岩土工程地基处理常用方法与应用

岩土工程地基处理常用方法与应用

摘要:针对某工程项目实际情况,在简述其岩土勘探试验及其结果的基础上,对地基处理方法应用进行深入分析,并验证了所用地基处理方法的有效性,为类似工程勘探和地基处理提供参考借鉴,达到保证地基处理有效性的根本目标。

关键词:岩土工程;地基处理;振冲碎石桩;液化区换填

在岩土工程勘察中,需要采用合理可行的方法掌握土层各项性质指标,然后根据所得性质指标,制定有效的地基处理方法,并对地基处理后的承载力等进行评价,验证所用地基处理方法是否可行和有效。

1工程概况

工程地周围以河流、滩涂与盐地居多,地势平坦,高程在1.30~4.40m范围内,其地层以填土和粉砂为主,其中,填土较为松散,以粉砂和粉土两种类型为主;而粉砂处于饱和状态,矿物以长石和适应为主,颗粒级配较差,但磨圆与分选相对较好,且含有贝壳碎屑。

2岩土勘探试验

2.1钻探与取样方法

利用钻机进行钻探作业,用泥浆进行护壁。对于粉土和黏性土,利用薄壁取土器通过静力压入与重锤少击入来采取原样,在液化判别过程中使用的粉土应取标准贯入芯中的扰动样,而砂样直接取扰动样[1]。

2.2室内试验

室内试验主要包括以下内容:①物理力学性质的试验;②直剪试验;③三轴试验;④颗粒分析试验;⑤砂土水上或水中休止角试验;⑥土质分析试验。

2.3原位测试

即标贯试验与土壤的电阻率试验。其中,在进行电阻率试验时,主要采用AMNB的方法,以此对土壤可能的腐蚀性进行评价。

2.4方法及取值标准

在含水量试验过程中主要采用的是烘干法,而重度试验主要采用的是环刀法,对于直剪试验结果,由库伦定律图解来确定;而对于三轴试验结果,则由摩尔-库伦图解来确定。通过勘察得到的资料,采用HN-CAD17.5版进行整体,对不同土层具有的性质指标实施统计分析,对于地基土,其工程特性指标对应的代表值,主要包括特征值、标准值与平均值,比如抗剪强度取标准值,而压缩性取平均值[2]。

3分析及评价

3.1岩土层结构

工程场地的地形总体上呈南高北低,区域地貌较为单一,建筑场地属III类,较为稳定,从上到下依次为:①-1:素填土,中等压缩性,呈灰黄色,强度较低,层位稳定,厚度为1.30m左右,层底标高在1.11~2.00m范围内,主要为粉砂和粉质黏土,结构较为松散;①-2:杂填土,中高等压缩性,呈灰褐色,强度低,厚度为1.70m左右,层底标高为1.15m,主要为灰膏,只在局部少量分布;②:粉砂,中等压缩性,呈灰褐色,强度稍低,层位稳定,厚度为3.00m左右,层底标高在-2.00~-1.28m范围内,主要为长石石英,具有一定液化性,其液化指数在21.03左右;③:粉砂,低等压缩性,呈灰黄褐色,强度稍高,层位稳定,厚度为3.00m左右,层底标高在-4.92~-4.35m范围内,主要为长石石英,具有一定液化性,其液化指数在4.94~10.25范围内;④:粉质黏土,中等压缩性,呈灰褐黄色,强度稍高,层位稳定,厚度为4.00m左右,层底标高在-9.52~-8.95m范围内,具有可塑性,且局部为硬塑;⑤:粉砂,低等压缩性,呈黄褐色,强度较高,层位稳定,厚度为6.20m左右,层底标高在-15.82~-15.35m范围内,具有较高的密实度,可作为天然地基或桩基的持力层;⑥:粉质黏土,中等压缩性,呈黄褐色,强度较高,层位稳定,厚度为7.50m左右,含有一定量铁质氧化物,也可作为天然地基[3]。

3.2承载力评价和变形参数

统计、整理并分析试验结果,确定如表1所示的特征值。

4地基处理

4.1抗浮评价

建筑上浮力经计算等于35kPa左右,地基底部压力在150kPa左右,因此对抗浮可不予考虑。

4.2基础承载力

拟建建筑上部结构采用框架结构,独立基础,底部压力为150kPa左右,埋深为1.5m,处在①-1层表面。由于下覆土有严重的液化现象,所以基础埋深应达到3.6m,即处在②层表面。如前所述,②层承载力特征值等120kPa,按现行设计规范,经深宽修正后,特征值等于177.04kPa,其强度可以达到要求。

4.3天然地基

由于②层与③层均具有一定液化性,所以如果地基液化等级达到中等语义上,需要消除所有液化沉陷,也可消除局部沉陷后,对基础与建筑的上部结构进行特别处理。不可将天然地基直接视作基础持力层。另外,由于地基土具有一定腐蚀性,所以应通过振冲碎石桩的设置来消除液化沉陷现象,使桩端进入到处于稳定状态的土层当中,同时对局部较为严重的部位采用级配砂石进行换填,并与振冲碎石桩相配合同时施工,在提高承载力的基础上,通过换填形成复合地基,起到延缓或避免桩体腐蚀的重要作用[4]。

4.4振冲碎石桩

对于单桩承载力,以7#钻孔所在地层为例,该地层桩基的直径为400mm,顶部标高为3.30m,底部标高为-15.7mm,桩长的有效值为17m,将⑤层作为持力层,经估算,极限承载力对应的标准值等于1544kN,而承载力的特征值等于772kN。根据现行设计规范,当桩径为400mm时,按1.5m的间隔距离进行布桩,然后对形成的复合地基进行承载力特征值计算,即148kPa,其处理深度为15m。这一位置处在⑤层。采用振冲碎石桩的方法后,承载力的特征值需要通过专门的试验来确定,同时以荷载试验确定的变形模量,以及实际使用的基础类型和荷载等为依据实施变形计算。

5结束语

综上所述,在振冲碎石桩的基础上对粉砂液化地层进行换填处理,既能提高土层的承载力,又能防止钢筋等材料受到腐蚀作用,延缓桩体材料发生腐蚀老化,延长建筑整体使用寿命,从而带来理想的经济效果。

参考文献

[1]罗影,林瑶.大厚度湿陷性黄土岩土工程勘察与地基处理方法探究[J].工程技术研究,2018(14):232~233.

[2]张宁,史传迪,郭军.岩土工程中地基与桩基础处理技术的探讨[J].工程建设与设计,2018(16):48~49.

[3]殷峰,李甜甜.软弱地基岩土工程勘察及地基处理[J].城市建设理论研究(电子版),2018(15):103~104.

[4]江泽周.地基处理和岩土工程勘察中的常见问题研究[J].中国新技术新产品,2018(06):139~140.

作者:陈承佑 单位:玉林市建设工程质量检测中心