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軟弱土一般指抗剪強度較低、壓縮性較高、滲透性較小的淤泥、淤泥質土、某些沖填土和雜填土以及其它高壓縮性土層。主要受力層由軟弱土組成的地基稱為軟弱土地基。
軟弱土物理性質:一是含有很多細顆粒及大量有機腐植質;二是顏色深灰色或暗綠色,有臭味;三是一般天然含水量在40%~70%之間,有的大于70%,孔隙比>1.0,天然容量在15~18kN/m3之間。力學性質:強度極低,壓縮性大,透水性差。工程特性:地基承載力低,強度增長緩慢,加荷后易變形且不均勻,變形速率大且穩定時間長,具有滲透性小、觸變性及流變性大的特點。
1 軟弱地基加固處理方法
鑒于軟弱土地基承載力低,壓縮性大,透水性差,不易滿足水工建筑物地基設計要求,故需進行處理,下面介紹軟弱土地基幾種處理方法。
1.1 樁基法
當淤土層較厚,難以大面積進行深處理,可采用打樁辦法進行加固處理。而樁基礎技術多種多樣,早期多采用水泥土攪拌樁、砂石樁、木樁,目前鋼筋混凝土預制樁(鋼筋混凝土樁和預應力管樁)由于具有較強承載力,投資省,質量有保證,施工速度快等特點,得到普遍運用。
軟弱土層較厚地基處理還可以采用灌注樁,打灌注樁至硬土層,作承載臺,灌注樁有沉管灌注樁和沖鉆孔灌注樁,但兩種方法灌注樁還存在一些技術難題,一是沉管灌注樁在深厚軟土中存在樁身完整性問題;二是沖鉆孔灌注樁存在泥漿污染問題,樁身混凝土灌注質量,樁底沉渣清理和持力層判斷不易監控等問題。
1.2 換土墊層法
當淤土層厚度較簿時,也可采用淤土層換填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基礎等辦法進行地基處理,鑒于換砂不利于防滲,且工程造價較高,一般應就地取材,以換填泥土為宜。換土墊層法要回填有較好壓密特性土進行壓實或夯實,形成良好的持力層,從而改變地基承載力特性,提高抗變形和穩定能力,施工時應注意坑邊穩定,保證填料質量,填料應分層夯實。換土墊層法的主要作用是:提高淺基礎下地基的承載力、減少沉降量和加速軟土層的排水固結。實踐證明:換土墊層可以有效地處理某些菏載不大的建筑物地基問題,例如:一般的三四層房屋、路堤、油罐和水閘的地基。
1.3 化學加固法
利用化學溶液或膠結劑,通過壓力灌注或攪拌混合等措施,而將土粒膠結起來的地基處理方法稱為化學加固法。灌漿漿液可以是水泥漿、水泥砂漿、粘土水泥漿、粘土漿及各種化學漿材如聚氨酯類、木質素類、硅酸鹽類等。化學加固法有高壓旋噴法和電硅化法等。
高壓旋噴灌漿處理原理是通過在閘基中高壓旋噴灌漿形成水泥土摩擦樁,提高閘基承載力,達到控制沉降的目的。這種方法用途較廣,作為旋噴樁可以提高地基的承載力,作為連續墻則可防滲止水,此外,還應用于深基礎的開挖,以便防止基坑隆起或減輕支撐的側壁壓力等。高壓旋噴法對加固淤泥軟土地基具有明顯效果,如福建省龍海市某水閘由于淤泥軟基不均勻,沉陷閘基沉降最大達到0.63m,加固時采用單管高壓旋噴灌漿處理,每個閘墩上、下游側和中間各設5個灌漿孔,沿閘墩軸線兩側布孔,灌注水泥漿,成樁直徑0.5m,伸入閘基礎10.5m,采用灌漿壓力為20MPa,經過處理后閘基沉降基本得到控制。
利用硅酸鈉(水玻璃)為主的混合溶液進行化學加固地基的方法稱為硅化加固。該法是在透水性較大的土中,利用一定的壓力將漿液通過一根下端帶孔的管子注入土中,使土中的硅酸鹽達到飽和程度。硅酸鹽在土中分解時形成的凝膠轉變為固態膠結物,把土粒膠結起來。硅化法的優點是加固作用快,工期短,亦可以用于處理已建成工程的隱蔽部分。但是這種方法所用的漿液價格太貴,一般只在特殊的工程中應用。
1.4 排水固結法
排水固結法是解決淤泥軟粘土地基沉降和穩定問題有效措施,由排水系統和加壓系統兩部分組合而成。排水系統是在地基中設置排水體,利用地層本身的透水性由排水體集中排水的結構體系,根據排水體的不同可分為砂井排水和塑料排水帶排水兩種。下面介紹效益較高塑料排水板處理淤泥軟基方法,插入軟基排水板,當填筑基礎及上部建筑物時,荷載作用軟基,地下水由于受擠壓和毛細作用沿塑料排水板上升至砂墊層內,由砂層向兩側排出,從而提高基底承載力,塑料排水板要在砂墊層完成后施工,由測量人員測量出需處理范圍,標出每根排水板具置,插板機對中調平,把排水板在鉆頭安放好,開動打樁機錘打鉆桿,將地面上塑料排水板截斷,并留有一定富余長度,在塑料排水板四周填砂后即完成本根施工。
1.5 碾壓夯實法
一定含水量范圍內的土通過碾壓或夯實之后,可以提高其強度,降低其壓縮性。碾壓夯實法除了應用于整平基坑或對填土層夯實外,還應用于處理雜填土和地基表層的松散土。一般的夯實影響深度很淺,只能應用于整平基槽或對填土分層夯實。如果要求增大處理的影響深度,就必須具有較大的壓實或擊實能量,如采用重錘夯實、機械碾壓和振動壓實等方法。近年來夯實技術的發展突破了原來的壓實機理,出現了強夯法。這一方法已在許多工程中應用,并取得了較好的結果。
2 軟弱地基處理方法的選擇
在地基處理中,我們要遵循的原則是:技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量。可根據以下條件進行選擇:
2.1 地質條件
不同的方法適用于不同的地質條件,可參看有關規范。
2.2 設計施工條件
設計時應考慮工期及用料情況:工期不宜安排得太緊;時間充分,施工時地基穩定性好,遺留問題少。工程用料要求就地取材。施工時應采用科學的管理方法。
2.3 場地環境條件
要考慮施工時對周圍環境的影響。如:新填土會擠壓原有道路、房屋,產生側向位移或附加沉降;用砂樁、砂井時,施工有噪聲,靠近居民點會擾民;采用降低水位法時,要考慮引起周圍地基的下沉和對周圍居民用水的影響故應預先調查或做隔水墻,并考慮施工后注水復原的問題;采用填土堆載時要有大量的土料運進運出工地,會影響交通和環境衛生;打石灰樁、灌注藥物或采用電滲排水時,會污染周圍地下水,應慎重對待。
2.4 結構物條件
要考慮結構物的等級、結構體系、斷面形狀、位置、埋深、使用要求和建筑材料等因素對所選擇加固方法的影響,特別是有地下結構物(地下室、涵洞、地鐵等),或者結構物高低不同、沉降不均時,應當特別注意。
3 結束語
以上介紹了較為常用的軟弱土地基處理的幾種方法和選擇軟弱土地基處理方法的原則。最后,本人認為設計人員不僅要選擇好軟弱土地基的處理方法,而且還要考慮其建筑物結構優化設計,盡量采用較為輕型結構,減輕上部重量,這樣將會減少對軟弱土地基處理的造價。
參考文獻:
[1]林宗元.主編《巖土工程治理手冊》.遼寧科學技術出版社,1993.
[2]華南工學院、南京工學院、浙江大學、湖南大學編《地基及基礎》.中國建筑工業出版社,1981.
關鍵詞: 軟弱地基;處理;方法
一、引言:
基于軟土的流變性顯著、壓縮性高、抗剪強度低、透水性差、天然含水量高等特點,因此在軟土上修筑的市政道路路基就很可能因為剩余沉降過大或不均勻沉降而導致各種失穩和破壞現象。例如路基開裂甚至塌滑、路基突然大量下沉或長期持續地下沉、路基整體坍滑等,嚴重時還會影響到市政道路的結構安全。所以,要保證路基的穩定,首先就是要對軟弱地基進行加固處理,以此來提高路基的承載能力和穩定性。
二、軟弱地基的處理方法分析
1、墊層換填法
墊層換填法是一種軟基的淺層處理方法,包括加筋碎石墊層換填法、換土加筋墊層換填法及換土墊層換填法。此方法適用于沖填土、淤泥質土、淤泥等軟弱地基的淺層處理。一般是采用機械或人工挖除路基下軟土,并換填強度較高的砂、礫、卵石或粘性土等材料。而當換填深度超過1m時,應當每隔0.5m設置一層土工布或土工布格柵,則效果更為理想。在湖州市二環西路建設中采用了此法,通過此方法換填處理的地基,能夠將上部荷載擴散傳遞給下臥層,從而滿足其地基承載力要求,并以此來減少沉降量,同時加速固結強度的提高和軟弱土層的排水,還可以防止凍脹,有效調整地基強度的不均勻程度。
2、材料鋪墊法
材料鋪墊法通常應用于土層不均勻,并可能會出現側向變位、局部不均勻沉降等情況的地基。只要能充分利用所鋪墊材料的拉抗和抗剪力,就可以保證施工機械進行順利地通行,同時還能有效地支承填土荷載,并控制地基側向變化和局部沉降,從而大大地提高地基的承載能力。
3、外加劑法
外加劑法一般應用于粘性的土層。當地面的表層是粘性土時,可以采用在表層的粘性土內增添一定量的外加劑,使軟基的強度特性和壓縮性能得到有效地改善,從而確保施工機械的正常通行,并且此方法還能夠對高填土的穩定性提高提供有效地幫助。目前一般采用水泥、熟石灰、生石灰等作為外加劑的添加材料。
4、土質置換法
土質置換法就是指通過優質土來替換軟弱土,以此來保持填土的穩定,并減少其沉降量。此方法通常采用強制置換和人工挖掘置換的方式進行,其中人工挖掘置換的可靠性更高。其置換材料應當采用粗粒土,這是由于粗粒土能夠保證其地面即使受到水浸也基本不會降低其承載力,當然對于置換的粗粒土首先要進行充分地壓實。
5、靜載法
靜載法就指的是在軟基的上部增加荷載來加快軟基的沉降,以此來增加軟基的強度,并同時避免以后的路基或相關構造物會隨之發生有害的沉降。在湖州市湖東路的建設中采用了此法,其采取提高總壓的方法來加速軟基的固結沉降,以此來有效地降低軟基土內的間隙水壓力,從而增大其有效應力。而如果采用填土來進行靜載法的話,則一定要重視確保軟基處于穩定的狀態之中。
6、拋石擠淤法
在常年積水的泥沼或洼地,通常采用拋石擠淤法。這是由于在洼地或泥沼等地形中,排水施工相當困難,并且其表土往往呈流動的狀態。因此,當其淤泥的厚度較小(根據經驗,應小于3m)時,采用拋擲片石的方法能使片石沉在淤泥層的底部,并逐漸將淤泥擠開。拋擲的片石粒徑應當超過30cm。此方法在施工過程中應當首先從路基的中部開始進行,并且先往前突進之后再漸次往兩側慢慢展開,以此來保證淤泥能夠從兩側被擠出,而當拋擲的片石逐漸露出水面之后,就要通過重型壓路機來進行反復的碾壓,使之達到密實,然后其上部再鋪墊反濾層,最后進行填土碾壓。或者直接把原有的淤泥層首先挖除一部分(1m深左右),然后再開始拋擲片石擠開淤泥的施工。而當鋪墊的反濾層被碾壓密實之后,最后再填土,并且經過長時間的自然碾壓,待其沉降都基本穩定了之后,再開始施工路面。
7、固結排水法
固結排水法通常應用于有機質粘土、飽和粘土的地基處理。此方法的排水系統由豎向排水體和水平排水砂墊層構成,主要起到加速軟基固結過程、縮短地基孔隙水的排水距離、改變地基原有排水邊界條件的作用。而當土的滲透性較好或軟土層較薄且靠近地表時,可以只在地面鋪設砂墊層而并不設置豎向排水體。一般水平砂墊層厚度為50cm,采用粗砂或中砂。水平砂墊層寬出路基兩邊各1m,并保證其排水暢通。豎向排水常選用塑料排水板或袋裝砂井。水平砂墊層與豎向排水應連通,施工前應當先鋪30cm厚砂墊層,并設3%~4%橫坡,然后再施工豎向排水體。采用此方法處理軟土路基,通常地基固結較好,不僅有排水固結的作用,還能起到擠密地基作用,且其施工設備也相對簡單。其中塑料排水板又比袋裝砂井造價更低、對土擾動更小、效率更高、機械更輕等優點。但是采用此方法將使填土速率受限,且高等級道路還要采用臨時路面來過渡,待沉降穩定后才能做永久路面。
8、粒料攪拌樁法
粒料攪拌樁法就是為了要提高地基的承載力,而在其需要處理的范圍內通過砂礫、碎石等等松散的粒料來作為樁料,并采用專用的機械將其施工成為攪拌樁,從而對軟基起到一定的加固和置換的作用。粒料攪拌樁法可適用于松散砂土、粉土、粘土、素填土、雜填土等土層。其樁一般布置呈正三角形。如湖州市三環北路的路基施工中采用此方法。
9、高壓噴射注漿法
高壓噴射注漿法是一種在注漿法的基礎上并通過采用高壓噴射技術而形成的地基加固新方法。它主要是先通過鉆機鉆孔,并將帶有特殊噴頭的噴射管插至設計處理深度后,再用高壓脈沖泵通過高壓(20~40MPa)將漿液射出以沖擊切割土體,當速度比較快、能量又較大的脈狀噴射流的動壓遠超過土體結構自身的強度時,土粒便隨之剝落,而此時一部分細小的土粒就被漿液所置換,并隨著漿液被帶到了土面上,至于其余的土粒則與漿液混合,并按照一定規律和比例重新排列,待其凝固之后,便在土體中形成固結體,從而達到地基加固的目的。高壓旋噴注漿法適于處理淤泥質粘土、淤泥地基。當土體含有較多的堅硬粘性土、大粒徑塊石等物質時,則應根據現場試驗結果來確定其使用程度。
關鍵詞 : 軟弱土地基,換填 , 灰土
Abstract: in the construction engineering construction, often need to weak soil foundation for processing. This paper analyzes the causes of the formation of soil foundation is weak, and in the light of anhui so-and-so project weak soil foundation of the actual situation, proposed the corresponding processing methods, and to reduce soil foundation construction of the weak, the effect of improving the quality of the construction.
Keywords: weak soil foundation, change fill, ashes
中圖分類號:TU4文獻標識碼:A 文章編號:
1、引言
隨著建筑工程項目的不斷增多,軟弱土地基的處理變得越來越重要,軟弱土地基處理的好壞,不僅關系到工程建設的速度和質量,而且關系到公司的直接利益,因此提高軟弱土地基處理方法具有重要的價值和意義。
2、軟弱土地基形成的原因
軟弱土地基是由淤泥、淤泥質土、雜填土、沖填土或者其它高壓縮性土層形成的地基,這些地基基本上很少受到地質變動或者地形的影響,也沒有受到過地震、荷載等物理作用的影響,更沒有受到土粒間化學作用的影響。軟弱土地基是一種不良的地基,其穩定性非常的差、強度較低、壓縮性較高、容易出現液化,沉降量也很大。因此在工程的建設過程中,要充分考慮地基的變形和穩定性等問題。在軟弱地基上建設的工程,由于其地基強度不夠和變形,往往不能滿足工程質量要求,所以要采用一定的措施,對軟弱土地基進行處理,從而提高地基的穩定性,減少地基沉降。
3、安徽某某項目永久道路地基處理方法
根據《安徽某某項目巖土工程勘察報告》證實,廠區內第1層為新近堆積的雜填土,時間不超過一年,主要成分是粘性土夾雜有少量草根、建筑垃圾等,其結構松散、孔隙大土質不均勻,全區分布,層厚最大達6.9米之厚(其中80%以上的鉆孔資料顯示,該層厚度有1米以上),回填土較厚,極松散,未經處理不宜作為地坪地基使用,以防不均勻沉降。
開工后按業主要求開始對未經加固的新近堆積回填土路基采用挖掘機碾壓后再用壓路機進行碾壓,結果壓路機陷入其中,同時在施工臨時用房時,商品混凝土運輸車也陷入其中無法作業施工。上述二者都是在挖機、推土機的幫助下才脫離險境。
就近走訪四周的其它工地,即使沒有第1層回填土的場地道路也對第2層土的表層浮土也做了路基加固處理,不僅如此,而且對廠房內的地坪也采用灰土處理或石灰、粉煤灰粗骨料混合處理,才能使地坪穩固。
軟弱土地基的處理辦法主要包括:換填墊層法、預壓法、擠密法、深層攪拌法、高壓噴射注漿法、灌漿法、強夯法、加筋法等。考慮只是道路地基局部而非大面積建筑基礎處理,同時綜合考慮造價、工期的影響,決定采用換填墊層法。換填墊層法是用物理力學性質較好的巖土材料置換天然地基中的部分或全部軟土層,并分層夯實成低壓縮性的地基持力層,地基持力層有利于提高地基的承載力,也有利于減少地基的沉降量。由于廠區內永久道路的結構未進行具體剖面設計,永久道路設計僅按200mm厚塘渣墊層,200mmC30混凝土面層來考慮,這完全不符合現場實際情況。基于雜填土下面為粉質粘土層,為上部持力層的軟弱下臥層的特殊情況,工地先后做了兩套地基處理方案并現場做了實驗:
第一套方案挖土換填塘渣
實驗選取雜填土層厚約1.2m處地段,長度為60m,路寬6m,挖機挖去雜填土層,換填塘渣。當天開挖多少就回填多少,以避免路槽積水(為防止下雨時間段施工運輸車輛晝夜運輸建筑材料時引起毛石路基因浸水翻漿,路基至少一側應設置寬0.6米,深1.0米的排水溝,及時將毛石路基內的積水或孔隙水排出,必要時也可采用集水井用泥漿泵將路基內的積水排出 ,積水排放處為雙江水庫)。按照道路壓實質量驗收標準,每鋪300mm為一層,然后由壓路機反復壓實,然后重復這個步驟直至填至設計標高處,待路基穩定后,由載重為50噸的運輸車反復碾壓,整個路面都出現100mm的沉降,局部的多處出現200mm以上的沉降,而且由于地下水的浸泡整個路基松軟。因此這套方案達不到預期的改良效果,究其原因有二,其一第②層粉質粘土持力層的承載力不夠,導致整個路基的沉降量過大,其二塘渣壓實后的剛度太小,加上地下水的浸泡,導致整個路基松軟。
第二套方案挖土換填灰土
鑒于塘渣壓實后剛度小、整體性差、受地下水影響大的原因,采取挖掉雜填土層換填三七灰土。
實驗同樣選取雜填土層約1.2m處地段,長度為60m,路寬6m,三七灰土現場配置(體積比生石灰:粘土3:7),生石灰和黏土充分攪拌均勻。灰土施工時,應適當控制含水量,檢驗方法是用手將灰土緊握成團,兩指輕捏即碎為宜,如土料水分過大或不足時,應晾干或澆水濕潤,以達到基層碾壓時最優含水量、最佳密實度。為了確定三七灰土的最佳厚度,實驗采取了前30m填500mm,中間15m填800mm,最后15m填1000mm厚的灰土,實驗剖面圖如下:
灰土換填剖面圖
實驗按照道路壓實質量驗收標準,每鋪300mm為一層,然后由壓路機反復壓實,然后重復這個步驟直至填至設計標高處,待路基穩定后,按時澆水養護至灰土固結,由載重為50噸的運輸車反復碾壓,最終的實驗結果為前30m的沉降量達到100mm;中間15m的沉降量為30mm~40mm左右;最后15m的沉降量在5mm以內。
實驗結果表明換填1000mm厚的三七灰土時,固結后的灰土能夠有效的分散由路面傳遞下來的荷載,達到預期改良地基的目的。分析實驗結果:(1)三七灰土固結后有較大的剛性,不容易發生較大的變形;(2)底層灰土中的生石灰能有效的吸收一部分地下水,能夠減少地下水對地基的浸泡的影響。此外,根據地質勘察資料顯示,場地局部雜填土層較厚的路段,施工后應及時的觀測該路段的沉降情況,出現異常情況及時處理。
4、改善軟土地基的意義和目的
建設施工過程中,一定要重視軟弱土地基對工程的影響,結合擬建區域內地基土的組成及力學性質等實際情況,采用相應合理的地基處理方法,保證工程建設的質量,保證公司的經濟效益和社會效益。
參考文獻
1. 《建筑工程施工手冊》 中國建筑工業出版社 編著2003年9月
關鍵字:軟弱地基;換填墊層法;地基設計;施工工藝
Abstract: the foundation is building or building load ultimate bearing mechanism, the bearing capacity of foundation and foundation, the size of the main structure design and construction are closely related. If the foundation bearing capacity is insufficient, it can be determined as the weak foundation, in view of the soft soil foundation due to its low strength, compressibility, permeability of small features such as will cause the building overall quality, a series of issues such as safety, so the soft ground usually via artificial treatment after construction of the foundations, Moto Fumiaki went from foundation treatment concept, foundation treatment method, suitable scope and construction points are discussed in this paper.
Keywords: soft foundation; replacement cushion method; foundation design; construction technology
中圖分類號: TU47 文獻標識碼: A 文章編號:
一、軟弱地基概念、特征
1、軟弱土的概念
軟弱土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙大、壓縮性高、抗剪強度低的細粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、固結系數小、固結時間長、擾動性大、透水性差等特點。軟土層狀分布復雜,各層之間物理力學性質相差較大。軟弱土包括淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土及飽和松散粉細砂與粉土。這類土的工程特性差,如何去保證在軟弱地區修建的建筑物穩定性和正常使用一直以來都是一個重大的技術課題。
2、軟土地基的特征
軟土地基指壓縮層,主要由淤泥、淤泥質土或其他高壓縮性土構成的地基。地基處理是指對天然地基進行加固改良,形成人工地基,以滿足建筑物或構筑物對地基的要求,保證其安全正常使用。建造物的地基問題包括以下三類:①地基承載力及穩定性問題;②沉降、水平位移及不均勻沉降問題;③滲流問題。當天然地基存在上述三類問題之一或其中幾個問題時,需要采取各種地基處理措施
二、地基的處理方法
地基處理方法的原則是:堅持技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量。對具體工程來講,在選擇地基處理方法時,應綜合考慮場地工程地質和水文地質條件、建筑物對地基要求、建筑結構類型和基礎型式、周圍環境條件、材料供應情況、施工條件等因素,經過技術經濟指標比較分析后擇優采用。必須指出,地基處理方法很多,每種處理方法都有一定的適用范圍、局限性和優缺點。
常用的地基處理方法有:換填墊層法、強夯法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法、預壓法、加筋法、真空預壓(塑料排水板法)、加固法等土工合成材料法等這里我具體對前面五種方法進行的論述。
1、換填墊層法
適用范圍:淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。其主要作用是提高地基承載力,減少沉降量,加速軟弱土層的排水固結,防止凍脹和消除膨脹土的脹縮。
特征:換填墊層法就地取材、工藝簡單、不需要特殊的機械設備、一定程度上可以縮短工期。
施工工藝:墊層的施工方法、分層鋪填厚度、每層壓實遍數等宜通過試驗確定。除接觸下臥軟土層的墊層底部應根據施工機械設備及下臥層土質條件確定厚度外,一般情況下,墊層的分層鋪填厚度可取200~300mm。為保證分層壓實質量,應控制機械碾壓速度,并注意基坑排水,除采用水撼法施工砂墊層外,不得在浸水條件下施工,必要時應采用降低地下水位的措施。
2、強夯法
適用范圍:強夯法設備簡單,適用于填土、失陷黃土、飽和軟粘土地基層中夾有多層粉砂,或用于采用在夯實中回填塊石、碎礫石、卵石等粒料的地基上,這類方法只能用于含水量不太的地基處理,通過減少土體中空氣所占空隙率,增大地基土的密實提高地基的承載能力。
特征:強夯法具有地基加固效果顯著、設備簡單、施工方便、使用范圍廣、經濟易行和節省材料等優點。
施工工藝:強夯處理前,取不同深度處原狀土的天然密度、天然含水量、地基承載力、濕陷性系數,并做土的液塑限試驗。對不同夯擊能及夯擊次數處理后的地基分別取土樣,完成固結試驗和密實度試驗,同時完成不同深度處地基承載力試驗。根據試驗數據制定最佳施工控制指標。施工中預先估計強夯后可能產生的平均地面起伏,并以此確定地面高程,然后用推土機平整,遇到地表為細粒土、地下水位較高的情況,有時需在表層鋪設砂、砂礫或石,使地表形成硬層,可以用以支撐起重設備,確保機械通行、施工。又可加大地下水和表層面的距離,提高夯擊效率。
3、水泥土深層攪拌法
基本原理:利用深層攪拌將水泥和地基土原位攪拌,形成具有整體性、水穩性,以及較高強度的圓柱狀、格柵狀、或連續水泥土增強體,從而提高地基承載力、增大變形模量、減小沉降。用水泥土攪拌樁處理地基要注意水灰比的確定,明確噴漿座底的要求。噴漿分段位置要設在樁長偏下的地方。為檢驗設計和施工要進行水泥土攪拌樁的單樁靜載試驗和復合地基靜載試驗。該方法的優點是可以最大限度地利用原土,攪拌時無側向擠土,無震動,無噪聲,無污染。缺點是施工工藝要求嚴格。
加固軟土地基宜采用“二噴漿、三攪拌”的施工工序,即:機械就位一攪拌下沉一噴漿攪拌提升一重復攪拌下沉一重復噴漿攪拌提升一再重復攪拌下沉一再重復攪拌提升到孔口。
適用范圍:淤泥、淤泥質土和含水量較高,地基承載力低于120 kPa的粘性土、粉土等軟土地基。
特征:在地基深處就地將軟土和固化劑強制拌和,經一系列物理、化學反應后硬結,凝結成較高強度的水泥加固體,與天然地基形成復合地基,提高土的穩定性和強度指標。同時施工工期較短,效果顯著。
4、高壓噴射注漿法
適用范圍:處理淤泥、淤泥質土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。當地基中含有較多的大粒徑塊石、大量植物根莖或較高的有機質時,應根據現場試驗結果確定其適用性。對地下水流速度過大、噴射漿液無法在注漿套管周圍凝固等情況不宜采用。高壓旋噴樁的處理深度較大,除地基加固外,也可作為深基坑或大壩的止水帷幕,目前最大處理深度已超過30m。
5、預壓法適
適用范圍:處理淤泥、淤泥質土、沖填土等飽和粘性土地基。按預壓方法分為堆載預壓法及真空預壓法。堆載預壓分塑料排水帶或砂井地基堆載預壓和天然地基堆載預壓。當軟土層厚度小于4m時,可采用天然地基堆載預壓法處理,當軟土層厚度超過4m時,應采用塑料排水帶、砂井等豎向排水預壓法處理。對真空預壓工程,必須在地基內設置排水豎井。預壓法主要用來解決地基的沉降及穩定問題。
在確定地基處理方案時,宜選取不同的多種方法進行比選。對復合地基而言,方案選擇是針對不同土性、設計要求的承載力提高幅質、選取適宜的成樁工藝和增強體材料。
三、軟土地基設計關健
軟弱地基設計時要在保證承載力、降低其壓縮性、確保基礎穩定、減少基礎的不均勻沉降的前提下, 同時考慮上部結構,基礎和地基的共同作用,必要時應采取有效措施,加強上部結構的剛度和強度,以增加建筑物對地基不均勻變形的適應能力。根據地基處理的目的(如解決穩定性或變形問題)、使用要求(如工后沉降及差異沉降)、結構類型、荷載大小等,并結合地形地貌地層結構、土質條件、地下水特征、周圍環境和相鄰建筑物等因素,選擇最佳處理方案。
對已選定的地基處理方法,宜按建筑物地基基礎設計等級,選擇代表性場地進行相應的現場試驗,并進行必要的測試,以檢驗設計參數和加固效果,同時為施工質量檢驗提供相關依據。
經處理后的地基,當按地基承載力確定基礎底面積及埋深而需要對地基承載力特征值進行修正;在受力范圍內仍存在軟弱下臥層時,應驗算軟弱下臥層的地基承載力。對受較大水平荷載或建造在斜坡上的建筑物或構筑物,以及鋼油罐、堆料場等,地基處理后應進行地基穩定性計算。地基處理后,建筑物的地基變形應滿足現行有關規范的要求,并在施工期間進行沉降觀測,必要時尚應在使用期間繼續觀測,用以評價地基加固效果和作為使用維護依據。復合地基設計應滿足建筑物承載力和變形要求,復合地基承載力特征值應通過現場復合地基載荷試驗確定,或采用增強體的載荷試驗結果和其周邊土的承載力特征值結合經驗確定。
四、結束語
綜上所述,我們可以知道軟弱地基的相關概念、工程特征以及相應的一些處理方法。也從中了解了不種方法的適用范圍及優缺點,軟土地基處理的目的是增加地基穩定性,減少施工后的不均勻沉陷,所以設計及施工的技術人員必須意識到軟土地基的危害性,根據本工程的特地環境及項目特征合理選用安全,適用,經濟的方法及施工技術措施。
參考文獻
[1] 吳邦穎 張師德 陳緒祿著. 軟土地基處理. 中國鐵道出版社 1995
[2] 楊仲元編. 軟土地基處理技術. 中國電力出版社.2009
【關鍵詞】軟土;質量;路基;施工工藝
中圖分類號: TU74 文獻標識碼: A
一、前言
近年來,我國大量推進基礎設施建設的工程項目,而與此同時,我國的道路負載量也越來越大,因此,軟弱地基的處理也就變得尤其的重要,從而,軟弱地基的研究也被提升到一個新的重視點。在較高等級的公路建設中,軟弱地基問題的處理成為公路質量的重要的部分。通過借鑒已有資料以及結合施工現場,選擇出一種最宜方案,使經過處理的路基滿足道路建設的個方面需求。
二、軟弱地基
1、概念
軟弱地基所指的是不能滿足建筑或施工要求的天然地基。在學術界中,人們對于軟弱地基的定義是指:天然含水率過大,承載力低,在荷載作用下易產生滑動或者固結沉降的地基。軟弱地基主要由軟粘土、人工填土、部分砂土和粉土、濕陷性土、有機質土和泥炭土、膨脹土、鹽漬土、垃圾土、多年凍土、巖溶、雜填土或者其他高壓縮性土層構成。力學性能差,高壓縮性,高靈敏度,性質差,強度低是軟土的特點。
2、軟弱地基的分類
軟弱地基通常分為兩種,一種是軟土,包括軟粘性土、淤泥質土、淤泥;另一種是泥沼,包括泥炭質土、泥炭。從它的成因出發,又可分為海洋沿岸沉積和內陸湖盆地沉積兩大類。
軟弱地基分布情況
在我國,軟弱地基的分布情況有四點,第一,沿海地區的濱海沉積;第二,洞庭湖、太湖、鄱陽湖等內湖地帶的湖泊沉積;第三,在長江中下游、珠江下游及河口,淮河平原、松遼平原等分布的河灘沉積軟土;第四,西南山區、丘陵地區的谷底沉積軟土。
軟弱地基的危害
(一)、強度和穩定性。地基強度不足,導致無法載重,導致差的穩定性。
(二)、沉降問題。荷重作用使得地基變形,影響正常結構的使用。
(三)、液化問題。在動荷載作用下,路基受震動荷載,孔隙水壓力上升,強度下降,產生翻漿冒泥,地面下陷。
(四)、滲透問題。流砂和管涌等(水利,基坑,人工挖孔樁等)。
三、軟弱地基的常見幾種處理方法
1、塑料排水板法
這種方法的基理屬于豎向排水法,在地基中打入排水板當作豎向的排水通道,縮短了水分排出的路徑,從而加速了地基穩固的速度。這種方法有以下三個有點:
(一)、質量輕、強度高,韌性好。
(二)、超強排水功能,節約建筑空間。
(三)、耐腐蝕、抗老化、防根刺防排水保護板性能穩定、耐候性能強。
2、堆載預壓法
堆載預壓法是通過給軟弱地基施加一定的荷重,將路基軟土中的多余水分壓出,從而使路基保有更好的強度以及更好的穩定性。
它的基理是:在軟基上修筑路堤,通過填土堆載預壓,使地基土壓密、沉降、固結,從而提高地基強度,減少路堤建成后的沉降量。
3、真空預壓法
真空預壓是將密封膜覆蓋在地面上,將膜下抽成真空狀態,使得膜內外形成氣壓差,讓粘土層產生固結壓力。將膜下抽真空時,先在地表砂墊層豎向排水通道使其逐步形成負壓,使土體內部與排水通道、墊層之間形成壓差。在壓差作用下,路基中的孔隙水不斷由排水通道排出,從而使土體固結。
該法主要用于橋頭路堤,在工期緊迫,為了爭取時間時不失為一種應急對策。因為它可使軟土路堤迅速沉降,且提高地基承載力,效果較佳,但由于造價較高,且在北方冰凍季節使用受限,所以仍有一定的局限性。
4、粉噴樁方法
(一)定位:按設計圖紙(樁位平面布置圖),現場用鋼尺定出粉噴樁樁位,并用竹簽插入土層作標記,誤差不大于5cm,機具移至樁位處并使鉆頭正對竹簽,復核機架的垂直度使鉆桿傾斜度不大于1%,鉆尖對準樁位。。
(二)啟動空壓機送氣,鉆機正轉并垂直鉆進。當控制雙螺旋攪拌頭到達設計樁底標高后停止鉆進,鉆頭原地旋轉,嚴禁停鉆。鉆機反向轉動,啟動送灰機送灰,待水泥送至噴灰口(一般約一分鐘)后再提升鉆頭,根據電子稱重裝置顯示的噴灰量調節調速電機,這樣邊噴粉,邊攪拌,邊提升,使軟土和固化材料充分混合。
(三)當鉆頭提升至設計標高上0.5米時停止送灰,鉆頭正向旋轉,進行復攪并復噴,復攪深度及復噴深度應按圖紙設計要求。當鉆頭提升到距地面30~50cm時,發送器停止向孔內噴射粉料,成樁結束。這時由于裝置的回路是封閉的,粉體不會向空中噴射和飛散。在向土體噴射過程中的最后階段,在攪拌鉆頭距地面30cm處停止噴粉,粉粒不會溢出地面。
(四) 復攪結束后,關閉空壓機,消散所有管道壓力,鉆機主電機停機。
(五)鉆機移位,重復上述過程進行下一個樁位施工
四、軟基路面路基失穩處置技術的施工研究
1、橋臺軟基
從實際經驗中可知,在公路工程中效果最明顯的就是水泥粉噴樁復合地基加固軟土,雖然這種方法的工程造價很高,但是施工時間卻很短;為了使地基控股軟如具有很好的效果,我們可以采用的方法是超載預壓,這種方法的施工時間教唱,剩下沉降率高。除此之外,膠粉噴樁法長,塑料排水板加固工期較短,爆破發和強夯法等。在實際施工中,要勘察當地的實際情況,根據各種方法的適應性和基理,找到最適合的方法,才能加以采用。為了保證施工效果,應該盡量對軟弱地基路段的施工,更重要的是橋臺路段的施工工期,預壓時間越長越好,以避免日后路基下沉。
2、路橋過渡階段
當橋臺結構完工時,要金陵調整好一般填土和過渡階段路堤的施工狀況,對路基沉降大的工點,除了采用必要的地基整治外,還要對施工進行安排,直到預壓符合要求為止。
在公路工程建筑中的一個突出和重要的問題是不均勻沉降問題。如果對工程地質條件已經有了十分充分的了解,設計出恰當的結構,強化過渡階段的施工,就可以大大減少不均勻情況的出現,從而提高道路交通的安全性和保障性,以達到道路舒暢的目的。
五、工程設計施工中軟基處理方法
在工程設計的實際施工中,選擇正確、適宜的方案方法尤其重要,合適的施工方案將會保證道路的穩定性、安全性,提高道路的可利用率,提升施工工程的質量,不僅僅如此,好的方案還能節約工程造價,對工程經費上也有很重要的作用。因此,對于選擇軟弱地基的處理方法有三個原則:
1、軟弱地基處理過后,必須保證工程實施后的穩定性、工程質量和荷載量。
2、以提倡節能節約的造價標準為前提,適度節約工程造價,避免不必要的鋪張浪費。
3、設計者在設計工程時時方案時,必須結合當地的實際情況來設計實施。例如:原料供應,公路荷載,道路壽命等等。
在公路工程的實施中,由于考慮到其特殊性方面,通常我們并不會只用一個方法來進行施工,而是采用組合法。常見的組合法有:塑料排水板+堆載預壓+土工織物加筋、預應力管樁+土工織物加筋、砂井(或袋裝砂井)+預壓+土工織物、砂石碎石樁+管樁+土工織物加筋、換填法+強夯法等。根據實際經驗來說,組合法與單一方法相比,組合法較優,因此在很多施工情況中都采用了組合法。組合法所具有的有點就是結構簡單,不僅能保證豎向穩定性,也能保證橫向穩定性。這種組合法的設計者設計的畜種就是為了確保工程實施的萬無一失,而在我國大頻率使用組合法的情況下就能體現出它的優勢以及明顯的效果。
六、路基失穩處置技術下的質量保證措施
1、建立完備的體系結構
擁有一個完備的體系結構能夠使完成事情的效率事半功倍,應該配備經過專業培訓的質量檢測人員,專職的質檢工程師,令其負責日常施工中的質量監督以及管理工作。
2、中心實驗室承擔項目
項目團隊成立工地實驗組,即中心實驗室,配備專職實驗人員,持證上崗,配合質檢工程師的工作,嚴格檢測實驗工作。嚴格檢查施工中的各個進程,檢測好來源、施工,對不合格的材料或不規范的部門予以嚴重處理,以起到示范作用。
3、嚴控原則
加強管理工程中的每一道工序,嚴格工程質量控制、監督以及檢查。使各項程序都按照規范標準來執行,在施工整個過程中做到質量事前控制,加強事中控制,做好事后控制。
環境保護
在工程實施期間,要嚴格國家環境保護的法律法規,防止施工中的油污、廢水、廢料等排入農田以及河流。施工時注意給底面灑水,降低粉塵污染,并注重施工時的植物保護。
七、結束語
我國的道路建設在持續進行,軟弱地基是我國在建設過程中所面臨的困難問題之一。由于在建設道路時未注重軟弱地基的處理,已造成了多起交通事故,導致了嚴重的經濟損失,由此看來,軟弱地基的處理依然是一個較為棘手的問題,應該引起更廣泛的重視。今后應該深入研究軟土的特性,繼續開展軟弱地基的研究,提高軟弱地基的處理水平,保證道路的高水平、高質量,加強新技術的研究。
參考文獻
[1]吳敏之 軟弱地基處理方法[M] 人民交通出版社 2010年