/b≥0.5时,θ=30°;当Z/b

3、换填垫层强度取值与基坑侧土强度关系分析

假定:(1)换填垫层与侧面软土在界面处破坏是由于软土强度不足所致;(2)基础下换填垫层侧面软土各向均质同性。

当换填垫层界面处某点应力等于土的抗剪强度时的临界状态称为极限平衡状态。由土的平面应力理论有

(3)

设中密砂土的φ=30°,代入(3)得

(4)

设换填垫层基坑坡角为β,则在垫层与基坑侧土接触界面上,正应力σs为

(5)

从上式可知:当β=0°时,σx对基坑侧面正应力无贡献,σs=σz+σcz;当β=90°时,σx对基坑侧面正应力贡献最大,σs=σx。

当界面处于极限平衡状态时,将(4)代入(5)式经整理得界面处正应力

(6)

对式(6)求最大值,可令:(σs)′|β=0,得β≈18.435°

即当换填垫层坡角满足β=18.435°时,σs最大,此时sinβ=0.3162,cosβ=0.9487

(7)

理论计算及实测表明,基底应力极限状态约位于基底下b/4处。设换填垫层下b/4与软土面交界处为微元体P,其软土强度为fs′,为保证垫层基坑侧土安全,微元体P接触面上正应力σs′必须满足

(8)

式中:σs′=1.054(σz′+σcz′)。

对于淤泥质软土,当覆盖杂填土时,γ0≈17kN/m3,ηd=1.0,σcz′=γz′,当基坑侧面软土任意一点土自重应力与竖向附加应力不小于砂垫层侧向压缩引起垂直向上应力时,该点强度可近似按各向同性考虑,即

(9)

将(9)、(10)代入(8)式并整理得

(10)

式中:fa为微元体P处基坑侧面软土修正后的地基承载力特征值;fak为基坑侧面软土承载力特征值。当微元体P在基础外边,且z′-d=0.25b时,可近似算得:σz′≈0.35p0,考虑到上硬下软双层地基中点应力分布特点:地基中点应力相应减少,边缘应力相应增大,应力分布总体相对均匀等因素,取σz′≈0.35p0×1.2,即当fak满足下式时

(11)

(12)

基坑侧面软土安全;否则就应加大基础宽度,降低p0值,直至满足基坑安全为止。

4、双层地基应力分布的特点

换填垫层属于典型的双层地基,持力层为较硬的砂垫层、砂石垫层、粉石垫层等,下卧层为软弱土层。现以换砂垫层为例来说明。条形均布荷载下地基基础中点下M处(如图2)应力σz的应力系数kE如表1。

图2条形均布荷载下双层地基

表1应力系数kE表

表1中ν为

(13)

式中:E01、E02分别为持力层与下卧层变形模量;μ1、μ2分别为持力层与下卧层的泊松比,对于淤泥质土,变形模量为2.5MPa左右,当其上硬层为中密砂垫层(相当于已分层夯实原砂垫层),且厚度Z不小于基础宽时,变形模量在26MPa以上,ν≥10;ν=5,相当于均质土状况;ν=1时为双层地基,从表1中可以看出:ν越大,应力扩散越明显。

若按扩散法计算砂垫层基底中点附加压力,其大小为(按基宽与砂垫层厚相等计算)θ=30°,pz=0.464p0,按双层地基应力系数法计算,其值为:pz=0.33p0,反算θ=44.6°,差别达40%以上。

由此可见,扩散角法与双层地基应力系数法确实存在一定的差异。

5换土垫层合理设计分析

综上所述,合理进行换土垫层设计,应按以下步骤考虑:

(1)换填垫层自身的强度,这主要通过施工质量与检测来保证。

(2)换填垫层承载力设计值:考虑垫层侧面软土强度作用,按式(12)确定换填垫层p0时,应与换填垫层自身的承载力(换填垫层自身的强度减除土体自重应力)相比较,取两者较小者为换填垫层承载力。此时换填垫层底宽可与基础宽一致,顶宽应根据当地软土基坑开挖放坡经验来确定;由于实际换填垫层坡角一般在70°以上,远大于18.435°,因此垫层侧面软土不仅相对安全,并有一定的有效侧限作用。

(3)换填垫层属于双层地基,其应力分布应考虑双层地基应力分布特点。当换填垫层按规范要求施工,压实系数在0.97以上时,垫层变形模量与下卧软土变形模量差别较大,即可达到E01/E02>10,对应于上表取ν=10.0应力系数值计算,并据此及式

(4)确定换填垫层的厚度。

当垫层厚度不小于基础宽度时,kE≤0.33,即近70%的基础沉降由垫层承担,对于荷载不大的工业与民用建筑(即丙级建筑),可不必进行沉降验算。

结束语

根据笔者多年工作经验及双层地基应力数值解,进行了多次探索与检测,并在理论上予以初步论述,其目的一方面是竭尽所能,完善换填垫层承载力计算理论;另一方面,在大力提倡创造节约型社会的今天,作为一名工程师有责任、有义务为工程建设提供更科学、更经济的设计概念与方法。

参考文献

[1]建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.

软土地基处理论文篇6

关键词:后江桥;成层软土路基;变径;水泥搅拌桩

中图分类号: U231 文献标识码: A

1引言

在软土地区建造桥梁,易出现桥头跳车现象,须对桥头软土路基进行处理,水泥土搅拌桩是较常用的处理措施。处理完成的地基承载力及变形能否达到要求主要取决于桩体面积置换率,被加固土体土质较差时置换率取大值,土质较好时取小值。

目前工程中大部分采用常规等截面搅拌桩,即桩体面积置换率不随深度变化。由于沉积的原因,在一些具成层性结构的软土地基中,不同土层会出现物理、力学性质相差较大的现象(图1)。若采用常规等截面搅拌桩处理这类成层性软土地基,就必须由物理、力学性质较差的土层控制桩体面积置换率。这将导致其它土层的桩体面积置换率过高,从而造成工程浪费。

图1常规搅拌桩和变径搅拌桩复合地基对比图

研究区桥头路基,为上部压缩性较高、下部压缩性较低的成层性结构软土路基。结合场地典型的工程地质条件,本文基于高压缩性土层采用较高面积置换率,低压缩性土层采用较低面积置换率的原则,采用了一种桩体面积置换率随土层性质变化的变径水泥搅拌桩进行软土路基处理。从而克服了等截面搅拌桩处理软土路基造成工程浪费的问题。

2变径水泥土搅拌桩技术

变径水泥土搅拌桩采用了全新的施工机械和施工工艺。它主要是对常规水泥土搅拌桩的动力传动系统、钻杆和钻头进行了改进。在成桩过程中,由动力系统带动分别安装在内、外同心钻杆上的两组搅拌叶片同时正、反向旋转搅拌水泥土,通过搅拌叶片的伸缩使桩身部分截面扩大而形成具有变截面的水泥土搅拌桩。变径水泥土搅拌桩施工工艺流程如图2所示。

图2变径水泥土搅拌桩施工工艺流程示意图

3研究区工程地质条件

温州市鹿城区仰义至双屿段公路改建工程,后江桥桥梁长40米,中心里程桩号为K5+054。地貌属冲海积平原,地形较为平坦,地面高程一般在4.5~5.2m。

钻孔揭露桥址区中上部为海积软土,中下部为湖沼相的粘土,是典型的成层性结构软土路基。地层分布情况参见图4,岩土体物理力学指标见表1。

图3钻孔位置图

图4钻孔地质图

表1岩土体物理力学指标统计表

4桥头软土路基处理设计

按处理方式不同,沿纵断面将桥头软土路基划分成三段(图5)。

第一段(桥头1级),采用等长度变径水泥土搅拌桩处理,处理范围15m,处理深度25m,其中扩大头高度5m。搅拌桩在平面上按等边三角形形布置,桩距d1=1.8m。

第二段(桥头2级),采用非等长度变径水泥土搅拌桩处理,处理范围15m,搅拌桩长度以L=1.6m逐级递减,处理深度14.5m~25m,其中扩大头高度3~5m。桩距d2=2.1m。

第三段(过渡段),采用超载预压处理,处理范围20m。

变径水泥土搅拌桩上部扩大头直径D=1.0m,水泥用量为260kg/m;下部桩径d=0.5m,水泥用量为65kg/m。桥台部位布桩时,应注意留出桥台灌注桩的位置,可适当调整与灌注桩有冲突的桩位,与灌注桩净距应大于1m。

搅拌桩采用普硅42.5水泥,水灰比0.45~0.55。扩大头部分采用4搅2喷工艺施工,下部状体采用2搅1喷工艺施工。桩深25m以内,喷浆压力不小于0.5MPa,大于25m时,喷浆压力不小于1.0MPa。桩体设计强度(90天无侧限)为1.0Mpa。

图5软土路基处理纵断面设计图

5经济效益分析

以桥头1级软土路基处理设计为例,采用变径水泥土搅拌桩处理单位面积软土需水泥用量约927kg/m2;而采用常规水泥土搅拌桩处理,并达到相同的面积置换率则需水泥用量约2300kg/m2。故变径水泥土搅拌桩较常规搅拌桩更经济。当变径水泥土搅拌桩的上、下桩径比越大,理论上节约的水泥用量越多;在扩大头高度一定时,处理软基深度越深,相对节约的水泥用量也越多。综上所述,变径水泥土搅拌桩在处理深厚成层软土路基具有可观的经济效益。

6结论

研究区桥头路基,为上部压缩性较高、下部压缩性较低的成层性结构软土路基。若采用常规等截面搅拌桩进行处理,会造成工程浪费。结合场地典型的工程地质条件,本文采用了一种桩体面积置换率随土层性质变化的变径水泥土搅拌桩进行软土路基处理。结果表明,采用变径水泥搅拌桩处理桥头软土路基可最大限度解决等截面搅拌桩处理路基造成的工程浪费问题,具有很好的应用前景。

参考文献:

[1] 向玮,刘松玉,经绯,刘志彬.变径水泥土搅拌桩处理软土地基的应用研究[J].工程勘察,2009,2(3):22-26.

软土地基处理论文篇7

关键词:水利施工 软土地基 处理技术

社会的进步使得农业的重要性越来越突出,水利工程又是农业稳步发展的有效保障,在这一时代背景下,全国各地涌现出一股水利工程建设热潮,而水利工程的建设区域靠近河湖、海滩、沼泽,其土质多为软性,软土地基处理问题成为水利施工的头等难题。

1.软土地基的特点

1.1孔隙比高。同一环境下,软土孔隙比一般要比重塑土孔隙比高20%到40%,软土的这一特性是因为在土质缓慢沉积过程中,土质中的颗粒接触点形成了胶结而缺乏跟重塑土类似的压密步骤。

1.2压缩性高。软上压缩曲线很有特色,其初始段平缓,当压力超过某一应力时出现陡降段。压力过后又出现另一个陡降段,这样在经过过了一段压力区间后,软土土样的压缩曲线斜率就呈现出突变到渐变的特性。

1.3透水性低。软士抗剪强度多在20kPa以下,透水性能弱,竖向渗透系数在10—8—6cm/s之间,不利地基排水,地基中的孔隙水压力较高,影响了地基的沉降,使得建筑物沉降时间也延长。

1.4灵敏度高。软土的高灵敏度体现在触变性上,振动原状软土,破坏了软土结构的连接,会使软土的强度降低甚至把软土变成稀释状,这样易导致沉降、侧向滑动、基底面侧向挤出。

2.软土地基处理技术分析

软土地基的处理技术可分为稳定处理和沉降处理,稳定处理原理是阻止强度降低、控制剪切变形,增加抗滑阻力、促进强度增长,沉降处理原理是减小总沉降蘑、加速固结沉降。常见的方法有:

2.1桩基法。当淤土层较厚难以进行大面积深处理时,可以采用桩基法,早期的桩基法包括木桩、砂石桩、水泥土搅拌桩等,随着建筑行、业技术的进步,钢筋混凝上预制桩成为近几年普遍采用的方法,其桩基原理足通过人工或机械成孔,在软土地基中灌人混凝土,混凝土的放热与离子交换作用能够改善桩基周围软土的力学性质,形成复合型的混凝十桩地基,这样能够减少地基沉降提高地基承载,混凝十承载力较强,施工速度快,投资成本不高且可以保证工程质量,钢筋混凝土预制桩能够抵抗水闸水压产生的水平荷载,具有水平稳定作用,因此在水利施工中使用较普遍。

2.2换土垫层法。软土层厚度较簿宜采用换土垫层法,即用灰土粗砂、砂壤土、水泥土换填技术对软土层进行地基处理,实施换土垫层法时,要对换填的土层删进行压实处理,以形成地基改造后的良好持力,改变原有软土层的承载力件质,提高稳定和抗变形能力,换土垫层法的操作原理是,先将基础底面一定范围的软土及不良土挖去,用强度较高、具有抗侵蚀性、质地峰硬、压缩性较小、性能稳定的砂砾、卵石、碎石、灰土、索土、矿渣,煤渣等材料分层填允,并以机械或人工振动夯实填充层,使其密实度增加,形成符合施丁要求的人工地基,换土垫层可以有效扩散地基的基底压力,具有减少地基沉降、提高地基的承载力、加速软上的排水同结、消除膨胀土的胀缩、防止冻胀等作用,适用于软上浅层地基处理。

2.3旋喷注浆法。旋喷注浆法的操作原理是,利用电化学手段、液压、气压将能可以同化的浆液注入建筑物与地基的缝隙部位或地基介质中,通过提升旋转形成摆喷,定喷、旋喷,用喷射浆液构造人工复合地基,减少地基沉降,提高地基承载力。旋喷注浆法的浆液可以是粘土水泥浆、水泥浆、粘土浆、水泥砂浆以及各种术质索类、聚氨酯类、硅酸盐类等化学浆材,旋喷注浆法适用于淤泥、粘性土、淤泥质土、粉土、砂土,黄土、碎行土、人工填土等软土地基,如地基土层中含有大块石或土层有机质含量较高,要在施工前确定其适用性,旋喷注浆法对淤泥软土地基加固效果明显,能够有效控制地基的基础沉降。

2.4加筋法。加筋法的操作原理是,将抗托能力强的金属板条、土工合成材料(如土工格栅、土工织物)等埋置工地基七层中,利用土层颗粒拉筋与位移产生摩擦力,使加筋材料与土层形成紧密结合的整体,这些加筋材料通过受拉作用调整了地基底层的应力分布,能够减少地基的侧向位移,减少地基变形与沉降,增强地基土层稳定性,提高七层承载力和强度。

2.5加载预压法。加载预压法的操作原理是,在工程建设之前,地基土层在预压负载的作用下进行压密、固结,地基土层发生变化,强度得到提高。卸去预压负载后再进行工程建设,工程完工后地基不发生变形位移,其承载力也比较稳定,预压负载也可以利用建筑物自重进行,如果地基十层渗透性较小。为缩短士体排水距离,加速土体排水固结,可以在地基土层中挖设竖向排水通道,塑料排水板、袋装砂井、普通砂井等形式都比较常用,因此竖向排水也分别叫做塑料排水板法袋装砂井法、普通砂井法,加载预压法适用于粉土、泥炭土杂填土,冲填土、软粘土等地基土层,垫层材料选用渗透系数大、级配较好、含泥量小的中粗砂,竖向排水通道砂井法中也需要同类型的砂,袋装砂井法需要聚丙烯机织土工物,塑料排水板法需要塑料排水带。

2.6深层搅拌法。深层搅拌法有两种,喷浆搅拌法与喷粉搅拌法,其操作原理是,利用深层搅拌机将石灰或水泥与地基土层原位搅拌,以形成格栅状、圆柱状、连续墙水泥土增强体,深层搅拌法适用于淤泥质土、淤泥、地基承载力不大含水域较高的粉土、粘性土等软土地基,特别适合粉细砂地区水工建筑物的防渗处理与地基加固。

3.结语

总之,水利工程建设中要注重施工质量管理与控制。施工前,通过比对周边环境和实际地质情况,掌握准确的地基施工条件,选择适合当地实际情况的软土地基施工方案,施工过程中,要及时发现问题并解决问题,努力保证工程质量。

参考文献:

[1]司良娟.水利施工中软土地基处理技术[J].轻工设计,2011,1.

[2]李轩.论水利工程中软土地基双向水泥搅拌桩的技术处理[J].中国西部科技,2011,4.

[3]李伟.水利施工中软土地基处理方法[J].城市建设理论研究(电子版),2011,32.

[4]李明华.水利工程中淤泥软土地基的施工措施分析[J].科技风,2010,19.

软土地基处理论文篇8

【关键词】软土地层 地基处理 问题 方案

软土底层是建筑中的难点,难就难在建筑在软土底层上的地基处理,地基如果不能够克服软土地层的压缩性高,含水量大以及承载力低等问题,那么建筑就是失败的,安全隐患会威胁建筑以后的使用。针对软土地层的特点,结合软土地层地基处理的必要性,经过各个方面专家的理论研究和实际建筑的无数次实践,得出了以下几种实用的解决方案:表层排水法、砂垫层法、石灰桩法、强夯法和针对高层建筑物的深层水泥搅拌桩技术。这些技术方法的涌现在很大程度上积极处理了软土地层地基问题。

一、软土地层的特点及地基处理的必要性

1、软土地层地基的特点

我国国土面积辽阔,地基类型丰富,在施工的过程中要不可避免的对软土地基进行处理,提高地基稳定性,避免地基产生不均匀的沉降,软土是指压缩性高,含水量大以及承载力低的饱和粘土,软土一般呈流塑状态,软土的压缩系数较高,软土在较大的压力下会发生变形沉降,对房屋建筑的稳定性造成影响,微细颗粒和分散颗粒组成的软土土质不均,透水性较差,房屋建筑工程在地基处理时要首先进行排水处理。此外,房屋建筑工程的流变性较强,地基在重力下会发生快速的沉降。

2、软土地层地基处理的必要性

软土地基具有承载力低、含水量高、孔隙比大和压缩性强的特点,在软土地基上建造高层建筑会造成地基的沉降和变形,建筑不仅不能达到房屋建筑设计的要求,严重的还可能造成生命财产安全问题。设计人员需要加强对地基的分析,掌握足够的地质材料,确定软土地基的类型,在提高地基强度的基础上保证地基的稳定性,减少地基的沉降,确保房屋建筑能够达到稳定性和安全性使用的目的。

二、常用的软土地层地基处理方案

1、表层排水法

表层排水法是在填筑地基之前,先根据地形与土质情况,在地面挖一定深度和宽度的水沟,将地表水排净,同时降低地基表层的含水量,以便改善施工机械作业条件,用透水性良好的砂砾回填水沟后,还可发挥盲沟作用。

2、砂垫层法

砂垫层法是在软土地基面层铺设一定厚度的砂垫层,为软土层固结所需要的上部排水层,加快地基沉降速度,缩短固结过程。砂垫层法施工简单,不需特殊机具设备,适用于软土层不很厚、或具有双面排水条件的情况,以及软土表面无透水性低的硬壳。砂垫层法施工前需要对槽检验,稳定基槽(坑)的边坡,人工级配的砂、石材料,需拌合均匀。

3、强夯法

强夯法又名为动力固结法或动力压实法。它是反复将重锤从高处自由落下来夯击地基,一般落距为10m~40m,这样可有效降低地基压缩性,提高地基的强度。强夯法具有设备简单、施工方便、加固效果好、适用土类广、施工期短、节约材料等优点,在软土地基工程中应用较为广泛。强夯法适用于处理碎石土、粘性土、砂土、粉土、素填土和杂填土等地基,但对淤泥和淤泥质土地基处理效果不佳,采用强夯法处理软土地基时,地基土的渗透性决定了加固效果,所以必须创造排水通道。

4、石灰桩法

在进行软土地基处理时,需要利用人工成孔和机械成孔填入生石灰,将其作为固化剂,通过压料形成桩体,并在这个过程中充分利用生石灰的膨胀、吸水、放热等作用,结合石灰与土地的物理化学作用,使得桩体周围土地的性质发生变化,石灰与掺和料在化学反应下,强度会有所提高,使得土与桩体形成复合地基,从而来达到强化地基的目的。一般情况下,该方法主要用于软弱粘性土地基的处理。

5、针对高层建筑物的深层水泥搅拌桩技术

深层水泥搅拌桩施工过程是整个地基施工中比较重要的部分,要保证整个高层的稳定性,就要最好其软土地基的施工H首先,需要检验好管道堵塞情况:施工人员需要在水泥搅拌桩开钻之前用水清洗整个管道,要禁止检查的管道中出现堵塞现象,下钻需要在水排完后才能继续进行;其次,其深层水泥搅拌桩的工艺按照规定的流程进行施工。然后,悬挂吊锤:吊锤可以直接悬挂在主机上,但需要控制好吊锤与钻杆四周之间的距离,它们之间的距离要保持相等的原则,这主要是为了使水泥搅拌桩桩体的垂直度能够达到施工的要求;最后,控制好深层水泥搅拌桩施工中水泥搅拌配合比,水泥配置时要按照建筑材料的标准计算好相关参数。

三、结束语

建筑业的发展与时代的进步是同步的,自然环境对于社会前进的障碍也是时刻存在的,软土地层自身的缺陷使得建筑业的发展受到了阻挠,但是解决方案的研究在一定程度上抵消了这种潜在的威胁,表层排水法、砂垫层法、石灰桩法、强夯法和针对高层建筑物的深层水泥搅拌桩等技术的出现给软土地层地基建设带来了新的解决思路。软土地层本来就是公认的不适合建筑物坐落的土壤,尤其是对于高层建筑来说,威胁十分巨大,目前已经研究出来的方法正在抵消着这个威胁,但是每个方法都有自身存在的不足,也不能够彻底解决问题,所以新思路的发展和新方案的研究就成为了重中之重,希望更好、更适用的软土地层地基处理方案能够不断涌现,促进建筑业的快速发展。

参考文献

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软土地基处理论文篇9

关键字:软弱地基 ; 形成原因 ;处理方法Abstract: Along with the social progress and economic development, China's construction industry has obtained the rapid development, construction projects are constantly increasing, in the process of soft foundation treatment work becomes more and more important, its processing quality plays an important role for the construction progress and quality of the project, so has the practical meaning and value to strengthen the control of soft foundation treatment, appropriate treatment methods. The reason this article is formed from a weak foundation in order to study the processing method of the foundation.

Keywords: weak foundation; cause of formation; processing method

中图分类号:TU471.8 文献标识码:A 文章编号:

建筑行业的发展需要有质量的保证,而对软弱地基的处理是提升建筑稳定性和安全性,确保工程质量的关键,通过对软弱地基的处理,能够改善各种不良的地基,满足各种建筑项目的需求,为建筑施工企业获取较多的经济利益。下面本文就进行详细的论述。

一 软弱地基形成的原因

软弱地基是由淤泥、杂填土、淤泥质土、冲填土以及其他高压缩性质的土层形成的,软弱地基是一种不良的地基,其具有较差的稳定性,且强度较低,压缩性比较高,沉降量也比较大,在这种地基上进行施工会影响到工程的质量,所以说加强对软弱地基的处理十分必要且很重要。在这种地基上进行工程建设,由于地基的强度不够且容易变形,会影响到工程的稳定性和质量,因此需要采取措施进行处理和加强,减少地基的沉降和不均匀沉降的现象。

二 软弱地基处理的方法

上文中对软弱地基形成的原因进行了简要的分析,也指出了在工程建设之前必须要进行软弱地基的处理,处理方法主要有预压法、换填垫层法、挤密法、高压喷射注浆法、加筋法、强夯法等,下面本文就进行详细的论述。

(一)预压法

在软弱地基处理过程中,预压法是一种较常用的方法,该方法主要有两种分类方法,即砂井预压法和堆载预压法。采用该方法进行处理,能够立于采用外载作用,提高软土的排水固结,以便能够增强其抗剪的强度和能力。砂井预压法在使用的过程中,是在软土层中按照相应的距离设置砂井,以改变软土层的排水条件,达到加速软土固结的作用,以缩短预压的时间。在使用该方法进行软弱地基的处理时需要注意,通过该方法在软土层中设置砂井,一定要保证砂井的距离,以便能够最大限度的增强软土的排水性能,缩短预压时间。同时在处理的过程中,由于预压的目的不同会采用不同的方式进行处理。如果是利用预先荷载加压,能过减少建筑物的沉降,如果是利用建筑物本身的荷载分级进行预压,则会增加地基的强度,最大限度的提高地基的承载能力,所以说在进行处理的过程中一定要根据实际情况进行,以便能够最大限度的发挥处理的功效。

(二)换填垫层法

换填垫层法是利用物理力学性质比较好的岩土材料来置换天然地基中的软土层,并且在这个过程中分层夯实成低压缩性的地基持力层,这样能够防止地基的冻胀,对于提高地基的承载能力具有很大的帮助,同时也利于加速软土的排水固结,最大限度的减少地基的沉降,达到软弱地基处理的目的。

(三)挤密法

挤密法在软弱地基的处理中也经常用到,它是通过在土中打入桩管成孔,并且将填入孔里面的砾石捣实。在这个过程中需要注意,挤密法所针对的材料是含砂砾或者是瓦屑的杂填土等松散土地基,而对于其他粘性较大的饱和的软土地基,采用此方法则不适宜,因此说在使用该方法是一定要事先弄清楚施工地区的土质性质,防止因为使用错处理方法而影响施工的进度和工程的质量。

(四)高压喷射注浆法

高压喷射注浆法,顾名思义就是利用高压力,将水泥浆液从管路中喷射出来,并通过切割破坏土体,并和土体搅拌均匀,产生部分置换作用,在自然凝固之后成为拌和桩体,和之前的软土地基形成良好的复合地基,这样能够提升地基的承载能力,减少沉降现象的发生。

(五)加筋法

加筋法是利用强度较大的土工聚合物买进土层之中,这样能够增加地基的承载力,降低其沉降现象,提升建筑物的稳定性能,确保工程的质量和安全性。在这个过程中需要重点对埋入地下的材料进行监督管理,以防止出现质量低劣的土工聚合物进入到地下出现问题以影响整个工程的质量。在处理过程中,强度较大的土工合成材料,能够带给地基更大的抗拉力,最大限度的减少地基断裂的可能性,使地基的整体性能和刚度得到进一步的增强,以改善地基土体的应变场和应力场。这种方法在使用之前也需要考虑地质情况,需要看施工地的土质是否适用于各种软土地基和各种高填土。

(六)强夯法

强夯法是利用压力和冲力的作用给地基较大的作用力,从而达到加固地基的目的。该方法能够进一步降低土质的压缩性,增大地基的强度和承受能力,从而增强地基的抗液化能力,降低土质的湿陷性。除此之外,采用该方法处理软弱地基,还能够实现土层的均匀化,防止今后出现差异性沉降现象。

(七)深层搅拌法

深层搅拌法是利用石灰或水泥等建筑材料的固化剂,经过深层搅拌机械对其进行搅拌至均匀的状态,在这个搅拌均匀的过程中产生一系列的化学反应或者是物理反应,以提高软土的强度,降低其渗水性和压缩性。使用该方法时也要注意软土的性质,一般情况下该方法比较适合处理各种成因的软土层,尤其是厚度较大的饱和软粘土更适宜采用该方法进行处理。

(八)灌浆法

灌浆法就是运用钻机成孔,并根据需要的灌浆深度将注浆管导入到空中,确保钻孔周围和顶部处于密封状态,之后启动压力泵,将泥浆通过孔隙和岩石之间的缝隙灌入到孔内,一定要保证灌入的泥浆要搅拌均匀,防止出现差异性沉降。

三软弱地基的处理方法要和建筑物设计相结合

对软弱地基的处理方法有多种,在实际的处理过程中需要根据不同的地质情况采取恰当的方法进行处理,与此同时,还可以通过对建筑物设计的有效规划研究,减少建筑物的不均匀沉降现象,这样双管齐下,不仅能够保证建筑物的质量,缩短工期,还能够最大限度的节约施工成本,为施工企业带来更大的经济效益和社会效益。

在这个过程中,需要以不改变建筑物的使用功能为前提,尽可能的简化建筑物的设计,对于复杂的情况,要根据实际情况进行划分,标好各建筑单元。若拉开距离的两个单元之间需要进行连接,可以采用自由沉降连接。还可以通过增强建筑物的强度和刚度的方法增加建筑物对软弱地基不均匀变形的调整力。由此可见,对软弱地基的处理,不能够单纯的停留在对地基的处理上,还需要和建筑物的设计相结合,这样才能够保证对软弱地基处理的合理性和功能最大化。

结束语:人们生活水平和生活质量的提升,对于建筑稳定性和安全性的要求就更为严格,要保证建筑物的质量,一定要保证建筑地基,尤其是对软弱地基一定要采取恰当的措施进行处理,防止出现沉降等现象威胁建筑物的安全。本文就以此为出发点,从软弱地基形成的原因出发进行论述,并例举出八种处理软弱地基的方法。通过对软弱地基的处理,能够改善各种不良地基,满足建筑物的施工需求,希望通过本文的论述能够对今后软弱地基的处理工作有一定的帮助作用。

参考文献:

[1] 罗恒勇 林申正 屈珣 浅谈软弱地基的处理方案 科技致富向导,2011年第24期

[2] 施洲辉 吴维 龙振华 浅谈建筑工程中常见软弱地基处理措施 农村经济与科技,2011年第4期

[3] 张金玲 浅谈软弱地基处理方法的选择 城市建设理论研究,2012年第11期

软土地基处理论文篇10

关键词:高速公路;软土路基;稳定性研究

中图分类号:U213.1 文献标识码:A

1 高速公路软土路基的稳定性的特点

高速公路的自身的修建的特点及项目实施地点的软土的自身性质影响着软土路基路堤的稳定性,软土具有天然含水量高、强度低、透水性弱、孔隙比大、压缩性好、结构性强但容易受到干扰等自身特点,因此当在软土上进行施工时,便十分容易产生路基路堤不稳定的现场。由于高速公路的等级一般都较高,并且技术要求很高,造价也很昂贵,因此高速公路对路基的稳定性的要求是十分严格的。由于高速公路的整条线路很长,并且整条线路的地形及地质条件又是十分复杂的,在进行高速公路工程施工时,施工车辆及施工机械通行较频繁且施工顺序变化大,因此像其他民用建筑那样对软土路基进行精心的施工以及详细的勘探是不切实际的,这些也都导致了软土地基的特点以及被扰动和受压的状态是不易被掌握的,也导致软土路基的稳定性是比较困难的。

2 修建高速公路软土路基存在的问题

软粘土是一种近代沉积物,它是在第四纪后期由三角洲相、湖沼相、泻湖相等所形成的河流沉积物或是粘性土沉积物,在这些沉积物中,最软弱的应该是淤泥质土以及淤泥。由于这些软粘土具有压缩性大,抗剪性差、含水量高这些特点,因此当其在受到外力荷载的情况下,承载强度不够便会导致地基失稳沉降甚至倒塌。

在软土上修建高速公路存在的两个最困难的问题就是沉降以及失稳。而其中稳定性又是最重要的问题,它与整个工程的质量及施工进度等都是息息相关的。由于新世纪工程项目中,在软土地区进行高速公路建设的项目也是越来越多,并且按要求必须在软土路基上填筑路堤。为了在施工后满足软土沉降的严格要求,就必要缩短填筑路堤的时间从而增加预压的时间,这就会导致施工的工期被大大压缩,在工期如此紧张的情况下进行施工,这对软土路基的稳定性提出了很高的要求。从目前我国已经修建的高速公路软土路基项目得到的经验显示,我们的施工及设计人员对软土的认识仍然存在不足并且施工工艺及加固方法都存在错误,对高速公路软土路基的稳定性的计算方法上也需要进一步的研究及探讨。

3 高速公路软土路基的稳定性研究现状

3.1 软粘土强度增长规律的分析

软粘土土体的固结效应会对高速公路工程的施工产生重要的影响。但对软土路基进行深层加固时,软土的结构因加固操作势必会受到扰动并且产生孔隙水所带来的压力,软粘土的抗剪强度也势必会下降,因此当软粘土地基受到荷载时,便很可能产生失稳。当随着深层加固施工进行的同时,软粘土的强度也会逐渐提高。这主要是由于加固施工所以其的孔隙水压力很逐渐消失,这样原本已消失的有效应力会逐渐的恢复,强度便又得到了提高。若想保证软土地基的稳定性,就要保证地基承载力的增加与固结的变化相互适应,因为软粘土的强度是随着固结的变化而变化的,而地基承载力的增长也是以土的强度增长而增长的。

我国在上个世纪60年代初期就已经对软粘土的强度规律进行了研究,当时的研究人员提出了有效固结应力法及有效应力法两种研究方法。有效固结应力法忽略了软粘土因剪缩所引起的强度变化,而主要考虑软粘土因软粘土因压缩所引起的强度变化。所以在相应的软粘土强度变化的公式中忽略了因剪切所引起的孔压,只记入了因压缩所引起的孔压。而有效应力法则是结合三轴固结排水实验,并通过引入应力圆的理论从而确定软粘土的强度增长规律。以上两种研究方法的具体公式在《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》均有详细的说明。

3.2 软土路基的稳定性控制工作

路基施工时的加荷载速率对稳定性也有着重要影响。加荷载时,剪应力在增大,软粘土的强度也在提高。所以要做好稳定性控制,这样才能保证地基的稳定性。稳定性控制主要包括:合理确定加载计划以及稳定性观测工作。合理确定加载计划可以有效的保证软粘土的强度变化与加载计划相适应。但是由于计划阶段的计算参数不够精确,这就会导致与工程的实际状况存在差异,因此在确定加载计划的同时,做好观测工作,通过观测数据指导施工工作并确保其稳定性。稳定性观测也是稳定性控制的最主要工作。稳定性的观测工作主要包括:侧向位移观测,孔隙水压力观测以及软粘土沉降观测等工作。由于孔隙水压力可以直接的了解地基中软粘土的团结状况,因此它也是工程施工期间对地基稳定性评价的最有效方法。做好孔隙水压力观测也是稳定性观测工作的重点。

3.3 高速公路软土路基的计算理论研究

软粘土的强度较低是导致软土路基路堤或堤坝失稳甚至倒塌的最重要原因。在较为均匀的软土路基中,路基失稳多是由于路堤或堤坝沿圆弧形画面移动所引起的,这也是经过多次试验证明过的。所以为验算软土路基的稳定性,研究人员多采用极限平衡法对其进行验算。圆弧法是极限平衡法的代表方法,其首先由一名瑞典科学家提出,它首先应假定平面应变并且将滑面视为圆筒面。这样在进行力的分析时,就可以将圆筒面分为许多同样的竖条并且竖条之间的力大小一样且方向平行于滑面。这样整个滑面滑动力矩与稳定力矩之比就可以作为验算其稳定性的依据。后期,许多专家学者又对这种圆弧法进行了改良及完善,目前的验证方法已经是很成熟的了。

4 高速公路软土路基稳定性的处理措施

高速公路软土路基稳定性的处理措施主要有以下几种方法:

①增加路基土的固结排水速率。通过抽真空、设砂井等方法使软土路基排水固结沉降增大,这样可以提高软土土体的强度同时提高稳定性。

②延长施工预压期。施工的加载提高时,软土地基的强度也会随之提高,通过缩短填土时间可以增加施工的预压期,这样软粘土路基施工时的沉降问题便会在施工期间显现,这样也更容易得到解决,从而提高路基的稳定性。

③减小软土路基的总沉降。提高路基的承载力并减少路基的总沉降,可以通过采用桩体复合地基等方法实现。

通过以上论述,对高速公路软土路基的稳定性进行了深入的研究,并分别对高速公路软土路基的特点,存在在问题,研究现状以及处理措施等问题进行了详细的探讨。我国高速公路事业正在蓬勃发展,而软土路基的稳定性对路基的质量甚至是整个高速公路工程的质量都有着重要的影响,因此对软土路基的稳定研究是一项艰巨而持久的工作,只有做好软土路基的稳定性研究,才可以确保整个公路工程的质量。

参考文献

[1]冯远兴.试论软土路基的施工要点[J].科技资讯,2007.

[2]原彩霞.软土路基形成原因及处理方法[J].科技情报开发与经济,2003.