软土范文10篇

时间:2023-03-31 01:35:33

软土范文篇1

竖向斜撑体系一般由斜撑、压顶圈梁和斜撑基础等构件组成。当基坑工程的面积大而且开挖深度在6m左右时,如采用常规的按整个基坑平面布置的水平支撑,支撑和立柱的工程量将十分巨大,而且施工工期长,中心岛结合竖向斜撑的围护设计方案可有效的解决此难题,其具体施工流程为:基坑工程首先在基坑中部放坡盆式开挖,形成中心岛盆式工况,依靠基坑周边的盆边留土为围护体提供足够的被动土压力,其后在完成中部基础底板之后,再利用中部已浇筑形成并达到设计强度的基础底板作为支撑基础,设置竖向斜撑,支撑基坑周边的围护体,最后挖除周边盆边留土,浇筑形成周边的基础底板,在地下结构整体形成之后,基坑周边密实回填,再拆除竖向斜撑[1]。对于此类基坑的相关研究文献较少,郑刚在天津滨海某基坑支护中采用竖向斜撑对水泥搅拌桩重力式挡土墙进行加固取得了良好的效果,不仅提高了围护结构的抗倾覆可靠性,而且降低造价[2];简浩等根据上海地区基坑设计提出一种新的斜撑基础设计方法,对斜撑基础的设计具有一定的借鉴作用[3];郭学伟等在天津某工程采用钢斜撑在两级灌注桩间增加侧向刚度,降低了施工成本,提高了施工效益[4]。结合竖向斜撑在我国东南沿海地区某软土基坑的应用情况,并详细介绍基坑支护设计算,对大面积软土基坑支护设计具有一定的借鉴作用。

1工程概况

某污水处理厂生物池位于东南沿海地区,地下为生物池,地上为停车场。基坑长226.1m、宽84.6m,基坑开挖深度为6.25m~6.75m,为本地区较为大型的软土基坑。基坑周边环境简单。场地西侧距厂区道路12m,其余各侧均为现状空地。

2工程水文地质条件

2.1工程地质条件

基坑开挖影响深度范围内各层地基土土性特征及分布规律自上而下及物理性质指标如下:①层杂填土:杂色,松散,湿。主要以粘性土、建筑垃圾、碎石为主的杂填土,局部为素填土,场地内均有分布。②层粉质粘土:灰黄色,软塑~可塑,饱和,含铁锰质斑点,稍有光泽,无摇振反应,干强度中等,韧性中等,工程性质一般,场地局部缺失。③层淤泥质粉质粘土夹粉土:灰色,软塑~流塑,含有机质、腐殖质等,局部夹粉土。稍有光泽,无摇振反应,干强度中等,韧性中等,工程性质差,场地内均有分布。③a层粘质粉土:灰色,松散。干强度低,韧性无,光泽无,摇振反应迅速,属中等偏高压缩性土。该层于场地内局部缺失。⑥3a层砂质粉土:灰色,中密,局部密实,湿,含大量云母和贝壳残片、少量有机质等,干强度低,韧性无,光泽无,摇振反应迅速,土质不均匀,属中等压缩性土。该层于场地内局部缺失。

2.2水文地质条件

场地浅部地下水类型属孔隙潜水,孔隙潜水主要分布在①、②、③、③a层土中,富水性中等,补给来源主要为大气降水和地表水入渗,水位变化主要受大气降水、附近河流和微地貌控制,排泄以蒸发和侧向径流为主。水位呈季节性变化,水位年变幅0.50m~1.00m。

3基坑支护设计

3.1基坑支护方案对比

针对本工程的工程地质和水文地质条件、深度及环境条件等综合考虑,有以下几种方案可以考虑:①SMW工法桩+坑底加固+竖向斜撑:该方案工艺成熟,在本工程一期工程中应用,效果较好,在挡土和止水方面均有保证,可靠度高。该方案对周围环境影响相对较大,但造价较低。②SMW工法桩+坑底加固+水平钢管支撑:该方案施工工艺成熟,在工程实际中应用广泛,对本工程而言,支护结构的桩身强度、稳定及变形可以保证,围护结构与主体结构相对独立。在成桩时不存在挤土问题,材料运输及排污也比较方便,同时也可以起到止水的作用。但取土空间受限,不易于施工,且本工程基坑宽度较大,钢管稳定性存在一定风险,且造价相对较高。③排桩+坑底加固+钢筋混凝土支撑:该方案施工工艺成熟,在工程实际中应用广泛,对本工程而言,支护结构的桩身强度、稳定及变形可以保证,围护结构与主体结构相对独立。在成桩时不存在挤土问题,材料运输及排污也比较方便,需要另采用三轴水泥搅拌桩止水帷幕。排桩及钢筋混凝土支撑的养护、拆除均需要一定工期,而且造价较高。经过对上述几个方案在安全性、经济性、绿色节能环保等多方面的综合考虑之后,工程采用的支护方案为:“SMW工法桩+坑底加固+竖向斜撑”。

3.2基坑支护方案根据

基坑周边环境条件、工程地质、水文地质条件和基坑开挖深度,基坑安全等级为二级。本着“安全可靠、经济合理、技术可行、方便施工”的原则,确定本基坑采用SMW工法桩+坑底加固+竖向斜撑的支护方案(上部1.5m~2m采用放坡支护),如图1所示。SMW工法桩为Φ850@600三轴水泥搅拌桩,内插H型钢HN700×300×13×24,插一跳一布置;竖向斜撑采用Φ609×14钢管,间距5.5m;坑内预留土坡及坑底加固采用三轴水泥搅拌桩格栅加固工法桩兼做止水帷幕。

3.3基坑支护设计验算

根据《国家行业标准—建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012》进行设计计算,整体稳定验算应力计算方式有效应力法。

3.3.1盆式开挖工况计算

首先在基坑中部放坡盆式开挖,形成中心岛盆式工况,依靠基坑周边的盆边留土为围护体提供足够的被动土压力,被动土压力计算按照式(1)~(4)进行计算:对地下水位以上或水土合算的土层:式中:Ppk-支护结构内侧,第i层土中计算点的被动土压力强度标准值(kPa);σpk-支护结构内侧计算点的土中竖向应力标准值(kPa);ci、φi-分别为第i层土的粘聚力(kPa)、内摩擦角(°);Kpi-土的被动土压力系数。考虑坑内预留土坡对支护结构的作用,对于σpk应采用修正后的计算深度进行计算:围护墙体以内土体能够发挥挡土作用的有效土体范围,包括从盆式开挖底面向上45°作直线,直线与留土平台以下的土体为有效土体。从计算点向上45°-φ/2作直线与有效土体轮廓相交,交点和计算点的深度差作为修正Z的取值,如图2所示。则有:σpk=γa•Z(4)式中:γa-修正深度范围内平均土体重度;Z-修正后的计算深度。采用同济启明星FRWS9.0软件计算后。整体稳定性(1.85)和抗倾覆稳定性(1.3)均满足规范要求。

3.3.2加竖向斜撑后基坑支护计算

盆式开挖阶段结束后,施做生物池底板及斜撑基础,装钢管斜撑,继续开挖至坑底设计标高,此时基坑计算包括变形内力计算、整体稳定计算、抗倾覆计算、围护桩强度计算、及竖向斜撑计算等。经计算后,变形内力计算如图3所示;整体稳定性(1.81)和抗倾覆稳定性(1.39)均满足规范要求。①H型钢钢材强度验算如下:最大正应力满足。②竖向斜撑截面计算。支撑水平方向荷载沿冠梁长度方向分段简化为均布荷载q,支撑点水平间距为L,则钢管斜撑支撑点水平反力Nx为:Nx=qL(5)设钢管斜撑与水平方向夹角为α,则斜撑轴向力标准值为Nk:Nk=Nx/cosα(6)按轴心受压构件计算:强度满足要求,稳定满足要求。

3.4基坑降排水方案

基坑开挖前,应做好坑内井点降水疏干措施,坑内地下水位始终保持开挖面以下0.5m。基坑内外的明排水由设置在坡顶坡脚的排水沟、集水井收集排除。坑内设置临时排水沟(根据实际设置临时排水沟、距离基坑下口线2.0m以外)以及临时集水坑(距离基坑下口线3.0m以外)进行坑内排水;对坑外地表水,在基坑边坡顶部四周设置排水沟,并在基坑四角设置800*1000*1000的集水坑,集水坑内积水采用水泵及时排出到市政管道或其他排水设施,避免回灌。

4基坑支护施工

4.1施工流程

场地清表并平整至设计标高→桩基施工→上部放坡开挖→工法桩和冠梁施工→坑底搅拌桩加固→基坑预降水至坑底下0.5m→待加固体达到设计强度后,盆式(预留土坡)开挖至基坑底标高→浇筑中心底板和斜撑基础→安装竖向斜撑→开挖预留土坡→浇筑四周底板→浇筑底板传力带→拆除竖向斜撑→施工池壁及顶板→待池壁与顶板达到100%设计强度后基坑回填土→拔出H型钢。

4.2SMW工法桩施工

SMW工法桩采用三轴搅拌机,将土体和钻头处喷出的水泥浆液、压缩空气原位均匀搅拌,各施工单元间采取套接一孔法施工,并及时插入H型钢形成挡土截水结构。具体施工工艺流程:①测量放线、开挖沟槽;②设置向导、定位型钢;③三轴搅拌桩就位,校正复核桩机水平和垂直度;④三轴搅拌机钻进,搅拌水泥浆液与土体,下沉至设计桩底标高;⑤三轴搅拌机搅拌水泥土,并提升至设计桩顶标高或重复搅拌;⑥型钢起吊、定位校核垂直度;⑦插入、固定型钢。

4.3钢管斜撑安装

钢管支撑结构的组成为:①由若干相互连接的钢管节段组成的钢管支撑;②在钢管支撑一端设置的钢管支墩(用于调节钢管支撑与底板之间的夹角);③在另一端设置的活络接头(用于调节长度)。钢管斜撑具体施工工艺流程:①根据斜撑两端中心点的位置测量放线;②沿支撑轴线开槽挖土(一般开挖0.3m,随安装随开挖);③将斜撑吊装到位;④一端焊接在圈梁预埋件上,另一端活络头安装在底板支墩。

4.4钢管斜撑拆除

整个支撑体系安装完成后,开挖至坑底标高,浇筑混凝土垫层及底板。待底板与围护桩之间的传力带浇筑完成后,混凝土强度达到设计要求后进行拆撑。一般需遵循“先装先拆,后装后拆”的原则。

4.5型钢拔除

待生物池地面以下部分施工完毕,土方回填完成后,采用专用夹具及千斤顶以压顶梁为反梁,起拔回收H型钢,起拔过程中始终用吊车提住顶出的H型钢,千斤顶顶到一定高度后,用吊车将H型钢拔出桩体,在指定场地堆放好,分批集中运出工地。H型钢拔除后桩体留下的空隙应进行回填黄砂、注浆处理。型钢起拔过程中应加强坑外位移、沉降监测。

5结语

软土范文篇2

论文摘要:本文根据土固精牌土壤固化剂施工前期的准备及工艺流程,对土固精的施工准备及厂拌法特点、施工注意事项等进行了论述。

近年来,随着中国经济的持续发展,城市化进程的建设步伐也随之加快,随着车流量等因素的增大,城市道路的新建、改扩建等工程也在加大,从城市主干道、次干道、区道到街巷小道,都在有计划、分期分批地进行新建和改扩建,在城市道路建设中,从环境的保护和投资方面、道路基层强度等因素考虑,使用土壤固化剂施工既环保又利用旧料节约成本,为了保证道路全年通车,提高行车速度,增强安全性和舒适性,降低运输成本和延长道路使用年限,使用土固精土壤固化剂施工流程简单,只需按照湖南路捷公司的施工工艺流程,施工流程、监理、检测标准、方法进行即可。

一、土固精土壤固化剂施工前期的准备工作

(1)固化土结构层施工采用路拌法和厂拌法。对于二级以下的公路或塑性指数较大的土质,基层和底基层可采用路拌法施工;对于二级公路,底基层宜采用稳定土拌和机路拌,基层宜采用厂拌法拌制混合料。对于高速公路和一级公路,基层必须采用厂拌法拌制混合料并宜用摊铺机摊铺混合料

(2)固化土结构层完成施工日最低气温应在3。c以上,宜经历半个月左右温暖和热的气候养生为最佳。多雨地区,应避免在雨季进行固化土结构层的施工

(3)在雨季施工固化土结构层时,应采取必要的防雨水措施,防止运到路上集料过分潮湿,并应采取措施保护石灰(或水泥)免遭雨淋。有条件的地方要做好基层用土的土场防雨,防止雨后土中水分过大,影响使用

(4)在固化土结构层施工时,应遵守下列原则:

a、细粒土应尽可能粉碎,土块最大尺寸不应大于15mm。

b、配料应准确,根据不同层次,采用0.012%-0.018%的比例稀释。

c、路拌法施工时,水泥或石灰应摊铺均匀。

d、固化剂剂量应准确,使用前摇匀,合沉淀充分溶解。

e、喷洒固化剂稀释液及拌和应均匀。

f、应严格控制基层的厚度和高程,其路拱横坡应与面层一致。

g、应在混合料处于最佳含水量或略小于最佳含水量(1%-2%)时进行碾压。

h、固化土结构层结构层应用18-22t以上的压路机碾压,最好采用重型压路机,以达到最佳的压实效果。每层的压实厚度可以根据试验适量增加。压实厚度过大时,应分层铺筑,每层的最小压实厚度为12cm,下层宜稍厚。对于固化土结构层,应采用先轻型、后重型压路机碾压。

j、用于固化层的素土摊铺为要求压实厚度的1.5倍左右。

k、路拌法施工时,必须严密组织,采用流水作业法施工,宜边拌和边运至现场摊铺,防止混合料积存和堆底不净现象。尽可能缩短从加固化剂稀释液拌到碾压终了的延迟时间,此时间不应超过3-4h,并应短于水泥的终凝时间。

l、固化土结构层上未铺封层和面层时,禁止开放交通;当施工中断,临时开放交通时,应采取保护措施,不使基层表面遭到破坏。

i、固化土结构层作为沥青路面的基层时,还应采取措施加强基层与面层的联结。

二、土固精土壤固化剂在旧路改造的施工工艺流程

针对旧路改造给施工带来的不便和旧路改造综合处治方案设计时考虑,最好采取固化土厂拌法来施工

三、厂拌法的特点

(1)机动灵活。(可以分几个步骤施工、取土。晒土、保存、搅碎、拌合、摊铺、压实)

(2)施工时间短,摊铺后直接压实,不会引起半封闭路段堵车,特别是路窄,车流量大的道路

(3)粘性度大的土壤易被搅碎,土壤保持干燥

(4)适宜于变化多端的南方雨水天气

厂拌法要具有的条件:挖取土壤的特点,土壤的实验报告,最佳含水量的配比,晾晒土壤的场地,干土壤保存场所,挖土机,搅碎拌合机,运输车辆,平铺机(可用人工),压路机等设备,石灰或水泥,固化剂的准备,依天气情况进行施工。

制定合理科学的施工方案。

在施工现场提取具有代表性的样土做实验报告,落实取土地点,晒土场地。

拌合之前应充分了解天气情况,拌合时首先用搅拌机把现场土充分搅碎,然后依据实验报告按比例加入稀释的固化剂、水泥和石灰等进行拌合。

搅拌好的混合土应迅速运入路床进行摊铺,摊铺时做好路床两边路桩、放样、标高。混合料放入路面中要迅速摊铺。(摊铺20cm高的路基需铺30cm高的混合土)要求摊铺平整,厚度一致。公务员之家

四、土壤固化剂厂拌法在施工过程中的注意事项

路床压实时:

(1)清除路床表层积水、垃圾及松软土

(2)控制路床平整度

(3)路床压实时,应先稳压后振动再碾压,压实度要达到检测要求

(4)压实后,如路床出现弹簧,应及时清理弹簧路床下的松软土或其他杂物,然后回填;路面开裂应及时翻晒,也可加适量的石灰或水泥搅拌;如果出现路床表面翘皮,首先清除表面翘皮部分,然后用旋耕机打毛表层,再加适量的灰土,再压实。

旧路在做路基处理时:

软路基一定要换填。

换填时,压实机一定要压实。

换填处不要用干土壤掺和,只能是碎石(或加入一点有固化剂的混合料)。

是老路基的,较硬部分不要再动,只要填平。

最好做厂拌法拌合混合料。

做样路时:

没有洒水车的,可以使用洗车机或者喷雾器。

没有中置式拌和机的,可以用20—30公分刀径的大型施耕机。

路段最好选路基较好的地段,并做好老硬好的标记,最好是选居住人口较少的、交通相对较少的路段。

软土范文篇3

1工程地质及水文地质条件本线路全长约9km,在DK0+000~DK1十7l8、DK1+980~DK2+293、DK4+090~DK5+7603个区段之间地势低洼,淤积厚薄不一的软土地层,其余地段地势较平坦,土质坚实,无软弱土层。

1.1工程地质条件

1.1.1DKO+000一DK1+718段

按土层结构不同将DK0+000~DK1+718段分成DK0十000~DK1十000、DK1十000~DK1+718两段描述。(1)DK0+000~DK1+000段。①层冲填土,黄褐色,表土为耕土,含植物根,由于久旱表层较硬,其下部为软塑,含贝壳。该层土厚度1.30~2.50m;②层砂粘土,黄褐色~灰黄色~棕色,含黑色铁锰结核,夹薄层粉砂及粘砂土,可塑一硬塑,该层土厚度4.50~5.80In;③层砂粘土,黄褐色一棕色,含黑色铁锰结核,夹大量砂姜,硬塑一坚硬。(2)DK1+000~DK1+718段。①层冲填土,黄褐色,土质均匀,软塑,表层0.31TI为耕土,该层土厚度0.40~1.60m;(至)3a层淤泥,黄灰色一灰绿色一青灰色,土质均匀、极软,含有机质及腐植物,有异味,流塑,该层土厚度0.30~2.80ITI;③层淤泥质砂粘土,灰黄色一黄灰色一青灰色,土质均匀、较软,局部夹白色碎屑贝壳及有机质,有异味,并夹薄层粘砂土,软塑,分布广泛,在DK1+130~DK1+260处,夹2.5~4.7m厚的砂粘土,该层土厚度0.50~8.50m;④层砂粘土,灰黄色一黄灰色一青灰色,土质均匀、致密,含黑色铁锰结核,夹少量砂姜,局部夹大量灰色粘性土及薄层粘砂土,可塑一硬塑,分布广泛,在DK1+130~DK1+260处,夹0.4~l_9m厚的软塑淤泥质砂粘土;⑤层砂粘土,灰黄色一黄色,土质均匀致密,含氧化铁及铁锰结核,夹大量砂姜,硬塑一坚硬。

1.1.2DK1+980一DK2+293段

①层冲填土,褐黄色一棕黄色,表层为耕土,软塑一流塑,该层土厚度0.40~1.10in;②层淤泥质砂粘土,灰黄色一黄灰色一灰绿色,土质均匀、较软,夹砂粘土,软塑一可塑,分布广泛,该层土厚度0.60~5.90m;③3a层淤泥,灰绿色,土质均匀极软,含有机质及腐植物,有异味,流塑,该层土厚度0.20—6.50m,垂直河谷中心位置,该层厚度较大,两侧逐渐尖灭;④层砂粘土,褐黄色,土质致密,含铁锰结核,夹少量粉细砂,可塑一硬塑,该层土厚度0.4O~3.80m;⑤层砂粘土,黄色,土质致密,含铁锰结核,夹大量砂姜,硬塑~坚硬。

1.1.3DK4+090一DK5+760段

①层冲填土,黄褐色,表土为耕土,含植物根,由于久旱表层较硬,其下部为软塑,含贝壳,该层土厚度0.60—3.60m;②层砂粘土,灰褐色一黄色,含铁锰结核,软塑一可塑,该层土厚度0.60~5.90m;③层淤泥质砂粘土,灰色一黑色,近似淤泥质,含白色贝壳,夹薄层粉细砂和粘砂土,软塑一流塑。该层土厚度1.50~8.60m;④3a层淤泥,黑色,含白色贝壳,有异味,流塑,该层土厚度1.50~6.60m;⑧层砂粘土,灰色一黄色,含黑色铁锰结核,夹砂姜,可塑一硬塑,该层土厚度0.40~4.30m;⑥层砂粘土,黄色,夹大量砂姜,含铁锰结核,硬塑一坚硬。

1.1.4其余地段

该线路的其余地段地基土土质坚实,无软弱土层。

1.2水文地质条件

沿线路地下水水量丰富,属于潜水类型,微具承压性,稳定水位埋深0.8~1.5m,水位、水量变化受大气降水和地表水的影响。

2工程地质条件评价

2.1DK0+000一DK1+000段

该段线路设计为6.5m左右的高填方路基,路基下①层冲填土属新近沉积软弱土层,厚度为1.3~2.5m,固结时间短,承载力低,压缩性高,虽然会产生较大的变形,但由于相对厚度较小,在路基填筑过程中可得到充分的预压固结,后续变形不会很大,因此该段可以直接填筑路基;涵洞基础必须放在④层砂粘土中,采用天然基础上的扩大基础。

2.2DK1+000一DK1+178段、DK1+980一DK2+293段

该段线路设计为6.5~7.5m的高填方路基,路基下①层冲填土、3a层淤泥、③层淤泥质砂粘土总厚度3.5~6.7m,虽然软弱土层厚度较大,固结时间短。承载力低,压缩性高,但均属新近沉积软弱土层,设计上可采用机械碾压、分层填筑路基(堆载预压排水固结),增加路基土承载力,防止地基土不均匀沉降造成路堤失稳。

2.3DK4+090~DK5+760段

该段线路设计为6.5~7.0m的高填方路基,路基下①层冲填土、③层砂粘土、③层淤泥质砂粘土、3a层淤泥均属新近沉积软弱土层。其中:DK4十090~DK5+050段四层新近沉积软弱土总厚达10.2m,固结时问短。承载力低,压缩性高,需在进行地基处理后,方可在其上填筑路基和砌筑涵洞,防止路基和涵洞不均匀沉降和由于地基土不均匀沉降所造成路堤失稳。DK5+050~DK5+760段软土平均厚度2.0m,相对厚度较小,在路基填筑过程中可得到充分的预压固结,后续变形不会很大,因此该段可以不进行处理,直接在其上填筑路基;涵洞基础应砌置在④层或⑤层砂粘土中。

3软土路段地基处理方案及效果

3.1地基处理方案

对浅层软土和浅层不均匀地基采用机械碾压处理,厚层软土地基采用堆载预压或粉体喷搅法,具体处理方案如下。DK0+000~DK1+178、DK1+980~DK2+293段,软土层厚度3.5~6.7m,其土质工程强度很低,但属新近沉积软弱土层,设计单位经过沉降计算分析后,确定降低路基原设计填方高度,采用了堆载预压的路基设计方案。DK4+090~DK5+050段,软土层厚度5.7~10.2m,其土质工程性质较差,强度很低。为保证矿区铁路专用线软土段的安全运营,防止高填方路基、涵洞不均匀沉降和由于地基土不均匀沉降所造成路堤失稳,必须对软土地基进行地基处理或加固。

3.2工程效果

DK0+000~DK1+000段、DK5+050~DK5+760段平均厚度一般不超过2m,相对厚度较小,该段在路基填筑前没有任何地基进行处理,直接在其上使用挖掘设备填筑路基,分层碾压;DK1+000~DK1+178、DK1+980~DK2+293段,厚度3.5~6.7m,采用了降低路基填方高度、堆载预压的设计方案。地基沉降在路基填筑的预压排水固结过程中不断完成,主要变形随填筑路基完成而结束,保证在投入使用后能够安全正常运营。DK4+090~DK5+050段软土层一般在5.7~10.2m,属新近沉积软弱土层,固结时间短。承载力低,压缩性高,故采用粉喷桩进行地基处理,使地基承载力满足在其上填筑路基和砌筑涵洞,保证路基、涵洞不均匀沉降和由于地基土不均匀沉降所造成路堤失稳。目前该铁路专用线已投入使用后已经安全运营7a多时间。沉降预测成果与实际沉降观测数据具有较好的一致性。

软土范文篇4

1软土地基的特点

1.1孔隙比高。同一环境下,软土孑L隙比一般要比重塑土孔隙比高2o%N40%,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。软土压缩曲线很有特色,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。软土抗剪强度多在20kPa以下,透水性能弱,竖向渗透系数在l0—8—6em/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,使得建筑物沉降时问也延长。

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处理技术

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量、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,钢筋混凝土预制桩成为近几年普遍采用的方法,其桩基原理是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,形成复合型的混凝土桩地基,这样能够减少地基沉降提高地基承载,混凝土承载力较强,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,要对换填的土层同进行压实处理,以形成地基改造后的良好持力,改变原有软土层的承载力性质,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、质地坚硬、压缩性较小、性能稳定的砂砾、卵石、碎石、灰土、索土、矿渣、煤渣等材料分层填充,并以机械或人工振动夯实填充层,使其密实度增加,形成符合施工要求的人工地基,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、加速软土的排水同结、消除膨胀土的胀缩、防止冻胀等作用,适用于软土浅层地基处理。

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,将抗拉能力强的金属板条、土工合成材料(如土工格栅、土工织物)等埋置于地基土层中,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,提高土层承载力和强度。

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,如果地基土层渗透性较小,为缩短土体排水距离,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量较高的粉土、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。

2.7真空预压法。真空预压法的操作原理是,在软粘土地基土层中铺设竖向排水通道(塑料排水带或砂井)与砂垫层,上面覆盖不透气密封膜,再利用砂垫层的排水管进行不间断排水和抽气,使砂井和砂垫层形成负气压,从而加速软粘土层的排水固结,真空预压法适用于软杂填土、粉土、泥炭土、冲填土、粘土等地基土层,需要的主要材料,竖向排水通道与垫层材料同于加载预压法,不透气密封膜材料为线性聚乙烯薄膜或聚氯乙烯薄膜,需要的主要设备器械有集水管、滤水管、真空泵等。

软土范文篇5

关键词:高速公路;软基;鉴别;处治;检测

一、概述[1]

软土主要是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。对淤泥的解释是,在静水或缓慢的流水环境中沉积并含有机质的细粒土,其天然含水量大于液限,天然孔隙比大于1.5;当天然孔隙比小于1.5而大于1.0时称为淤泥质土。对于泥碳的解释是,喜水植物遗体在缺氧条件下,经缓慢分解而形成的泥沼覆盖层。其特点是持水性大,密度较小。

二、软土的组成和状态特征[1]

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。软土的组成和状态特征是由其生成环境决定的。由于它形成于上述水流不通畅、饱和缺氧的静水盆地,这类土主要由粘粒和粉粒等细小颗粒组成。淤泥的粘粒含量较高,一般达30%~60%。粘粒的粘土矿物成分以水云母和蒙德石为主,含大量的有机质。有机质含量一般达5%~15%,最大达17%~25%。这些粘土矿物和有机质颗粒表面带有大量负电荷,与水分子作用非常强烈,因而在其颗粒形成很厚的结合水膜,且在沉积过程中由于粒间静电荷引力和分子引力作用,形成絮状和蜂窝状结构。所以,软土含大量的结合水,并由于存在一定强度的粒间连结而具有显著的结构性。

由于软土的生成环境及粒度、矿物组成和结构特征,结构性显著且处于形成初期,呈饱和状态,这都使软土在其自重作用下难于压密,而且来不及压密。因此,不仅使之必然具有高孔隙性和高含水量,而且使淤泥一般呈欠压密状态,以致其孔隙比和天然含水量随埋藏深度很小变化,因而土质特别松软。淤泥质土一般则呈稍欠压密或正常压密状态,其强度有所增大。

淤泥和淤泥质土一般呈软塑状态,但当其结构一经扰动破坏,就会使其强度剧烈降低甚至呈流动状态。因此,淤泥和淤泥质土的稠度实际上通常处于潜流状态。

三、软土的物理力学特性[1]

1、高含水量和高孔隙性

软土的天然含水量一般为50%~70%,最大甚至超过200%。液限一般为40%~60%,天然含水量随液限的增大成正比增加。天然孔隙比在1~2之间,最大达3~4。其饱和度一般大于95%,因而天然含水量与其天然孔隙比呈直线变化关系。软土的如此高含水量和高孔隙性特征是决定其压缩性和抗剪强度的重要因素。

2、渗透性弱

软土的渗透系数一般在i×10-4~i×10-8cm/s之间,而大部分滨海相和三角洲相软土地区,由于该土层中夹有数量不等的薄层或极薄层粉、细砂、粉土等,故在水平方向的渗透性较垂直方向要大得多。

由于该类土渗透系数小、含水量大且饱和状态,这不但延缓其土体的固结过程,而且在加荷初期,常易出现较高的孔隙水压力,对地基强度有显著影响。

3、压缩性高

软土均属高压缩性土,其压缩系数a0.1~0.2一般为0.7~1.5MPa-1,最大达4.5MPa-1(例如渤海海淤),它随着土的液限和天然含水量的增大而增高。由于土质本身的因素而言,该类土的建筑荷载作用下的变形有如下特征:

(1)变形大而不均匀

(2)变形稳定历时长

4、抗剪强度低

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。

5、较显著的触变性和蠕变形。

四、软土的鉴别

1、建设部标准《软土地区工程地质勘查规范》(JGJ83-91)规定凡符合以下三项特征即为软土:

(1)外观以灰色为主的细粒土;

(2)天然含水量大于或等于液限;

(3)天然孔隙比大于或等于1.01。

2、交通部标准《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ017-96)中规定软土鉴别见表

(1)天然含水量的测定

天然含水量是土的基本物理性指标之一,它反映的土的状态,含水量的变化将使得土的稠度、饱和程度、结构强度随之而变化,其测定可采用公路土工试验规程规定试验方法测定,并将试验数据与35%、液限进行比较。

(2)天然孔隙比

孔隙比,是土中孔隙体积与土粒体积之比,天然状态下土的孔隙比称之为天然孔隙比,是一个重要的物理性指标,可用来评价天然土层的密实程度。其测定方法可测定土粒比重、土的干密度、土的天然密度、土的含水量等指标通过计算而得。

(3)十字板剪切强度[3]

十字板剪切试验是原位测试技术中一种发展较早、技术比较成熟得方法。试验时将十字板头插入土中,以规定的旋转速率对侧头施加扭力,直到将土剪损,测出十字板旋转时所形成的圆柱体表面处土的抵抗扭矩,从而可算出土对十字板的不排水抗剪强度。

五、软基处理的常用材料质量要求[4]

1、砂砾料

用作垫层的砂砾料应具有良好的透水性,不含有机质、粘土块和其它有害物质。砂砾的最大粒径不得大于53mm,含泥量不得大于5%。

2、砂及砂袋

袋装砂井所用砂,应采用渗水率较高的中、粗砂、大于0.5mm的砂料含量应占总重量的50%以上,含泥量应小于3%,渗透系数应大于5×10-2mm/s,砂袋采用聚丙烯、聚乙烯、聚酯等编制布制作,应具有足够的抗拉强度,使能够承受袋内砂自重及弯曲所产生的拉力,具有较好的抗老化性能和耐环境水腐蚀性能,其抗渗系数应不小于所用砂的渗透系数。

3、碎石

碎石由岩石和砾石轧制而成,应洁净、干燥,并具有足够的强度和耐磨耗性,其颗粒形状应具有棱角,不得掺有软质石和其它杂质,粒径宜为20~50mm,含泥量不应大于10%。

4、土工合成材料

土工合成材料的选用应符合《公路土工合成材料应用技术规范》的规定。应具有足够的抗拉强度,对土工织物,还应具有较高的刺破强度和握持强度等。土工合成材料试验项目和试验方法应符合《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》和《公路土工合成试验规程》的规定。

5、塑料排水板

塑料排水板是由芯体和包围芯体的合成纤维透水膜构成的复合体,应具有较好的耐腐蚀性和足够的柔度,其性能指标应符合《塑料排水板施工规程》的规定。

6、片石

抛石挤淤应采用不易风化的片石,其尺寸应小于300mm。

7、水泥

水泥各项性能指标应符合图纸要求,严禁使用过期、受潮、结块、变质的劣质水泥。所用水泥指标还应符合水泥相应标准的规定。

8、石灰

石灰应符合《公路路面基层施工技术规范》表4.2.2所规定的Ⅲ级以上的要求。按《公路工程无机结合稳定材料试验规程》规定的试验方法进行检验。

9、粉煤灰

粉煤灰应符合《公路路面基层施工技术规范》有关规定。

10、材料的采购和保管

用于软土地基处理的塑料排水板、土工合成材料、砂袋及石灰、水泥、砂等材料,都必须按施工图纸和规范的要求的质量指标采购进购、堆放,严禁材料被污染或混合堆放,过期产品严禁使用。塑料排水板、土工合成材料和砂袋等材料应贮存在不被日光直接照射和被雨水淋泡处,应根据工程进度和日用量按日取用。

六、高速公路软基处理常用方法[5][6][7]

1、浅层软基处理技术

(1)垫层法

通常用于路基填方较低的地段,要求在使用中软基的沉降值不影响设计预期目的。设置垫层时,可以根据具体情况采用不同的材料,常用的材料有砂或砂砾及灰土,也可用土工格栅、片石挤淤、砂砾垫层综合使用处理。

(2)换填法

在高速公路施工中遇到含水量较高,软弱层较浅,且易于挖除不适宜材料时,一般采取挖除换填法,包括受压沉降较大,甚至出现变形的软基和泥沼地带。处理这种地基,开挖前要做好排水防护工作,将开挖出的不适宜材料运走或做处理,然后按要求分层回填,回填材料可视具体情况用砂、砂砾、灰土或其他适宜材料。

(3)排挤法

当高速公路经过水溏、鱼池和较深的流动性强的淤泥地段时,常遇到含水量高、淤泥压缩性大、淤泥质粘土软基以及水下软基等,对这类软基可采用排挤法来处理。排挤法又可分为两种:一种是抛石排挤,另一种是爆炸排挤。

(4)表层排水法

对土质较好因含水量过大而导致的软土地基,在填土之前,地表面开挖沟槽,排除地表水,同时降低地基表层部分的含水率,以保障施工机械通行。为了发挥开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果,应回填透水性好的砂砾或碎石。

(5)添加剂法

对于表层为粘性土时,在表层粘性土内掺人添加剂,改善地基的压缩性能和强度特性,以保施工机械的行驶。同时也可达到提高填土稳定及固结的效果。添加材料通常使用的是生石灰、熟石灰和水泥。石灰类添加材料通过现场拌和或厂拌,除了降低土壤含水量、产生团粒效果外,对被固结的土随着时间的推移会发生化学性固结,使粘土成分发生质的变化,从而促进土体稳定。

2、深层软基处理技术

(1)袋装砂井法

袋装砂井排水固结措施,其施工简便,费用较低,加固效果较好。施工时将袋装砂放入套管井内,填塞密实,逐节拔出套管,顶面铺设水平砂垫层或排水砂沟。软基中的水分在上部路基填土载荷的作用下,通过砂与水平砂垫层或纵横相连通的排水砂沟相通,形成排水通道,使软基中的水分排走,从而达到排水固结软基的目的。

(2)挤密砂桩法

采用类似沉管灌注桩的机械和方法,通过冲击和振动,把砂挤入土中而形成的。挤密砂桩的主要作用是将地基挤实排水固结,从而提高地基的整体抗剪强度与承载力,减少地基的沉降量和不均匀沉降。这种方法一般能较好地适用于砂性土,不适用于饱和的软粘土地基处理。挤密砂桩用砂标准要求与袋装砂井的砂基本相同,不同的是挤密砂桩也可使用砂和角砾的混合料,含泥量不得大于5%。

(3)振冲碎石桩法

碎石桩是一种与周围土共同组成复合地基的桩体。碎石桩处理软基过程就是用振冲器产生水平向振动,在高压水流作用下边振边冲,在软弱地基中成孔,再在孔内分批填入碎石料,这时振冲器边振动边上拔,使得碎石料振挤密实。碎石桩桩体是一种散粒体的粗颗粒料,它具有良好的排水通道,有利于地基土的排水固结。在软基处理中,特别是具有高填土桥头等过渡路段,为了减少地基土的变形,提高地基土的承载力,增强地基土的抗滑稳定能力,采用碎石桩加固处理是较理想的方法之一。

(4)粉喷桩

粉喷桩是利用粉体喷射搅拌机械在钻成孔后,借助压缩空气,将水泥粉等固体材料以雾状喷入需加固的软土中,经原位搅拌、压缩并吸收水分,产生一系列物理化学反应,使软土硬结,形成整体性强、水稳定性好、强度较高的桩体,与桩间土一起形成复合地基,从而提高路基强度。其特点是强度形成快、预压时间短、地基沉降量小。粉喷桩加固软基主要适用于高含水量、高压缩性的淤泥、淤泥质粘土及桥头软基的处理。有关试验表明,一般含水量大于35%的软基宜选用粉喷桩。

(5)塑料排水板

塑料排水板是一种能够加速软土地基排水固结的垂直排水材料。当它在机械力作用下被插入软土地基后,能以较低的进水阻力聚集从周围土体中排出的孔隙水,并沿垂直排水通道排出,使土体固结,从而提高地基的承载力。塑料排水板具有良好的力学性能、足够的纵向通水能力、较强的滤膜渗透性和隔土性。

(6)加筋土工布

加筋土工布一般被铺设在路堤底部,以调整上部荷载对地基的应力分布。通过加筋土工布的纵横向抗拉力,来提高地基的局部抗剪强度和整体抗滑稳定性,并减少地基的侧向挤出量,一般适用于强度不均匀的软基地段、路基高填土、填挖结合处或桥头填土的软基处理。加筋土工布的材料不仅强度要符合设计要求,而且断裂时的应变,在填料为砂砾、土石混合料时还须满足一定的顶破强度,施工中加筋土工布应拉平紧贴下承层,其重叠、缝合和锚固应符合设计要求。

(7)钢渣桩法

钢渣桩法处理软基是利用工业废料的转炉钢渣作为加固材料,灌入事先形成的桩孔中,经振动密实、吸水固结而形成的桩体,加固机理是转炉钢渣吸收软基中的水分,桩体膨胀形成与周围土体挤密的主体,与地基形成整体受力结构。转炉钢渣氧化钙含量40%以上,其主要成分与水泥接近,具有高碱性和高活性,筛分后可作低标号水泥使用,因此钢渣桩具有较高的桩体强度。

(8)混凝土桩

低强度混凝土桩是近年来发展起来的一种新型桩,以低强度混凝土桩为竖向增强体所形成的复合地基一般称为低强度混凝土桩复合地基。由于采用低强度混凝土桩复合地基方法可有效提高地基承载力,减小地基沉降,能处理粘性土、粉砂土及淤泥质土等各种土性地基,适用的基础形式也多样,近年来在一般民用住宅、高层建筑、堆场等土木工程地基处理中得到了广泛的应用。

(9)深层搅拌

利用水泥或石灰等其它材料作为固化剂的主剂,通过特别的深层搅拌机械,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一化学反应,形成坚硬拌和柱体,与原土层一起起到复合地基的作用。其优点是:能有效减少总沉降量、地基加固后无附加荷载、能适用于高含水量地基等;但造价较高且施工质量难以检测,在设计时,应具体情况具体分析,根据不同的地质条件和荷载条件调整配合比、置换率、桩长等,以满足承载力及沉降的要求。

七、软基检测[8]

换填质量检测包括:分层施工质量检查和工程质量验收,主要是检验垫层是否达到设计要求的密实度。垫层的分层施工质量检测可采用环刀压入、灌砂法等。换填结束后,可按工程的要求进行工程质量验收,验收方式可通过荷载试验或者静力触探试验等。

桩体质量检测方法主要有载荷试验、静(动)力触探试验以及波速试验等,载荷试验主要检验复合地基的承载能力,静(动)力触探试验主要检验桩间土的加固效果,波速法主要是通过测定地基处理前后基地中波速的变化来判断处理的效果。静力触探主要功能是评价地基处理前后土的容许承载力,但不适用于大块碎石类地层和基岩。动力触探是一种较为粗略的定性方法。

强夯等表层处理的检测方法分为原位测试和室内土工试验。原位测试可采用静(动)力触探、旁压试验、十字板剪切试验以及平板载荷试验等等,质量检验的数量应根据场地条件和公路等级确定。

深层搅拌法的质量检测方法包括取样检验、现场载荷试验、开挖检验等多种检测手段。在施工期间应及时检查施工记录,确保工程质量。

另外,在地基处理施工以及运营过程中进行变形观测也是常用的质量监控及检测手段。观测内容包括:孔隙水压力观测、沉降观测、侧向位移观测等,在施工期间可根据观测结果控制施工进度。在实际工程中,各种检测手段往往是综合运用的,一种地基处理方法也有多种检测手段,在选取检测方法时,应根据现场条件确定。

八、结语

软基处理一直是公路建设中的技术难题,地形的复杂多样决定了不同的地质状况应采用不同的软基处理方法,即使相同的地质情况,采用不同的软基处理方法也会有不同的效果,在高速公路软基鉴别、处治及检测问题上常涉及建设单位、设计单位、施工单位及试验检测单位,涉及到资金投入、施工方法、工程变更等一系列的领域,有关单位应协调处理、认真对待软基问题,综合各种技术处理措施,才能真正处理好高速公路软基问题。随着科技的进步,在科研人员、技术人员、施工人员等相关人员的共同努力下,新的技术将不断涌现,将不断地推动高速公路建设技术向前推进。

参考文献:

[1]孔宪立.工程地质学.中国建筑工业出版社

[2](JTJ017-96)公路软土地基路堤设计与施工技术规范.人民交通出版社

[3]南京水力科学研究院土工研究所编著.土工试验技术手册.人民交通出版社

[4]交通部公路工程监理工程师执业资格考试复习指导书.重庆交通学院

[5]张晓春.软基处理在高速公路中的应用.山西建筑.2005(1)

[6]李声平.高等级公路软基处理技术.山西建筑.2005(7)

软土范文篇6

关键词:高速公路;软土;路基;处理

1软土路基的特点分析

淤泥及淤泥质土在工程上统称为软土,其成分主要由粘粒及粉粒组成,常成絮状结构,并含有机质,软土的天然含水量大于液限,有的可达200%。孔隙比在1-2之间,个别可达5.8,它具有较高的压缩性。软土强度低,粘聚力小,标准贯入击数N普遍很低,通常不大于5。其渗透性差,渗透系数一般小于10-5mm/s,固结速度慢,若软土层厚度超过10m,要使土层达到较大的固结度往往需要5-10年之久。并具有明显的结构性和流变性,灵敏度通常大于4,一经扰动,其絮状结构受到破坏,土的强度显著降低;在荷载的作用下,因缓慢剪切变形抗剪强度逐渐衰减,在主固结沉降完毕之后还可能继续产生可观的次固结沉降。我国沿海地区和内陆平原或山区都广泛地分布着海相、三角洲相、湖相和河相沉积的饱和软土,其厚度由数米至数十米不等。

2高速公路软土路基的常用处理方法

2.1高压喷射注浆法

高压喷射注浆法将带有特殊喷嘴的注浆管,通过钻孔置入到处理土层的预定深度,然后将浆液(常用水泥浆)以高压冲切土体。在喷射浆液的同时,以一定的速度旋转提升,即形成水泥土圆柱体;若喷嘴提升而不旋转,则形成墙状固结体。加固后可用以提高地基承载力,减小沉降,防止砂土液化、管涌和基坑隆起,建成防渗帷幕,适用于处理淤泥、淤泥质粘土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土等地基。

2.2冻结法

冻结法采用液态氮或二氧化碳膨胀的方法,或采用普通的机械制冷设备与一个封闭式液压系统相连接,而使冷却液在内流动,从而使软而湿的土进行冻结,以提高土的强度和降低土的压缩性。适用于各类土,特别在软土地质条件,开挖深度大于7-8m,以及低于地下水位的情况下是一种普遍而有效的施工措施。

2.3挤密法

挤密法是利用挤密或振动使深层土密实,并在振动或挤密过程中,回填砂、砾石、碎石、灰土、二灰或石灰等,形成砂桩、碎石桩、灰土桩、二灰桩或石灰桩,与桩间土一起组成复合基础,从而提高地基承载力,减小沉降,消除或部分消除土的湿陷性或液化性。砂(砂石)桩挤密法、振动水冲法、干振碎石桩法,一般适用于杂填土和松散砂土,对于软土地基经试验证明加固有效时方可使用。灰土桩、二灰桩挤密法一般适用于地下水位以上深度为5~10m的湿陷性黄土和人工填土。

2.4机械碾压法

机械碾压法是指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(石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层等,它可提高持力层的承载力,减小沉降量,消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性,防止土的冻胀作用及改善土的抗液化性。常用于基坑面积和开挖土方量较大的回填土方工程,适用于处理浅层非饱和软弱地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基、季节性冻土地基、素填土和杂填土地基,这种方法简易可行,但仅限于浅层处理,一般不大于3m,对湿陷性黄土地基不大于5m;如遇地下水,对于重要工程,需有附加降低地下水位的措施;干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层等;它可提高持力层的承载力,减小沉降量,消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性,防止土的冻胀作用及改善土的抗液化性。

3水泥土搅拌桩方法的应用

3.1泥土搅拌桩的概念

水泥土搅拌法按照施工工艺,可将其分为浆液喷射法和粉体喷射法两种,前者形成的加固体称为深层搅拌桩,后者形成的加固体称为粉喷桩,二者统称为水泥土搅拌桩。水泥土搅拌法是用于加固饱和软粘土地基的一种新颖方法,它是利用水泥作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械,在地基深处就地将软土和固化剂(浆液状或粉体状)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。其所形成的加固体与桩间土共同承担上部结构的荷载,从而提高地基的承载能力,减少沉降变形,采用干法(喷粉)或湿法(喷浆),主要取决于被加固土的土层含水量。一般当土层的天然含水量小于30%时宜采用湿法,大于50%时宜采用干法,而界于30%~50%之间时可视具体情况灵活选择。

3.2水泥土搅拌桩的制作工艺

(1)就位:对中、调平;(2)预搅下沉:下沉的速度可由电机的电流监测表控制,工作电流应小于70A(随机型不同而有差异);(3)制备水泥浆:下沉到预定深度后,开始制备水泥浆,并注入集料斗中;(4)喷浆搅拌提升:提升20cm,开启灰浆泵将水泥浆压入土中,边喷浆边旋转,同时严格按预定提升速度提升搅拌机;(5)重复搅拌下沉、提升:将搅拌机边旋转搅拌边下沉,到设计深度后再边搅拌边提升,直到升出地面;(6)清洗;(7)移位:对于单搅拌轴的深层搅拌施工机械,在预搅下沉时也有采用喷浆切割土体、搅拌下沉的工艺,以防止出浆口下沉过程中被堵,但要严格控制水泥总量和分布均匀性。

3.3水泥土搅拌桩的技术要点

(1)预搅下沉时,要严格控制下沉速度,使土体被完全切割破碎,以利于与水泥浆拌和均匀。特别是对于较硬的粘土夹层,如果在预搅下沉时下沉速度过快,土层不能被完全切割,造成很多游离的硬粘土块,在后续的重复搅拌过程中,不管如何加强复搅都无法将其消除,致使桩体中夹含大量的原状土块,降低了桩身强度和检测合格率。所以,为避免这种情况发生,在预搅下沉时,针对特殊的粘土硬层要适当放慢下沉速度,通过转速和下沉速度可以算出叶片每旋转一周的下沉量(即土体被切割后的最大粒径),然后反过来再控制转速,重复搅拌的下沉和提升速度也要控制转速;(2)制备的水泥浆不能离析,因而水泥浆应在搅拌机中不断搅拌,直至压浆时才可将其缓慢地注入集料斗中;(3)预搅下沉时,应尽量避免采用水冲下沉,只有遇硬土层下沉太慢时,才可适量冲水;(4)预搅下沉时就开启压浆,容易造成后来的涌浆和水泥浪费现象,也给桩头开挖和清理工作带来麻烦,应尽量避免;(5)为确保加固强度和加固体的均匀性,压浆阶段不容许出现断浆或停浆现象,输浆管道不能发生堵塞,并严格控制搅拌机的提升速度。当出现断浆现象时,应将搅拌头下沉0.5m后重新开启压浆泵开始压浆、提升,提升速度要通过试验来确定,以确保搅拌头提升至桩顶设计标高时压浆刚好完毕;(6)当桩顶设计标高与现场地面相近时,应特别注意桩头搅拌质量,可待搅拌头提出地面停机后,再利用其自身重量对桩顶加固土下压,以保证桩头的密实性;(7)水泥用量要采用单桩控制,一桩一清,确保灰土比例。

参考文献

[1]宁有满,管纪群.粉喷桩在处理软土地基中的作用[J].辽宁省交通高等专科学校学报,2005,(2).

[2]麦宏晃.浅谈潮汕一级公路软基处理技术[J].广东水利水电,2004.

软土范文篇7

关键词:软土路基;高速公路;施工措施;研究分析

1高速公路软土路基的特性

1.1软土地基含水量高。由于软土主要由黏土颗粒和淤泥组成,软土路基具有含水量过高的特点,且土质间的孔隙大。经科学研究表明,软土的水含量一般在35%~85%之间,孔隙大小一般在1~2之间。甚至有的严重的地区水含量高达70%到200%1.2软土地基的透水性差。软土的孔隙被水分所充满其中,在这其中的一些也是吸附在土层颗粒的表面,成为了结合水,这样一来,水的渗透难度就会变得相当的大,软土的渗透性就会变差。软土路基的渗透系数一般在1×10-5~1×10-7之间。1.3软土地基具有明显的流变性。软土在剪应力不变的作用情况下,将会产生连续的、缓慢的剪切变形,并可能会导致抗剪强度的衰减。1.4软土地基的结构稳定性差。软土具有絮凝状的结构性沉积物,当软土路基一旦受到扰动,其中的絮状结构将遭到破坏,土壤的强度也会大大的降低甚至变成稀释状态。1.5软土地基的土质压缩性很高。软土路基的压缩系数一般在0.3以上,在其他相同的条件下,软土的塑限值越大,压缩性也会越高。而且软土的压缩性会随着含水量的增加而变大,而在荷载作用下,软土路基会由于过大的压力和变形量出现不同程度的且不均匀的变形。

2高速公路建设中软土地基的危害

2.1影响施工进度和工程建设的质量。勘测不准确或不详细导致并未发现软土路基的路段,从而会影响施工进度和质量。或者已经勘测出软土路基路段,但没有做出对高速公路软土路基的处理,进而导致公路受损且具有安全隐患。如若成功勘测出路段且做出了措施,但是措施并不适用于本软土路基的情况,亦会造成工程的施工不当,影响公路工程的质量。2.2会造成公路沉陷开裂、浸水变形的状况。在软土路基不足以承受的荷载量下,软土的强度会大幅度的降低并表现出流动性和抗剪能力降低,这时,软土路基就很可能导致路面出现裂缝造成行车颠簸严重的还会出现沉陷、塌方的状况,会严重影响到道路的使用状况,最终可能会导致公路完全被破坏不能使用。一旦路面出现了裂缝,在暴雨天气以及排水系统不完善的地区,尝尝导致路面积水,当水渗入到了软土路基时,就会导致“翻浆”状况,这也就是大家常常所听说或者见到过的“橡皮路”。

3公路软土地基的防治措施

3.1碾压及夯实。碾压与夯实是修路、加固地基最简易的方法。可以使软土地基的孔隙减小,土壤变得密实,从而能够降低软软土路基的压缩性,进而能够提升土质的强度和抗剪能力。目前,我国有很多种方法可供使用。3.2换土垫层。将基础地面下一定深度的软弱土层部分挖除,可以就地取材填充其他无侵蚀性和低压缩性的材料,将软土层替换为优良材质的土壤材料。这种方法能够提高路基承载力,减少路基沉降量,加入软土的排水固结,防止路基土冻胀。而且既能缩短工期,又能降低成本。3.3排水固结。在高速公路的建设施工中,进行相应的排水工程是十分重要的。在高速公路软土路基的建设中一般有水平向排水和垂直向排水两种方法。砂井:将带有桩靴的钢管沉入土中,形成桩孔,在拔出钢管的同时灌入砂子的方法称为砂井。砂井是最常使用的一种垂直向排水方法。由于砂井的断面较小,质量较轻、操作简单便捷、并且造价较低。不仅如此,这种方法还不会因为工程上的失误而影响到软土路基的建设,所以在高速公路建设施工过程中砂井得到了广泛应用。表层排水法:这种方法适用于土质较好但含水量过高而导致的软土路基,需要在地表面开挖沟槽,然后填入透水性好的砂砾或者碎石,表层排水法在排除地表中的水分的同时也可以降低软土路基表层的含水量,这样就可以保证工程的正常实施,得到有效的结果。降水预压:降水预压顾名思义就是降低水位预压法,他适用于软粘土层中存在砂土层的情况,是借井点抽水降低地下的水位,进而增加软土的自重应力,从而能够达到预压的目的。3.4软土加筋路基。加筋路基的方法主要适用于沉降量教小的软土路基,软土加筋路基在填土时适当采用土工布垫隔的方法,从而能够起到限制路基的侧向位移的作用,并且还能够增加侧向的约束力,进而可以降低软土路基的自重应力,加强软土路基的硬度以及加固软土的稳定性,而且还能够提高路基的排水能力。采用土工布覆盖,既能提高路基的强度和稳定性,还能使得软土路基受到一定的保护和修复,有利于排水。

4总结

对公路施工中软土路基的处理是公路建设工程施工中的必要需求,也是能够保证高速公路建设进度和质量的首要前提。在高速公路建设中,重视公路软土路基处理技术就是保证公路建设质量的有效保障。由于我国地域辽阔,地形复杂,在实际的公路软土路基建设中,需要根据不同的地区,做出准确无误的测量,因地适宜选择合适的加固方案,并且要考虑到质量、成本和施工效率等各种因素,选择最合理和安全的方案。

参考文献:

[1]陈颖平.循环荷载作用下结构性软黏土特性的试验研究[D].浙江大学,2007.

[2]张安民.简述公路施工中的软土路基处理技术[J].科技创新与应用,2014,、(32).

软土范文篇8

关键词:桩基础路基

1引言

由于软土含水量大,压缩性高,因而软土地基强度低,从而导致路堤因不均匀沉降或剩余沉降量过大而破坏。因此要保证路基稳定首先就得进行软基的固接处理。

贵新公路K119+170~K119+348段软基具有软土厚度深、面积大的特点。针对这一情况采用了振压沉管碎石桩对其进行固接处理。以下就处理情况作简要介绍。

2软基的基本概况

贵新公路K119+170~K119+348路段,地处山间谷盆。由于地势平坦,排水不畅,地下水发育(左侧有两个涌水泉点),长年淤积而形成大面积的软土。经地质钻孔揭示,该段软基上覆流塑~软塑状淤泥质土层,呈灰黑色,具腥臭味,遍布整个面积,厚1.5~2.5米;其下为淤泥质土层,含碎石,呈软塑~可塑状态,饱水,强度低,厚6.0~14.8米;下伏基岩为二迭系上统吴家坪组薄层硅质灰岩夹粘土岩,其顶部风化强烈。对软土取样四组进行实验其物理力学性质如表所示。

物理性质力学性质

含水量w(%)48.9~63.6固结试验压缩系数a100~200(Mpa-1)0.990~1.520

密度P(g/cm3)1.54~1.66压缩模量Es100~200(Mpa)1.522~2.243

比重Gs2.56~2.60直接剪切试验凝聚力C(Kpa)6~24

孔隙比e1.332~1.741内摩擦角Ф(度)7.2~13.5

液限WL(%)65.70~84.6烧失量(%)9.43~11.35

塑限WP(%)34.90~43.90

塑性指数Ip29.90~43.00土样类别有机质高液限粉土灰黑色粘土,含腐质草根及砾石

天然稠度Wc0.19~0.56

从表上可以看出该段软土天然含水量高,孔隙比大,压缩性高,抗剪强度低。

3软基处理措施及计算依据

3.1处理方案

贵新公路K119+170~K119+348段,最高填方9.46米,最低填方3.66米,填方面积8302平方米。因软基深度较大(7~17米),地势平坦,面积较大,不易采用换土填石或抛石挤淤处理。经过会审论证,决定采用振压沉管碎石桩对其进行固结处理。碎石桩采用正方形排列,全平面同一桩径、桩间距。根据部颁《规范》及以往施工经验,选择桩间距为1.2米,桩直径根据振冲器外径定为32.5米,碎石桩要求穿过风化岩层。碎石桩施工结束后,在地基上铺设20厘米厚的碎石垫层,以加强路基排水。

3.2计算依据

路堤填料为粘土,其主要计算参数取值:γ土=18kN/m3,C土=25Kpa,Ψ土=15。;软基主要计算参数取值:γ软=16kN/m3,C软=15Kpa,Ψ软=7。,固结系数Cv=1.5x10-7m2/s。

根据填方高度、填土容重、附加应力、软土深度和压缩系数,通过计算可得加固前路基沉降量S前=82cm。

加固后路基总沉降减少量S减=[1/1+(n-1)η]×S前

式中n______桩土应力比,对于粘性土n=2~4,取n=2

η_____面积置换率

η=d2/de2

d____桩直径

de____等效圆直径,由于桩孔为正方形布置所以de=1.13倍桩间距

η=0.325/(1.13×1.2)2

=0.05744

S减=[1/1+(2-1)0.05744

=78cm

通过计算可知,地基采用碎石桩处理后,总沉降量减少78cm,剩余沉降4cm,满足沉降量控制要求。

单桩承载力[б]桩=20×C软/K

C软____凝聚力,C软=15KPa

K____安全系数,K=1.25

[б]桩=20×15/1.25

=240Kpa

复合地基承载力[б]复=β[б]土×[1+η(n/β)-η]

η_____面积置换率,η=0.0574

[б]土_____桩间天然地基土的承载力

n=[б]桩/[б]土,称为桩土应力比,据有关资料,其值在2-12之

间变化,本文取值为2

[б]土=[б]桩/2=240/2=120Kpa

β____桩间土承载力折减系数,取值1.0,因为桩土应力比已经考

虑了这一因素。

[б]复=1×120×[1+0.0574(2/1)-0.0574]

=126.9KPa

通过以上计算证明,加固后的地基承载力得以较大提高,沉降量控制在可靠的范围内,

并且承载力的计算结果为后期的承载试验提拱了可靠的数字依据。

4.施工工艺及注意事项

施工前,应清除流塑状淤泥,铺设0.5米厚的石屑临时垫层,整平场地,以便施工机械进场。垫层应严格控制粒径,以免无法进行成孔。然后放线定出孔位。施工顺序应从左到右,先边部后中部,便于复合地基土体固结程度随时间延长不断深入。施工时要注意水、电、料三者的控制。水要充足,但水量不易过多,以防把填料回出流走;电主要是控制振密过程中的密实电流;料要注意加料不得过猛,原则上要勤加料,但每批不宜加得太多。碎石采料粒径不得大于5cm。完工后加铺20cm厚的碎石垫层,以利于排水。

清淤排水整平场地放样定孔位设备材料进场成孔试验

承载试验检测强度铺设垫层并碾压碎石桩施工

5.承载试验检测及结论

软土范文篇9

关键词:路桥工程;软土地基;加固处理

在我国交通智能化的快速发展时代,市政路桥工程得到了快速发展,其施工质量安全等级要求逐渐增高,这就对路桥工程结构基础的施工质量提出了更高的要求。但是在实际市政路桥工程地基处理施工阶段,地基含水量超出正常的范围,造成地基土质呈软土性状,使得地基承载能力大大降低,从而给市政路桥工程基础施工增加了难度。为了避免路桥工程地基出现不均匀沉降现象,需要对软土地基进行一定的处理,例如换填良土、深层排水、地表排水、搅拌桩等。本文主要根据作者多年施工经验,总结对市政路桥软土地基施工处理措施做简要的阐述。

1软土地基的性能分析

众所周知,地基基础是任何工程建设的重中之重,若其基础施工质量不达标,其上部结构的承载能力则得不到有效地支撑。市政路桥工程也不例外,软土地基加固处理是工程施工中难点之一。软土路基即地质水文中含水量严重超出正常的范围,地基土的抗剪强度较小,且承载能力较弱。

1.1软土地基的特点

根据作者多年的市政路桥工程施工经验可知,软土路基主要存在以下几点共性:第一,土颗粒之间的透水性能较弱,从而导致在软土地基中,对水分的保持性较高,从而造成土质含水量严重超出工程应用范围;第二,软土地基土体之间的可压缩性较高,由于软土地基土颗粒之间的空隙较大,这就导致软土地基之间的可压缩性较高。在实际工程中,如果对软土地基加固处理不到位,很可能导致在工程后期使用阶段,导致地基在上部结构的作用下,地基出现不均匀的沉降现象;第三,软土地基的触变特性,即软土地基在未承担其他作用时,其主要变现为固态,如果其在承受外界作用,可能会导致地基土质呈流动状态,从而不仅造成地基承载能力大大下降,还会导致上部结构出现断层、裂缝;第四,土质不均匀,在软土地基的土质中,其颗粒分布不均匀,这就导致在地基承受上部荷载时,其地基的沉降值变现出不均匀状态。

2市政路桥施工中出现软土地基的基本思路

2.1因地制宜

在进行软土地基加固处理中,由于不同地区的软土地基的局部特征表现不一致,因此需要针对不同的地区采取相互适应的处理方式,例如,在黏性土地区可以采用辗压夯实的处理办法,在软基加固处理中,最大限度减少对地基的扰动破坏,以确保原地基的完整性;而针对砂性土之,为增加地基的承载能力,可以采用挤密或者压实的处理技术,以提高软土路基的抗流动性。同时,还需要根据软土地基的含水量、深度、厚度等采取合适的加固方式,例如,若是表层软基,可以采用换填技术。

2.2根据市政道路要求处理

在软基处理中,同时需要根据市政路桥的等级选择合适的加固方式,例如工程建设等级较高,可以采用加固效果好,提高地基承载能力强的处理方式,从而最大限度的减小后期地基出现不均匀沉降现象。

3市政路桥施工中软土地基的处理技术

在现代市政路桥工程基础施工中,需要非常重视软土地基的治理问题。根据笔者多年施工经验可知,软土地基施工的治理加固技术主要包括以下几种。

3.1换填土处理技术

在市政路桥软土地基处理施工中,采用换填良土施工技术,不仅可以有效地降低土体的含水量,且增加土体之间的可塑性。换填土处理施工技术,主要是从其他地区挖较好的土质,换填到软土地区,从而实现土质改良的效果。在换填土处理施工中,需要注意以下几点:第一在选取换填土时,需要对良土进行检测,确保土质满足换填要求;第二,软土的挖除深度需要设计部门给出准确的数值,以最大限度实现软土换填的效果;第三,在填筑时,需要分层进行填筑,并分层压实,以提高市政路桥地基的承载能力。

3.2排水技术

在表层排水法施工中首先,需要布置沟槽。在布置沟槽时,需要根据市政路桥工程施工现场的地形进行布设沟槽,沟槽开挖深度需要根据地下水位、土质形状等合理确定,确保软基周围的水分通过沟槽排出。根据研究表面,若软土地基中含水量较高,则需要加密沟槽的数量,从而提高软土排水效果,减少软土地基中的含水量。此外,在开挖沟槽时,需要根据排水量要求设置沟槽宽度,其宽度约为0.5m,深度宜在0.5~1.0m内,在填土前,需要在沟槽底部回填透水性较好的集料,从而形成盲沟,提高排水效果。

3.3粉喷桩技术

在重大桥梁建设时,若地基基础呈现软土特征,则需要采取有效地处理措施,以加固地基的承载特性。根据工程施工经验可知,多采用粉喷桩加固施工技术作为路桥工程软基处理方法。在粉喷桩施工中,首先需要对软土地基进行地质勘查,准确掌握软土的基本信息,并根据地质和工程建设的基本要求,选择合适的粉喷桩处理方案,如粉喷桩布置位置、加固处理的深度等。然后在粉喷桩顶部铺设土质较良的黏土或砂土等,从而确保地基场地保持充足的承载能力和平整度。

3.4强夯法施工技术

在市政路桥工程基础施工中,可以采取强夯法对软土地基进行加固。在强夯法加固施工中,需要先深后浅的加固方式,待改造加固完成软土地基后,再用大型推土机对强夯区域进行填平处理。在市政路桥工程软土地基强夯加固施工完成后,需要采取有效地检测方式对软土地基进行加固质量检测,若检测得到上层的土质密实度不大于下层的土质,则表明强夯加固方法不满足要求。

3.5加载压实处理

采用加载压实的软基处理方法,其施工简便可行。其主要是人为的在软基上增加重物,增加地表的负重,对软基进行压缩,从而使软基出现不均匀沉降,但是根据实际工程施工经验可知,仅依靠重物加载,无法有效的提高地基的承载能力。一般配合其他加固施工技术,以增强地基的承载能力。例如,地表加载配合地下降水措施,以快速实现地基承载能力的提升,

3.6挤密技术

在软基处理中,还可采用挤密的方式,以增强地基的承载能力,例如,可以在桩基间采取增加土体的强度,其中,桩间加固材料可以分为砂土和素土两种,需要根据不同的地质特征,选择合适的加固方式。例如,采用素土加固称为土桩挤密法,而采用灰土作为桩间挤密材料,则称为灰土挤密法,且根据作者经验,该主要应用于厚度较大的湿陷性黄土区域。

4结论

综上所示,为了提高市政路桥建设质量,需要加强对软基的处理,采取适宜的加固处理方法,以提高地基的承载能力,增强地基的稳定性,为路桥建设的可持续发展做基础。

作者:梁玮 单位:广州市第一市政工程有限公司

参考文献:

[1]史春.市政路桥工程测量技术要点与控制方法研究[J].信息化建设,2015(11).

[2]李嵩.市政路桥工程的路基路面压实技术实践应用[J].建筑知识,2015(12).

软土范文篇10

关键词:软土地基公路路堤设计软基计算

东莞镇区联网公路总长207.7km,公路等级一级,设计车速60km/h,双向四车道或双向六车道。包含老路改造加铺沥青路面、老路拓宽、新建道路三部分。按区域划分为5个标段。本文就一标段软土地基路堤设计进行重点论述。

一、水文地质概况

东莞地处珠三角平原区,地势低平,降雨充沛,河网纵横,地下水位受河水及潮水水位的影响。一标段内主要地表水系为东江及其支流水网,纵横交错。地下水主要为孔隙潜水及基岩裂隙水,局部具微承压性。地下水位8月期间稳定水位标高介于0.33~2.43m,随潮汐波动,但年变化幅度不超过2m。

原始地貌单元为海陆混合沉积地貌。建设范围内普遍分布有软土,主要特征是:天然含水量高,孔隙比大,压缩性高,强度低,渗透系数小。软土工程性质差。

二、特殊路基处理方法

本项目主要采用了以下几种特殊路基处理方法:

1.垫层法(清淤换填)

本方法用于浅层较软弱地基,即软土深度不超过3米。其基本原理是挖除浅层软土或不良土,换填砂砾,并分层碾压夯实。该方法可以提高持力层的承载力,减少沉降量。但是如果换填厚度超过3m,从经济上来说不可取。

2.塑料排水板

本方法用于深厚软弱地基,且填土高度小于2m的路段。其基本原理是在软基表面施加大于或等于设计使用荷载,经施工期预压后,使被加固土体中的孔隙水排出,软基完成大部分或绝大部分的沉降,预压完成后卸去预压荷载,地基有些回弹,交付使用后地基承受使用荷载再次沉降,但沉降量很小(仅为卸载时的回弹量加剩余沉降量)。达到减少路基工后沉降、孔隙水排出同时,有效应力增加,土中孔隙体积减小,密实度加大,土体强度提高,地基承载力也得到提高。

本项目中采用等载预压。堆载分级施加,荷载施加按设计加载曲线进行。每200~300m设置一个检测断面,每个检测断面设置沉降板三组及边桩二组。当每天地基沉降量小于0.02mm时,可停止预压。

3.粉喷桩

本方法用于深厚软弱地基,且填土高度大于2m的路段以及桥头、涵洞等承载力要求较高的路段。其基本原理是通过施工设备将水泥与原状土的地基土充分搅拌而形成水泥土,通过水泥的水化反应及土颗粒与水泥水化物的凝硬作用、离子交换作用改变软土的性质,与桩间土形成复合地基,可以大大提高承载力,减少沉降。

三、设计计算

1.塑料排水板

本项目各层土的物理力学指标见表3-1:

各层土的物理力学指标表3-1

注:该路段地下水埋深0.79m,填土高度2m。

(1)设计

井径及间距经多次固结试算确定为:等效井径5cm,井距1m,三角形排列。本段软土层较厚,底层没有透水层,排水板的长度为穿透持力层0.5m。平均长度为13.0m。路基底部设置50cm砂垫层。并设置3%~4%的预拱度,保证砂垫层的使用质量。

(2)计算

①沉降计算

总沉降包括瞬时沉降Sd、固结沉降Sc和次固结沉降Ss三部分。瞬时沉降是在加荷初始,地基土的孔隙水压力来不及消散,土的孔隙来不及调整,由地基侧向引起的。这种沉降一般不大,不宜精确计算。固结沉降是在上覆土压力作用下,地基中的孔隙水逐渐排出,体积发生变化引起的,是地基的主要沉降。次固结沉降是指孔隙水压力消散后,在一定有效应力的作用下,土骨架由于蠕动变形引起的,这种沉降很小,持续时间很长。

本工程采用压缩模量(Es)计算主固结沉降Sc:

式中:—压缩模量;

—地基中各分层中点的附加应力增量;

—分层厚度;

由上式计算得本段软土地基的主固结沉降为Sc=0.311m,总沉降S=mSc=0.421m。

再根据,

分别计算出竣工时及基准期结束时固结度Ut1、Ut2,则基准期(15年)内残余沉降St=(Ut2-Ut1)S=0.163m<容许工后沉降0.30m.

②稳定计算

采用有效固结应力法对打排水板前后的路基滑动面进行稳定验算,比较其安全系数。

路基滑动安全系数采用下式计算:

式中:—地基土内抗剪力,,;

—路堤内抗剪力;

—当第j图条的滑裂面在路基填料内时,若该土条滑裂面与设置的屠工织物相交,则P为该层土工织物每延米宽(顺路线方向)的设计拉力;

—各土条在滑弧切线方向的下滑力的总和,;

经过计算,打排水板前后该段路基的滑动破坏最危险滑裂面安全系数分别为1.071,1.278,说明打排水板后路基才稳定。

2.粉喷桩

本项目各层土的物理力学指标见表3-2:

各层土的物理力学指标表3-2

注:该段地下水埋深1.05m,填土高度6m,为桥头路段。

(1)设计

桩径500mm;多次试算确定桩距1.2m,正方形排列;桩长须穿透持力层0.5m。桩喷粉量50kg/m(32.5R普通硅酸盐水泥),掺入比约15%。90d龄期无侧限极限抗压强度为1200Kpa。单桩容许承载力为110KN,复合地基承载力为150Kpa。

(2)计算

①单桩承载力及复合地基承载力计算

单桩承载力计算公式:;

式中:—强度折减系数,可取0.35~0.50;

—桩的截面积;

复合地基承载力计算公式:;

式中:—面积置换率;

—桩间土天然承载力标准值;

—桩间土承载力折减系数,当桩端为软土时,可取0.5~1.0;当桩端为硬土时,可取0.1~0.4;当不考虑桩间软土作用时,可取0。

根据地质资料,计算得单桩承载力,复合地基承载力。

②沉降计算

桩土复合层压缩变形按下式进行计算:

式中:—桩土复合层顶面的平均压力

—桩土复合层地面的附加应力,其值为,其中为桩土复合体的平均容重。

—桩长;

—桩土复合体的变形模量,其值为,分别为桩身灰土和桩间土的变形模量。可取(100~200)。

复合体底面以下未加固土体的压缩变形,采用分层综合法进行。

总沉降。

四、结语

软土地基在选择处理措施时,应考虑地基条件、公路条件及施工条件,尤其要考虑处理措施的特点、对地基的适用性和效果,以确定符合处理目的的处理措施。

参考文献

[1]JTJ017-96.公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].