软土地基范例6篇

软土地基

软土地基范文1

关键词:达开水电站 深厚软土地基 土石坝 技术问题

中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2010)011-006-02

达开水电站位于云南省宣威市境内,距离宣威市城区55km。装机6万kw,坝高27.3m。坝顶长度150m,坝底宽150m坝顶宽度8m,大坝建基面高程1568m坝项高程1595.3m。水库正常蓄水位1592.5m,相应库容534-44×104m3,座落于厚83.13m的深厚覆盖层上,地基条件较差,具体如下:

1 地质条件

1.1 地层情况

拦河坝地基土主要由第四系全新冲洪积物及湖相沉积物组成,相变频繁。各土层自上而下分别如下:

(1)l层卵石夹漂石:青黑色、灰黑色夹灰白色,卵石含量65%左右,径一般在4~6cn,漂石含量25%左右,径一般在20~30cm,由少量圆砾石充填卵石及漂石之间,主要成分是强~弱风化的青黑色玄武岩及灰白色灰岩。

(2)2层圆砾夹卵石:棕黑色、棕红色、青灰色夹灰色,稍湿~湿,稍密,圆砾含量50%左右,呈亚圆状,卵石含量30%左右,呈亚圆状,由泥砂及粘土物质充填,主要成分是强风化玄武岩、灰岩。层底高程1568.97m,层底深度7.60m,层厚6.10m。

(3)1层高液限粉、粘土:湖积层,深灰色、灰褐色,可塑,湿,具垂向纹理,面铁、锰质富积,呈灰黑色,为河道堰塞湖沉积,偶夹未腐烂的叶及木屑,呈纤维薄片。层底高程1550.97m,层底深度18.0m,层厚10.4m。

(4)2层高液限粘土:湖积层,深灰色、灰褐色,可塑,湿,具垂向纹理,面铁、锰质富积,呈灰黑色,为河道堰塞湖沉积。18.10m处有1.0cm粉砂:灰白色,湿。21.50~21.53m粉砂:灰褐色、灰白色,湿,松散。26.00m处有1.0cm粉砂:灰白色,湿。27.80m处有5.0cm粉砂:灰褐色夹灰白色,局部呈兰色夹斑点状,湿。层底高程154737m,层底深度29.20m,层厚11.20m。

(5)3层粘土:灰褐色、深灰色,稍湿,稍密,含25%左右的角砾,径一般在1.0~2.0cm,局部地方含少量碎石,径一般在4.0~6.0cm,主要成分是强~弱风化的灰岩、玄武岩及少量砂岩,其中在29.50~29.54m夹灰白色粉砂,松散,饱和。层底高程1543.97m,层底深度32.60m,层厚3.40m。

(6)层块石土:灰白色、青灰色,呈柱状,局部呈碎块状,块石含量在85%以上。

1.2 地层岩性

坝址区地层岩性较单一,下覆基岩主要是石碳系灰岩和白云质灰岩,分别为:

(1)中统黄龙群三段灰黄、灰白色厚层白云质灰岩夹泥岩:

(2)中统黄龙群二段灰褐色厚层白云质灰岩,夹方解石团块:

(3)中统黄龙群一段灰色厚层白云质灰岩:下统大塘组四段灰色厚层巨厚层白云质灰岩,含菊石。上覆为第四系洪冲积、残坡积、滑坡堆积分布较多,两岸坡主要是残坡积红土,厚度较浅。河床为全新冲洪积层及湖滨积层组成,相变频繁,厚度5~60m以上。

2 大坝基础地基处理

根据坝址钻孔揭示,大坝河床基础主要由第四系全新冲洪积物和湖相沉积物组成,相变频繁,各土层自上而下分别组成为卵石夹漂石、园砾夹卵石、高液限粉、粘土(湖积层)、高液限粘土(湖积层)、粘土和块石土等组成,湖积层(软土层)分布面积大而厚,承载力低,变形大,孔压高,因此坝处理设计的合理性和施工质量,将是本工程成败的关键。在分析本坝址软土物理力学性质的基础上,综合目前振冲桩施工、检测资料后,提出意见。

(1)设计综合考虑各种因素讨论后,采用振冲碎石桩对大坝上、下游棱体坝基加固处理措施是可行的。采用75Kv振冲器制作碎石桩,桩距1.5m、桩深18m,(软土置换率不小于30%),坝轴线上、下游35m以外地区由于坝基荷载减小碎石桩桩距、桩深建议适当调整。

(2)严格控制施工质量和制桩工艺

振冲试验必须按规范进行,认真控制施工质量,就是对施工中所用的水、电和碎石料三者的控制,水的控制是对水量和水压控制,水量要充足,必须保证充满全孔,防止坍孔,但不宜过量,以防冲孔,把填料冲出。对强度低的土水压要小些,强度高的土、水压要大些。成孔过程中水压和水量宜大不宜小,到设计深度时,要降低水压;加料振密过程中,水压和水量均宜小。

电主要控制振密过程中的密实电流(电压380V)。注意密实电流是指振冲器在固定深度上留振15s的稳定电流值,不能以瞬间的最大电流值作为密实电流。

碎石料的控制,原则上要“少吃多餐”,严格控制施工工艺。施工过程中应采用较高水压成孔和清孔,振冲器在孔内应上、下反复2次形成较稳定的桩孔后、将振冲器放入孔内、从孔底每一次提升高度0.5~0.6m然后向孔内均匀添加碎石、填料小于Im/次,以后每次向上提升0.5m制桩、填料小于08m次,制桩水压0,4MPa,制桩密实电流严格按试验桩确定的要求控制,每段留振时间应大于15秒。碎石桩填料应采用连续级配、最大粒径控制在100mm以内。

(3)造孔工艺

鉴于本坝址软土特性、常用的振冲水冲法造孔工艺工效较低,为加快施工进度、建议应用直接振冲造孔制桩和用先道孔造孔制桩比较后,再确定制桩工艺方法。

(4)碎石桩复合地基的现场试验

为获得碎石桩和复合地基承载力。建议业主委托有资质的检测单位在,现场进行载荷试验,为工程设计和确定质量检测标准提供准确、可靠的有关数据。

3 心墙区软土地基处理

(1)由于软土的工程特性、心墙坝基可能产生以下问题:1)由于粘土强度低,使坝基产生局部塑性破坏;2)坝基出现较大的沉降和不均匀沉降,心墙出现纵横向裂缝、破坏心墙整体性。

(2)心墙软土层内河道堵塞沉积、常有透镜体砂土夹层出现、对防渗不利。设计分别在心墙两侧各布置两排了连续式搅拌桩形成防渗体,其余部位采用桩距1.5m,桩深约24~30m的三角形布置形成复合桩基,提高地基强度减少沉降量。

鉴于粘土心墙是挡水的关键建筑结构、要求心墙及地基各自应具有可靠的防渗特性,为确保心墙坝基防渗结构可靠性、并有利于与心墙连接,建议将心墙部位水泥连锁柱式搅拌桩防渗结构,改为技术可靠,施工简便、防渗效果可靠的砼防渗墙,作为心墙坝基的防渗墙防渗两岸与基岩连接、河床部位采用悬挂式、深度18m并且插入相对不透水层,墙厚0.6m、C10常规砼墙。墙顶设纯口,以适应不均匀沉降。

(3)为减少心墙地基沉降并协调两侧坝壳地基变形、心墙区同样需采用碎石桩加固地基,其布孔及施工参数类同坝壳地基碎石桩。

(4)根据软土性质及分布情况、建议研究将河床部位心墙建基面提高的可能性。

(5)为提高坝基稳定性,建议研究上、下游坝脚区增设反压平台的必要性。

4 对坝体结构建议

(1)建议坝基下部增设无纺布(土工织物)以均化坝基沉降,减少不均匀沉降,无纺布上、下需设砂垫层。坝基表层清除腐植物即可。

(2)关于心墙与溢洪道和基岩岸坡连接。心墙与溢洪道连接一般溢洪道外边墙建成斜坡要大于1:0.3,并铺填厚1m左右纯粘土,再填筑心墙粘土。心墙与基岩岸坡连接,一般在基岩部位先铺设厚0.5~1.0m砼垫层,再铺一层厚1m左右纯粘土,再填筑心墙。两岸接触宽必须满足接触渗流要求。

5 关于坝基振冲置换桩的几点建议

大坝坝基采用振冲置换法加固地基的机理是比较复杂的:许多工程实践证明,振冲不易使粘性土密实,也不液化,振冲器的振动一方面使碎石可望而不可桩密实,另一方面以碎石为介质传递振动桥压力,加大振动的影响范围,因此,在振动过程中,主要的作用是对土起振动桥压作用和振冲置换碎石作用。所以粘性软土中的碎石桩与桩间的相互作用组成复合地基,来承受上部荷载,地基处理后,承载力应满足上部垂直荷载。

(1)根据坝基允许承载力来调整坝体体型,使坝基承载力在允许范围内,如心墙及滤层及其影响部位,坝基振冲桩振冲直径80cm。桩深18m、桩距1.5m~1.6m:体部位可接坝体滑弧稳定要求,适当调整桩距或桩深,设计应根据此原则,最终确定坝体体型和坝基各的桩径,桩深和桩距。

(2)为了减少坝基不均匀沉降,建议在坝体与坝基接触面铺设iT织物,以调整坝体不均匀沉降,防止出现裂缝。

(3)为了增加坝基承载力,防止沉降变,建议坝体填筑速度不能太快,逐步加荷,使上坝荷载适应地基变形及承载力增加。

软土地基范文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:

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。

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:

2.1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。

2.3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。

2.4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。

二结束语

软土地基范文3

关键词:软土地基、防治

正文:

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、抗剪强度低的细粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。

土路基的强度和稳定性直接影响到基层和面层及道路的使用寿命。假若基层位于软土路基上,在重型荷载的反复作用下,路基土有可能挤入底基层,降低了路基的强度,从而导致路面的破坏。这里土基含水量过高是关键的破坏因素,含水量过高、车辆荷载的反复作用,就容易形成翻浆直到对路面的破坏。如果软土路基的面积不大,且距离路床的即使压实度合格,但是弯沉是难以达标的。

在软土地基上修筑路堤,特别是桥头引道,如不采取有效的加固措施,就会产生不同程度的坍滑或沉陷,导致公路破坏或不能正常使用即所说的桥头跳车。一般地,除要确保新填筑路基的密实度以减少沉降外,包括原地面的地基总沉降必须达到基本稳定,沉降量大致达到总沉降量的80%以上时,才容许铺路面。软土地基沉降严重时,不仅增加填方数量,而且沉降或水平位移对临近填土的桥台、挡土墙、涵洞,甚至对附近的住宅、农田以及路线的技术标准都会产生很大的影响。

为此结合各种不同状况的软土路基,经过长时间的实践分析并综合国内外各项软基处理的先进案例,将比较典型的软基处理方法总结如下:

1 换填垫层法

当软弱土层厚度不很大时,可将路基面以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除,然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料(通常是渗水性好的中粗砂)称为换填或垫层法。此法处理的经济实用高度为2~3m,如果软弱土层厚度过大,则采用换填法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。通过换填具有较高抗剪强度的地基土,从而达到增强地基承载力的目的,满足构筑物对地基的要求。主要加固方法有换填、抛石挤淤、垫层、强夯挤淤几种。垫层法根据材料的不同可分为砂(砾石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层。

2 深层密实法

采用爆破、夯击、挤压和振动及加入抗剪强度高的材料等方法,对地基深层的软弱土体进行振密和挤密的地基加固方法称为深层密实法。适用于软土厚度>3m的中厚软土的加固,分布面积广的软基加固处理,其加固深度可达到30m。通过振动、挤压使地基中土体密实、固结,并利用加入的具有高抗剪强度的桩体材料置换部分软弱土体中的三相(气相、液相与固相)部分,形成复合地基,达到提高抗剪强度的目的。主要加固方法:强夯法、土(或灰土、粉煤灰加石灰)桩法、砂桩法、爆破法、碎石桩法(振冲置换法)、石灰桩法、水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩法)、粉喷桩法、旋喷桩法。代表方法有碎石桩法、强夯法、水泥粉煤灰碎石桩法、粉喷桩法。

3排水固结法

在软土地基上加压并配合内部排水,加速软土地基的排水,加快软土固结的处理方法称为排水固结法。适用于处理各类淤泥、淤泥质粘土及冲填等饱和粘性土地基。软土地基在附加荷载的作用下,逐渐排出孔隙水,使孔隙比减小,产生固结变形。在这个过程中,随着土体超静孔隙水压力的逐渐扩散,土的有效应力增加,并使沉降提前完成或提高沉降速度。主要加固方法:堆载预压法、砂井法、袋装砂井、真空预压法、电渗排水法、降低地下水位法、塑料排水板法。

4.化学加固法

通过在软土地基中加入水泥或其它化学材料,进行软土地基处理的方法称为化学加固法。适用于处理砂土、粉土、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土,也可以在处理裂隙岩体及已有构筑物地基加强中。水泥或其它化学材料注入土体后,与土体发生化学反应,吸收和挤出土中部分水与空气形成具有较高承载力的复合地基。主要加固方法:硅化法、粉喷桩、旋喷桩、注浆、水泥土搅拌法。

5. 加固路基法

通过在路基中埋入高强度、大韧性的土工聚合物、拉筋、受力杆件或柴(木)梢排等方法加强路基的自身强度,增加抵抗地基变形沉降的能力。适用于软弱岩体、土体中的路堤与路堑。主要加固方法:加筋土路基、土工聚合物、土钉墙、土层锚杆、土钉、树根桩法、柴(木)梢排法。

6. 其它加固方法

除了上述软土路基处理方法外,比较常用的还有桩基、沉井、侧向约束法、反压护道法。桩基与沉井常用于在软土地基中建设重要构筑物(桥梁、大型涵洞等)的基础中,根据软弱土层的厚度其下承层土质情况,桩基设计可分为柱桩与摩擦桩两种。常用的桩基有钻孔桩、挖孔桩、管桩、木桩。

软土地基范文4

【关键词】软土地基处理;主要类型;危害;工程质量

1. 软土地基的辨认

软土地基的确认是一项比较容易引起争议的工作,我们在具体施工时决定用量化的试验指标来控制和确认。在确定软土时要查明软土及与之共同存在的一般土层的成因、类别、范围、物理力学性质和必要的化学性质,以便采取经济有效的处理措施。既可降低造价,又能确保质量、缩短工期。由于各省区各公路工程的软土成因不尽相同,因此会同各参建单位确定了切实可行的鉴别方法,对本路段的主要软基取样并进行了试验分析,根据实验检测数据分析可得出以下规律:

1.1 土质的影响。一般天然细粒土的天然密度在1.60~1.75g/cm3之间,而水又是不可压缩的,密度远小于土的天然密度,所以对于同样的土质,含水量的增加必然导致土体干密度的减小,这也就意味着作为路基填料时其压实度的降低,这对地基成型后的强度和稳定性有重要的影响。

1.2 液塑限的影响 由以上结果分析,液塑限对软基的断定并非必然的联系,只要含水量控制得当,在透水性较好的砂砾料紧缺地段,用高液限土作路基填料也可取得很好的效果。事实上,在本工程中,我们遇到了相当多的高液限土(约为60 %),考虑到该工程为二级公路,压实度要求仅为94%左右,为降低工程造价我们采取了分段开挖晾晒、换位填筑路基的办法,将软土全部挖除晾晒换填,考虑到路基耐久性的要求,只是在换填段增加了30~50mm 厚的砂砾料垫层,这样既解决了软土路段的交通问题,又避免了大量的土方调运,缩短了工期,降低了造价,取得了很好的综合效益。当然,高液限土( wl>50%) 是一种不适宜材料,击实试验表明液限大,最佳含水量也较大,自然对应的最大干密度就会较小,一般高液限粘土的最大干密度为1. 55~1. 65g/cm3。

1.3 孔隙比的影响 孔隙比与含水量有较大的关系,其公式为:

e0=Gρω(1+ω)/ρ-1

其中ρω——水的密度;

G——土粒比重;

ρ——天然密度;

ω——含水量。

若ω较大将导致分母ρ较小,必然导致e0较大。对于同种类别的土质(G近似恒值),可以说ω较大程度地决定了e0的大小。本工程资料中显示,其采用的是荷兰轻型触探仪来鉴别软土。使用方法:开沟清表30cm厚之后的连续第3个晴天,现场测试地基,当满足Cu≥25KPa 时即为软土深度,软基探测每断面间距10m,布置5个测点,或以5m×5m方格网“十”字角点作为触点。在实际使用中荷兰轻型触探仪对较深软土的适应性并不太好,很典型的软基,若深度超过1.5m,荷兰触探仪就处于失效状态,因为软泥对探杆的吸附作用已经成为不可忽略的因素。

2. 软土地基的危害

随着经济的不断发展,我国公路建设的规模日益扩大,难度不断提高,公路建设对软土处理也提出了更高的要求。在软土地基上修筑路堤,如不采取有效的加固措施,就会产生不同程度的坍滑或沉陷等病害。软土地基处理不好,会出现路基的滑移,开裂,路面起伏不平,桥涵通道等人工构造物处的跳车颠簸等质量通病,给公路行车安全带来不同程度的危害。 另外,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。路基施工时要对软土地基进行处理,保证公路的稳定性,使来往车辆及司乘人员安全,快速,舒适地行驶在公路上。

3. 软土地基处理的重要性

过去在一般公路通过软土地区,由于线路等级标准不高,路基宽度窄、立交少、纵坡要求不严,且多低路堤,故对路基大部分地段处理工程少,仅对桥头高路堤部位重视些。但从高速公路出现后,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,因其孔隙比大、含水量多、透水性小、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地压密稳定、因此其沉降稳定要花费长时间。此外软土结构在大交通量,重载车辆的作用下,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、或其他农田、虾池、鱼塘的安全,因此必须对软基进行处理。

4. 软土地基处理原则

我国软土多分布在江河湖海等处,但也在丘陵低洼和山区谷地赋存。由于其成因类型不同,厚度不一,性质各异,因此不能一律对待,首先应查明各地区特点和地质、土质条件,有针对性的进行有效对策,作出合理的处理。

(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。

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。

5. 现有软土地基处理方法存在的问题

5.1 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。

5.2 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。

5.3 施工单位素质差影响地基处理质量。这方面最典型的例子是搅拌桩施工。几年前上海市建委发文禁用粉喷深层搅拌法,接着不少地区也采取类似措施。深层搅拌法不能满足地基处理要求并不是深层搅拌法工法本身不成熟,也不是深层搅拌法加固地基设计方法不对。影响施工质量主要是施工单位素质和施工机械两方面问题。先分析施工单位素质存在的问题。前些年,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。

5.4 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。

5.5 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。

5.6 不少工法缺乏完善的质量检验手段。完善的质量检验手段是保证施工质量的重要措施。目前不少工法缺乏完善的质量检验手段。前面多次提到的深层搅拌法也是如此。

6. 常用的软土地基处理方法

6.1 表层处理法。

6.1.1 表层排水法。表层排水法是在路基填筑前,在地面开挖水沟,以排除地表水,同时降低地基表层的含水量,确保施工机械的作业条件,为了使开挖水沟在施工中发挥盲沟作用,常用透水性良好的砂砾回填。水沟布设应全面考虑地形与土质情况,使排水畅通。水沟断面尺寸一般取宽0.5m,深0.5m~1.0m。路堤填筑前,宜用砂砾回填成盲沟,若埋设孔管,必须用良好的过滤材料保护。

6.1.2 垫层法。垫层法是在软土地基顶面铺设厚度为0.6m~1.0m的砂垫层或土工布等化学物质(具体厚度视路堤高度、软土层厚度及压缩性而定,太厚施工困难,太薄效果差)作为软土层固结所需要的上部排水层,以加速沉降的发展,缩短固结过程的方法。砂垫层可作为路堤内的地下排水层,以降低堤内水位,改善施工时重型机械的作业条件。

采用砂垫层,砂宜采用中砂及粗砂,要求级配良好。颗粒的不均匀系数不大于5,且含量不宜超过3%~5%。砂垫层一般用自卸汽车及推土机配合摊铺,摊铺应均匀,注意不要有很大的集中载荷作用。当路堤为粉土类土,透水性不好时,路堤坡脚附近砂垫层被路堤覆盖,可能会阻碍侧向排水,必须注意做好砂垫层端部的处理。

6.1.3 稳固剂表层处治法。稳固剂表层处治法是用生石灰、熟石灰、水泥及土壤离子稳固剂等稳定材料,掺人软弱的表层地基土中,改善地基的压缩性和强度特性,保证机械作业条件,提高路堤填土的稳定及压实效果。

6.2 强夯法。强夯法处理软土地基是利用重锤自山落下产生的冲击波使地基密实,这种冲击引起的振动在土中是以波的形式向地下传播的。J.K.米切尔在1981年召开的第十届国际土力学和基础工程学会上所作的“土质改良——技术状态”报告中,曾对强夯法的加固机理进行了概括:当强夯法应用于非饱和土时,压密过程基本上同实验室中击实法(普罗克特击实法)相同;对于饱和无粘性土,夯击过程中,土体可能会产生液化,其致密过程与爆破和振动压密过程相似;对于饱和细粒粘土的效果尚不明确,成功和失败的例子均有报道,对于这类饱和的细颗粒土,要求破坏土的结构、产生超孔隙水压力、山裂隙形成排水通道。

强夯理论认为:压缩波大部分通过液相运动,使孔隙水压力增大,同时使土颗粒错位,土体骨架解体。而随后到的剪切波使土颗粒处于更密实的状态。

6.3 预压排水固结法。预压排水固结法地对天然地基,或先在地基中设置砂井、排水板等竖向排水体,然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载,或是在建筑物建造以前,在场地先行加载预压,使土整体的孔隙水排出,逐渐固结,地基发生沉降,同时强度逐步提高的方法。

预压排水固结法可以解决以下两个问题:

(1)沉降问题:使地基沉降在加载预压期间,即修筑路面之前沉降大部分或基本完成,路面在使用期间不致产生不利的沉降和沉降差。

(2)稳定问题:排水固结法加速地基土的抗剪强度的增长,从而提高地基的承载力和稳定性,公路是条带状荷载,在横断方向受力面积较小,稳定问题尤为重要。

6.4 反压护道法。反压护道法是在路提两侧真筑一定宽度的护道,使路堤下的淤泥或泥炭向两侧隆起的趋势得到平衡,以提高路堤在施工中的滑动破坏安全系数,达到路堤稳定的目的。

反压护道法加固路基的特点是不需要特殊的机具设备和材料,施工简易,但占地较多、用土量较,后期沉降大,养护工作量大。一般适用于非耕作区、取土方便的地区和路堤高度不大于(5/3~2)倍极限高度路段的软土处理,对泥沼不宜采用。

6.5 碎石(砂桩)桩。对地基承载力和变形要求比较高的建筑先可以采用碎石桩(砂桩)进行处理,碎石桩(砂桩)增加了地基密实度和抗剪强度,使地基土密室均匀,在软土中使用碎石桩(砂桩),一般挤密作用不明显,主要是靠置换。对于饱和的软塑——流塑的地基土,经过处理后,必须经过预压后才能达到良好的效果。

在施工工艺选择上,采用振冲法施工(湿法),设计时要充分考虑场地因素和泥浆排放因素。对软土地基的处理对策很多,但不管采用何种方法,处理后的地基必须满足强度、变形、动力稳定性和透水性要求,从而达到减小道路路基在荷载作用下引起的沉降或不均匀沉降的目的。

6.6 排水砂垫层。排水砂垫层是在路堤底部地面上铺设一层砂层,作用是在软土顶面增加一个排水面,在填土的过程中,荷载逐渐增加,促使软土地基排水固结渗出的水就可以从砂垫层中排走。为确保砂垫层能通畅排水,要采用渗水性良好的材料。砂垫层一般的厚度为0.6~1.0米。为了保证砂垫层的渗水作用,在砂垫层上应该填一层粘性土封住水不让水返上路基。在路基两侧要修好排水沟,通过砂垫层渗出的水通过排水沟排出路基外,保持路基的稳定。

6.7 石灰浅坑法。由于粘性土含水量影响,施工中经常出现“弹簧土”松软现象。一般较轻的可以采用挖土晒干,敲碎回填;“石灰浅坑法”可以用于各种不同面积的路段(就是说大面积可以使用,小面积也可以使用)。具体做法是:挖40cm~50cm方形或圆形,深一般1m上下的坑,清除坑内的渗水(最好挖好坑后,第二天清除渗水),放入深为坑深1/3生石灰,即可回填碾压。坑的行距和坑距在轻度弹簧路段为5~6m,在严重弹簧路段为3~4m。实际施工中软土地基的处理。

6.8 桩基法。

(1)当淤土层较厚,难以大面积进行深处理,可采用打桩办法进行加固处理。而桩基础技术多种多样,早期多采用水泥土搅拌桩、砂石桩、木桩,目前很少使用,一是水泥土搅拌桩水灰比、输浆量和搅拌次数等控制管理自动化系统未健全,设备陈旧,技术落后,存在搅拌均匀性差及成桩质量不稳定问题;二是砂石桩用以加固较深淤泥软土地基,由于存在工期长,工后变形大等问题,已不再用作对变形有要求的建筑地基处理;三是民用建筑已禁用木桩基础。

(2)钢筋混凝土预制桩(钢筋混凝土桩和预应力管桩)目前由于具有较强承载力,投资省,质量有保证,施工速度快等特点,得到普遍运用,如本人设计龙海市角美镇金山水闸,其地质条件覆盖一层10m以上厚的淤泥土层,地基处理采用边长为250mm钢筋混凝土预制方桩,挤密淤土层并靠摩擦承载,钢筋混凝土预制桩还具有抗水闸水压力产生水平荷载,达到水平稳定作用。

(3)淤土层较厚地基处理还可以采用灌注桩,打灌注桩至硬土层,作承载台,灌注桩有沉管灌注桩和冲钻孔灌注桩,但两种方法灌注桩还存在一些技术难题,一是沉管灌注桩在深厚软土中存在桩身完整性问题;二是冲钻孔灌注桩存在泥浆污染问题,桩身混凝土灌注质量,桩底沉渣清理和持力层判断不易监控等问题。

6.9 换土法。

(1)当淤土层厚度较簿时,也可采用淤土层换填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基础等办法进行地基处理,鉴于换砂不利于防渗,且工程造价较高,一般应就地取材,以换填泥土为宜。换土法要回填有较好压密特性土进行压实或夯实,形成良好的持力层,从而改变地基承载力特性,提高抗变形和稳定能力,施工时应注意坑边稳定,保证填料质量,填料应分层夯实。对于深度不太大的软基工程,在路堤范围内,将需要处理的软土挖除,动力触探合格后,用碎片石换填,可采用分段挖除,分段分层回填的方法。用于换填的石料强度应不小于15MPa,分层厚度不宜大于30cm,石料最大粒径不应大于层厚的2/ 3。依据规范,分层回填的碎片石应碾压合格,表面石块嵌挤紧密无松动,用镐刨不动,一般采用激震力320KN以上的压路机强震碾压无轮迹。

(2)对于较深的软基 挖除换填工程量太大,资料显示,施工方采用了粉喷桩。粉喷桩主要是以粉体物质作加固料和原状土进行搅拌,经过理化作用生成具有较高强度的混合柱体,促使整个路堤产生足够的强度。一般采用水泥作为固化剂,最好用Po32.5级普通硅酸盐水泥,要依据施工时间选用水泥初终凝时间合适的水泥,防止未成型即已凝固。试验室应重点对水泥剂量进行监控,重点保证均匀性。我们配制了3 %~8 %的水泥剂量试验,发现3 %水泥几乎不能使软泥固结,6 %剂量能满足要求。但是室内配比不能完全代替施工情形,因此应该跟踪检测,应对7d 桩监控。对于不合格桩,应在原桩边上补桩,新桩与旧桩净距>20cm。如出现较多不合格桩应查找原因,进行改正。

6.10 灌浆法。

(1)灌浆法是利用气压、液压或电化学原理将能够固化的某些浆液注入地基介质中或建筑物与地基的缝隙部位。灌浆浆液可以是水泥浆、水泥砂浆、粘土水泥浆、粘土浆及各种化学浆材如聚氨酯类、木质素类、硅酸盐类等。灌浆法对加固淤泥软土地基具有明显效果,如福建省龙海市角美壶屿港水闸由于淤泥软基不均匀,沉陷闸基沉降最大达到0.63m,加固时采用单管高压旋喷灌浆处理,每个闸墩上、下游侧和中间各设5个灌浆孔,沿闸墩轴线两侧布孔,灌注水泥浆,成桩直径0.5m,伸入闸基础10.5m,采用灌浆压力为20MPa,经过处理后闸基沉降基本得到控制。高压旋喷灌浆处理原理是通过在闸基中高压旋喷灌浆形成水泥土摩擦桩,提高闸基承载力,达到控制沉降的目的。

(2)另一种对淤泥软土地基闸室淘空处理通常应通过水闸上游防渗如设置水平铺盖或垂直防渗控制闸基渗流,然后再对闸室进行灌浆处理,如厦门市石浔水闸由于闸基渗流造成闸室底板多个部位被淘空,加固时先在闸室上游侧采用帷幕灌浆防渗,灌浆帷幕布设在闸墩上游侧1.0m处,孔距 0.5m,灌注水泥浆,孔深5.0m,灌浆压力10MPa。然后对闸室淘空部位采用钻孔灌浆处理,先灌细砂,不吃砂后,再灌水泥砂浆,最后灌水泥浆,水闸除险加固后效果显著。

6.11 加筋法。加筋土是将抗拉能力很强土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。福建省福清过桥山围垦工程采用打设塑料排水板,以加速淤泥层排水固结,提高地基强度,又采用砂垫层中铺设土工织物,由于土工织物受拉作用,调整了基底应力分布,地基侧向位移和沉降却相应减少,地基稳定性就大大提高。

7. 结束语

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。软土地基的处理方法很多,但是结合实际情况,我国各地区的环境,土质皆有不同。前辈们的工程实践经验很宝贵,值得我们借鉴,但在实际工程中需要我们勇于探索,力求用最简单 最经济的施工方法完成任务!

参考文献

[1] 郭 良. 浅谈古离线二级公路软土地基的处治方法[J]. 科技情报开发与经济,2006,(14).

软土地基范文5

关键词:公路;软土地基;处理方法

1 软基处理的几种方法

1.1 表层处理法 ①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。②砂垫层法。对于地基上部软土层极薄且含水量大时,在软土地基上敷垫0.5~1.2m左右厚的砂垫层。这样可达到固结软土层,使砂垫层起到上部排水层作用;同时,砂垫层又成为填土内的地下排水层,以降低填土内的水位;在进行填土及地基处理施工时,为施工机械提供良好的通行条件。③敷垫材料法。对于地基土层不均匀,可能发生局部不均匀沉降和侧向变位,可利用所敷垫材料的抗剪和拉抗力,来增强施工机械的通行,均匀地支承填土荷载、减少地基局部沉降和侧向变位,以提高地基的支承能力。敷垫材料主要有化纤无纺布、土工布、玻璃纤维格栅等被广为采用。④添加剂法。对于表层为粘性土时,在表层粘性土内渗入添加剂,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。

1.2 置换法 本法是以优质土置换软弱土,确保填土稳定和减少沉降量。施工方法分有人工挖掘置换和借填土自重或用爆炸法将软弱土挤出的强制置换。其施工都比较容易,多数情况下能在短时间内达到所要求的目的。从可靠性来说人工挖掘置换较优。置换材料应采用即使受到水浸也不致降低承载力的粗粒土。但必须进行充分压实。

1.3 加载法 加载法是为了预先促进软土地基沉降,增加地基强度,以防止设置在填土上或邻接填土的路面和构造物或者埋入填土内的构造物发生有害沉降而导致破坏。促进地基固结沉降的方法有:在地基上增加总压办法;减少土中的间隙水压提高有效应力法等。前者用填土荷载时,一般为填土加载法,后者又可分通过井点,竖井等的降低地下水法和在地表面铺砂,覆盖不透水膜使之形成真空,依靠大气压力加载来促进固结的大气压加载法。采用填土加载法时,须注意地基的稳定状态。而降低地下水法和大气压加载法则不必担心地基遭到破坏,但受到地基适应性的限制且工程费用大,一般不采用。上述方法,都很少单独采用。

1.4 砂井排水法 砂井排水法根据砂井的施工方法不同,可分为打入式、振动式、螺旋钻式、水射式及袋装式等。

本法很少单独使用,多与加载法或缓速填土法并用,对层厚大,均质的粘土地质最为有效;对泥炭质地基效果稍差。粘性土层固结所需时间t与垂直方向最大排水距离d的平方成正比。很清楚,粘土层越厚,所需固结时间就越长。

2 施工现场常用处理软土路基方法

在施工中经常碰到的情况多数不是软土地基,因为如果有软土地基一般情况在设计时应该根据地质资料,提出处理方法。多数情况是有局部地段地质情况和原来设计不同,出现局部地基承载力达不到设计要求,或者由于局部地段含水量过大(原有排水系统不畅,原有地基土质渗水性不好)造成地基软弹(翻浆,弹簧土地段)。根据出现的这些情况一般常用的方法主要有:①换填。②抛石填筑。③盲沟。④排水砂垫层。⑤石灰浅坑法。

3 实际施工中软土地基的处理

3.1 挖除换填碎片石方法 对于深度不太大的软基工程,在路堤范围内,将需要处理的软土挖除,动力触探合格后,用碎片石换填,可采用分段挖除,分段分层回填的方法。用于换填的石料强度应不小于15mpa,分层厚度不宜大于30cm,石料最大粒径不应大于层厚的2/3。依据规范,分层回填的碎片石应碾压合格,表面石块嵌挤紧密无松动,用镐刨不动,一般采用激震力320kn以上的压路机强震碾压无轮迹。

软土地基范文6

关键词:淤泥;软土地基;塑料排水板堆载预压法 

        0  工程概况及初步分析

        某地区建筑场地拟建二层框架结构房屋,建筑平面,室外标高为8.4m(±0.000),根据地质资料,现有场地标高为1.64m,需填土6.76m,土层依次如下:第一层为素填土,厚度0.5m;第二层为淤泥,厚度为11.4m,为高压缩性土,压缩模量Es=1.73MPa,固结系数Ch=Cv=1.0x10-3cm2/s;第三层为粉质黏土夹碎石,厚度为4.6m,为中压缩性土,压缩模量Es=4.96MPa;第四层为淤泥质黏土,厚度为2.5m,压缩模量Es=1.85MPa;第五层为粉质黏土,厚度为5.4m,压缩模量Es=4.3MPa;第六层为淤泥质黏土,厚度为3.2m,压缩模量Es=1.85MPa;第七层为粗角砾土,厚度为2.2m,压缩模量Es=10MPa;第八层为粉质黏土,厚度为12.9m,压缩模量Es=4.8MPa。按《建筑地基基础设计规范》,对于高压缩性土地基,框架结构相邻柱基沉降差为0.003L(L为相邻柱距),经过初步估算,柱底内力标准值分别约为600KN和1000KN,柱距6米,容许的沉降差为18mm。

        在施工主体结构基础前期,由于场地需要回填土而且较厚,在回填施工时期,回填土属于外加荷载,此时按荷载考虑计算场地的沉降,总沉降量达到1316.34mm。各层沉降量为:第一层淤泥沉降量为946.9mm,占总沉降量的71.9%;第二层淤泥沉降量为131.6mm,占总沉降量的10.0%;第三层淤泥沉降量为189.4mm,占总沉降量的14.4%;第四层淤泥沉降量为48.4mm,占总沉降量的3.7%。此过程为固结排水沉降过程,随时间的发展场地土趋于稳定。在沉降基本完成时,进行主体结构基础施工,此时场地土体性质发生变化,此时各层土的承载力和压缩模量均会有所增加,假设均比原来土体增加1.1倍。此时按回填土承载力特征值fak=100Kpa,估算C轴交5轴及6轴柱基础A、B大小,分别为2m×3m和4.0m×4.0m,柱基A总沉降量为55.24mm,占回填土沉降量的4.2%,柱基B总沉降量为71.34mm,占回填土沉降量的5.4%,沉降差16.1mm,小于规范容许值18mm。从以上分析可以看出,在未进行任何地基处理的情况下,前期沉降占绝大部分,而后期采用独立扩展基础已能满足承载力且无软弱下卧层和变形要求。因此,地基处理的重点在于加速固结排水过程,减少回填土引起的沉降。 

        1  地基处理措施

        1.1 选择合适的处理措施  目前,软土地基处理的方法有换填法、预压法、强夯法和强夯置换法、砂石桩法、水泥土搅拌法、高压旋喷桩法、桩基法及其他地基处理法。

        换填垫层法是挖除软弱地基土,采用砂石、粉质粘土、灰土、粉煤灰、矿渣等材料进行换填作为垫层的一种地基处理方法,通过换填软弱地基土的变形变成垫层地基的变形,因此能够减少地基的沉降。本工程软弱地基土层埋深0.5m,层厚11.4m,首先需要挖除9725.9m3,回填土需要9725.9m3。可见挖土及回填方量相当大,从经济上考虑该方法不适用于该工程软弱地基处理。

        堆载预压法是解决淤泥软粘土地基沉降和稳定问题有效措施,堆载预压分塑料排水带活砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。通常,当软土层厚度小于4.0m时,可采用天然地基堆载预压法处理,当软土层厚度超过4.0m时,为加速预压过程,应采用塑料排水带、砂井等竖井排水预压法处理地基。本工程淤泥层厚度为11.4m,适合用排水预压法。

   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,而强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软塑~流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程。此两种方法都采用夯击的方法进行地基加固,因此都有一定的加固深度,本工程软弱土层为淤泥层,该土性质不适用夯击方法加固,而且土层深度较深。

        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,本工程软弱土层为欠固结土层,在回填土回填至设计标高时,土层在附加应力作用下进行排水固结,土层压缩,因此不适用。

        水泥搅拌法分为深层搅拌法和粉体喷搅法,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。当地基土的天然含水量小于30%、大于70%或地下水的PH值小于4时不宜采用干法。

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