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软土地基论文赏析八篇

时间:2023-03-17 18:02:47

软土地基论文

软土地基论文第1篇

公路分布范围广泛,为带状结构体、承受着动静两种荷载作用,其使用性能以及安全性能与社会生产生活密切关联,对地基有较高的要求。公路由于线性等技术要求,不可避免地要经过软土地质地区,对软基处理不当,路基容易产生剪切变形,引起沉降过大,导致路堤失稳,路面开裂;桥台与路基沉降不同步,产生错台引起桥头跳车;路的中心沉降过大,引发涵管弯曲、路基路面横坡变小等问题。因此,从高标准、高质量的使用要求出发,合理、可行地处理好软土地基,已成为公路建设必不可少的一个环节。

2软土地基处治方法

软土地基的处理方法较多,从不同角度出发,可以有不同的归纳和分类,本文从加固机理、施工工艺、所用材料方面将目前公路工程中常采用的一些软土地基处理方法分类如下。

2.1置换法

该法也称做换填法,首先挖除基础下部一定范围内的软弱土层,然后分层换填强度和模量相对较高的灰土、碎石、砂等材料,并充分压实至设计要求的密度,最终形成一个较好的持力结构层,从而达到提高承载力和减少路基变形的目的。换填法处理处理深度通常控制在3m以内,但也不应小于0.5m,因为垫层太薄,则换土垫层的作用也不显著。

2.2排水固结法

排水固结法又称预压法,是对原始地基,或者在地基中设置有袋装砂井或塑料排水带等排水体,后利用建筑物本身重量或其他竖向荷载作用加压,排出土体孔隙水,逐渐固结,地基发生沉降,强度逐步提高的方法。对于排水固结法,土体的密度与预压荷载的大小以及时间紧密相关。若不考虑预压周期,土体密度只决定于预压荷载的大小。

2.2.1真空预压法

该方法是以大气压力做为预压荷载,在拟处理场地表面铺设厚度均匀的砂垫层,上覆一层不透气的密封薄膜,通过真空抽气装置,在密封膜内产生一定真空度,在内外压力差作用下,土体产生负的空隙水压力,从而达到土体固结。

2.2.2堆载预压方法

堆载预压是使用砂石、素土或者其它重物为荷载,对地基加载,排出土体孔隙水,达到土体固结的目的。加固后的地基承载力取决于上部堆积荷载的大小。真空预压与堆载预压的加固原理不同,前者通常将荷载一次加到最大值,而土体却不产生增量剪应力,故不需考虑地基产生剪切破坏。后者必须考虑加载时增量剪应力对土体的影响,控制加载速率,采用分级加载。

2.2.3深层密实法

深层密实是指采用爆破、夯击、挤压和振动等方法,对松软地基土进行振密和挤密。(1)强夯法。强夯法顾名可理解为动力压实法或者动力固结法,通常以几十吨的重锤,从6—40m落距的高处自由落下,将土体夯击密实。该法适用于处理砂土、低饱和度粉土、碎石土、杂填土、湿陷性黄土等土质地基,能够改善砂土抗振动液化的能力、提高地基的强度、降低土体压缩性、消除土的湿陷性。(2)复合地基法。复合地基法是在天然地基中设置一定数量的桩体(增强结构体),桩和土体共同承担荷载,并使地基具有置换法和密实法后形成的效应。通常复合地基的面积置换率一般为3%—25%,其中碎石桩的面积置换率可以达到40%。公路工程中常采用的状体有碎石桩、石灰桩、土桩、水泥搅拌桩、其他刚性桩(PHC管桩、CFG桩、PCC管桩、素混凝土桩等)等。高速公路工程中,深度20m以内的软土处理,水泥土搅拌桩复合地基得到了大量应用;深度超过20m的深厚软土地基处理多采用刚性桩进行处理。

2.2.4加筋法

加筋法常见主要有两种:一是土工织物法,二是加筋土法。其中土工织物法已经成功应用于我国的公路工程中,并已广泛用于软基处理、边坡稳定、结构支护、道路翻浆防治、路基路面综合排水及沥青路面裂缝处理等诸多方面,成功地解决了大量的工程实际问题。

2.2.5胶结法

胶结法是将水泥、水泥砂浆、石灰或其他具有充填性、胶结性特点的材料,渗入或者注入到各种介质之间的裂缝和孔隙之中,形成加固体,提高地基的强度与抗渗性。胶结法主要包括注浆法、高压喷射注浆法、水泥土搅拌法。

2.2.6其他方法

软土地基处理还可使用抛石挤淤法、反压护道法、冻结法、烧结法等方法。

3公路软土地基处理方法选用

不同软土地基处理方法均有各自的适用范围与条件,公路工程中,应根据公路等级、技术要求、建设周期、经济分析综合考虑来选择合理的处理方案。根据工程经验,总结了如下不同软基处理方法的适用范围。

4结语

软土地基论文第2篇

1.1水泥搅拌桩施工前的准备工作

(1)彻底清理施工现场。为保证水泥搅拌桩在钻孔时符合相关要求,应确保施工地面平整,且应对地面上的垃圾、废弃物、杂物等进行彻底清除,若地面为坑洼,则需适当展开填压处理,确保水泥搅拌桩可向地基中顺利置入。(2)应准备好适当的喷射材料。在水泥搅拌桩施工过程中,所选材料可在很大程度上对其施工质量造成影响,而水泥作为其中重要的原料,其选择应与软土地基相应需求相符合,且水泥在凝固之后的加固效果应符合标准要求。一般情况下,水泥搅拌桩施工中最佳的水泥为较高等级的硅酸盐水泥。(3)需选择适当的施工设备。在水泥搅拌桩施工过程中,钻机为其核心的施工设备,故在施工之前应确保钻机以及其他的设备顺利运送到现场,且应精密调试设备并展开测试,保证设备可在施工过程中顺利应用。对于其他所有进场设备也应进行严格检查,保证其性能完好。

1.2水泥搅拌桩施工工艺分析

(1)在水泥搅拌桩施工中,放线为首要操作,其目的是对定桩位置进行确定。在放线过程中,勘测人员应以施工设计图为依据根据水泥搅拌桩具置展开放线定位,在定位过程中应对施工图纸相应要求严格遵行,尽量将误差控制在最小范围中。(2)钻机设备是展开定位操作的必要设备,应在搅拌桩口正上方放置钻机,根据放线定位结果确保桩位、钻头中心处于同一条直线并保证钻孔垂直度。另外还应调整层向轨至垂直于搅拌轴处,保证钻机主轴倾斜度低于1%。(3)适当调整钻机部位,确保其处理最佳位置,然后可开启钻机,确保钻机所处深度的合理性,同时应保证钻机钻入时喷浆泵同时被开启,以确保水泥自喷浆泵进入搅拌的泥土中,从而充分对水泥及土体进行混合搅拌。另外,钻机钻进过程中应安排专门人员对相关读数进行记录,以确保钻机钻至预期的深度及位置。(4)水泥喷射至桩底后应立即进行搅拌,同时搅拌后应加强对复捣的重视,且复捣应从桩底部开始直到顶部,待复捣至顶部后可终止桩体喷射。从而确保地基中所含的水泥量充足,促使软土地基的承载力及抗压性增大。

1.3水泥搅拌桩施工期间的注意事项

水泥搅拌桩施工期间应加强对施工过程监控的重视,且应认真对的施工过程中所得数据进行认真、清晰的记录;另外,相关人员还应加强对施工现场环境熟悉的重视,并且应认真评估环境可能会对施工质量造成的影响。另外,还应安排专门人员负责水泥用量,并且应严密观察施工过程,及时发现并处理施工过程中存在的问题。同时复捣时应确保复捣次数充足,并且复捣力度应达到要求,从而保证桩体足够稳固。水泥喷浆时相关人员应加强对喷浆实践及停浆时间控制的重视,严禁中途随意停止中断;且应禁止在喷浆未完成前进行钻杆提升作业。除此之外,若施工期间出现喷浆水泥量不足现象则需安排监理工程师对整桩复捣工作进行负责,保证其顺利完成。

1.4水泥搅拌桩的质量检测

(1)施工结束3d后可对水泥搅拌桩进行轻便触探实验,以及时明确水泥搅拌桩桩体内水泥浆的分布情况,探触深度通常应控制在4米左右,且触探桩数应不低于3根。(2)施工结束后第28d则可对搅拌桩的承载力进行检验,检验方式可采用检验单桩承载力及复合地基承载力的方式进行,以及早明确桩基承载力情况,确保其达到质量要求;另外,通过对水泥搅拌桩承载力的检验还测试软土地基整体的承载情况。(3)若在进行上述两种检验后仍难以明确判定桩身质量,则可采用抽芯机对桩身的芯样进行抽取,并对抽取的芯样进行研究,检测桩身强度及完整性。需注意的是该检验需安排专业检验机构进行,且抽取的芯样数量应大于3根。

2搅拌桩位不准问题及相关解决策略

水利工程中深层搅拌桩施工是一项较为隐蔽的工程,且对施工质量的要求较高,因而,这就要求桩体施工实施前相关技术人员必须要加强对施工放样操作的重视,工程实施前需做好各项准备工作,尤其应加强对桩体校准的重视,同时在施工人员完成桩体放样工作后,监理工程师还需认真校核桩位,同时还应认真检测桩位轴线,尽可能确保施工质量,以防由于桩位施工质量不佳而造成返工。另外,水利工程软基处理深层搅拌桩技术实施过程中相关人员还应加强对轴线安放检测的重视,以确保该工序满足工程的质量要求,为保证整个水利工程软基处理质量提供保障。

3结语

软土地基论文第3篇

关键词 高速公路;软土地基;沉降计算;地基处理

中图分类号U416 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)25-0143-02

0 引言

我国幅员辽阔,地质地貌条件多样,大量的高等级公路要经过软土区,由于软土路基的含水量、孔隙比大,同时其压缩性高,渗透性、承载力差,软土路基的沉降及其侧向变形尤为显著,且延续时间长。因此,在软土地基上修筑高速公路,往往会导致路基失稳或过量沉降。根据以往高等级公路的经验,很多问题都集中在软土路基的地段[1]。软土路基沉降分析与研究对高速公路建设有非常重要的意义。

国内外现有沉降计算理论及存在的问题:已有的沉降理论计算公式方法很多[2],包括分层总和法、e-lgp曲线法、司开普顿-比伦法、以及拉姆等人提出的应力路径法等,都是根据太沙基一维固结理论,引入不同的简化假定来计算地基的主固结沉降量,而未包括次固结沉降和瞬时沉降。瞬时沉降占地基总沉降量的比例相当大,其理论计算方法主要有:1)根据土体不排水变形模量按照线弹性理论计算,也包括阿波洛尼娅等人经有限元分析提出的修正方法;2)拉姆等人提出的应力路径法;3)徐少曼提出的根据二轴不排水试验的归一化曲线进行计算。其中,唯有拉姆等人提出的应力路径法考虑了加载方式及速率的影响,但其主要为室内试验,且试验的工作量大,还要有很高的试验技术,因此很难应用到实际工程中。

1软土的工程性质及沉降机理

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。

1.1软土的工程性质

软粘土的性质与一般粘性土不同,通过对软土的物理力学性质指标进行统计并根据大量的工程实践,总结出软土主要的物理力学性质有:

1)天然含水量高;2)压缩性大;3)渗透性小;4)抗剪强度低;5)流变性十分显著;6)显著的结构性;7)构造较复杂;8)粘粒含量较高,且常含有有机质;9)一般具有较大的吸力或吸附力[3]。

1.2软土的沉降机理

当土工建筑物通过路基底面将荷载传给地基,使地基内部产生了应力和变形,从而导致基础下沉,工程上将通过向下传递荷载引起基础下沉称为基础的沉降。地基受力所引起的变形包括形状变形和体积变形。本文研究的沉降主要是指由正应力作用引起的体积变形。基础的沉降量及沉降差,首先与土体的压缩性有关,其次与作用在基础上的荷载大小和性质有关。

分析地基的沉降包括两部分内容:1)地基压缩变形的绝对大小,即沉降量的大小;2)地基压缩变形随时间的变化,即沉降速度。通常认为土体的变形是孔隙内水和气体体积变化引起的。水和气体的移动速度决定土体变形速度。

在外力作用下土体的沉降变形可分为3个阶段:首先是土体承受荷载的瞬间产生的瞬时沉降变形;其次是在外力作用下孔隙水从土体中排出,土体逐渐产生体积压缩变形。当施加在土体上的全部应力都由土颗粒承受时,达到不变的有效应力状态,土体的排水固结完成。

2软土地基处理

2.1影响沉降的因素

地基沉降变形的影响因素主要归结为人为因素和自然因素两大类。人为因素主要包括地加载方式、加载速率及基处理方法等;自然因素主要包括地基土参数的不确定性、应力路径与作用过程对变形的影响、土体的本构特性、地下水位变化及温度变化等。多种因素共同作用导致地基沉降变形,包括:

1)软基土材料参数的不确定性;2)土体的本构特性;3)应力路径与应力历史对变形的影响;4)地下水位变化对路基沉降的影响;5)温度对软土路基沉降的影响;6)路堤填筑速率对软土路基沉降的影响;7)路堤填土高度对软土路基沉降的影响;8)路基侧向位移对沉降的影响。

此外,地表水的冲刷、植被、土体中水分迁移对沉降变形亦有影响。

2.2常用地基处理方法

地基处理的方法很多,可以从不同角度来分类,一般是根据地基处理的原理来进行分类,高速公路软基处理有其自身的特点[4]。

1)换土垫层,此种方法可以分为:机械换土法、爆破挤淤法、抛石挤淤法、砂垫层法;2)强夯法;3)侧向约束法;4)土工织物加固法;5)排水固结法,此法可分为:堆载法、路堤荷载压重法、降水预压法、真空预压法;6)水泥土搅拌法;7)高压喷射注浆法;8)灌浆法;9)综合处理方法,常用的方式有[5]:砂垫层与固结排水法并用、反压护道法与竖向排水法并用、填土预压法与反压护道法、填土预压法与砂子加实桩法并用、填土预压法与竖向排水井法并用、缓冲填土加载法与竖向排水井法并用、袋装砂井和塑料排水板并用已在软基加固工程中得到广泛应用。

3结论

通过对软土路基沉降分析与研究,简述了软土路基的工程性质,以及沉降机理,介绍了工程中常用的沉降计算与固结理论,分析软土路基沉降因素,介绍工程中软土地基处理的常用方法。由于软土路基的特殊工程性质,在工程中就必须掌握各种软基处理方法的使用条件,因地制宜,采取切实可行的处理办法。

参考文献

[1]福建省高速建设总指挥部编.泉厦高速公路论文集[M].北 京:人民交通出版社,1998.

[2]杨涛.柔性基础下复合地基下卧层沉降特性的数值分析[M] .北京:岩土力学出版社,2003.

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

软土地基论文第4篇

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

软土地基论文第5篇

关键词:内河航道护岸,软基处理,方法探讨

 

一、引言

内河航道护岸的软基处理的方法具有非常重要的理论意义和实践意义。要整治内河航道,可以采取建设护岸的方法,而能否保证护岸的工程质量,一方面与护岸本身的砌筑量有密切的关系,另一方面,更重要的是内河航道护岸的软基处理,本文详细探讨了内河航道护岸的软基处理的方法。论文大全,软基处理。

二、软土地基的主要特征

软土地基位于沿海、河流的中下游以及在湖泊附近,一些非常厚的比较软的覆盖层在地表下埋藏,这就是软土地基。尽管这些覆盖层的形成是不一样的,但是,它们的主要特征具有一定的相似性。通常情况下,这些覆盖层里面包含以下成分:软粘土、淤泥、淤泥质土以及粉砂夹淤等等。这些成分不适合做天然地基。

软土地基的主要特征包括下面的几个方面:

(1)在淤泥中细颗粒是非常多的,并且存在许多有机物腐植质,这些物质在干燥时非常硬。

(2)通常情况下,软土地基的颜色是深灰色或暗绿色的,发出刺激性的气味。

(3)软土地基具有非常大的含水量和孔隙和较小的容量。通常情况下,天然含水量大约在40%到70%左右。

(4)软土地基具有非常低的淤泥强度,具有非常小的承载力,并且具有非常大的灵敏度。必须最好防止软土地基的扰动,从而防止由于软土地基的结构的破坏而导致其强度的降低。

(5)软土地基具有非常大的压缩性,在一些地方,淤泥的含水量能够达到百分之六十,从而具有非常大的基础沉降量。

(6)软土地基具有非常小的渗透性,变结实的过程是非常漫长的,具有缓慢的沉降过程。所以,在软土地基的淤泥层上进行水工建筑物的施工,会破坏软土地基的基础,出现非常严重的沉降量或者是沉降差,导致建筑物受到外力的作用而出现不稳定甚至倒塌的现象,所以,如果要在软土地基的淤泥层上进行水工建筑物的施工,必须进行地基处理。

三、内河航道护岸的软基处理的方法

内河航道护岸的软基处理的方法非常多,下面进行详细的探讨。

3.1 垫层法

3.1.1 垫层法的介绍

根据航道护岸的具体状况,通常情况下,垫层法的使用是比较广泛的。如果建筑物的基底底部的持力层是不能满足设计要求的软粘土、淤泥等软弱土层,并且厚度小于或者等于二米,那么,能够全部挖出软粘土、淤泥等软弱土层,将建筑物的基底建设在硬土层之上。但是,如果建筑物的基底底部的持力层的软土层的厚度比较大,那么,全部挖出软粘土、淤泥等软弱土层是不切合实际的,就应该使用垫层法进行解决。例如,京杭运河杭州段的许多重力式护岸,通常情况下,都是使用垫层法进行软基的处理,依据省钱方便的原则,合理选择垫层材料,一般来说,都是使用碎石垫层或者是块石垫层。

3.1.2垫层法的具体施工方法

垫层法的具体施工方法是在软土地基上铺设厚度大约在0.5米到1.2米左右的垫层。进行垫层法施工时,必须保持摊铺均匀,并且保证不要出现非常大的集中载荷作用。

使用碎石垫层一方面能够加深建筑物基础的填埋深度,另一方面能够使建筑物的荷载通过碎石垫层在软土地基上均匀地扩散,使软土层所受的附加应力大大减少。通过这种方式,可以避免由于地基内部局部应力集中而导致的剪切破坏的问题,避免深层滑动问题的出现。而且,由于内河航道护岸的软基的基础底部与碎石垫层之间存在非常大的摩擦力,从而使抵抗水平滑动的稳定性得到大大的增强。

通常情况下,沉降量是正比于地基的附加应力的,而紧靠底域的部分,存在非常大的附加应力,也就产生了非常大的沉降量,使用碎石垫层替换持力层的部分软土之后,就能够使基础的沉降量得到大大减少,同时,基础的不均匀沉降也可以得到有效的调整。在设计时,应该将碎石垫层作为基础的一部分,碎石垫层的宽度应为护岸基础的宽度与垫层的厚度的二倍之和,通常情况下,碎石垫层的厚度保持在0.3米到0.5m的范围之间,在进行施工时必须夯实碎石垫层。

通常情况下,块石垫层的材料的主骨料是使用锥形块石做的,填隙料是碎石、砂、石屑等,形成嵌锁结构,嵌锁结构的密实度和稳定性通过填隙碾压增加。块石垫层的这种结构形式在盛产石料地区、施工缺水和土基含水量较高的区域的应用是非常广泛的。论文大全,软基处理。应该合理选择块石垫层的材料,保证这些材料在运输和施工过程中,不会产生较大的粉尘而导致环境的污染,也不会造成水污染问题;在垫层法施工的过程中,只有在进行振动碾压时,可以出现噪音,对于其它的任何一个工序都是人工作业,不会出现噪音,能满足城市建设环保的要求。

2.2 搅拌桩软基处理技术

2.2.1试桩要求

深层搅拌水泥桩对于淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土的处理是非常适用的。对于具有侵蚀性的泥炭土或者是地下水进行处理时,必须首先通过试验确定深层搅拌水泥桩的适用性。尤其是在进行冬季施工时,必须重视处理效果受到较低的温度的影响。在进行深层搅拌桩的施工时,通过使用搅拌头,搅拌水泥浆和软土,每个标段必须要有大于或者等于五根的试桩,并且应该在试桩完成之后,才能够正式开始水泥搅拌桩的施工。论文大全,软基处理。可以在七天之后完成试桩检验,通过开挖取出,或者也可以在半个月之后取芯,从而能够对于水泥搅拌桩的搅拌均匀程度和水泥土强度进行检验。

2.2 施工步骤

通常情况下,可以将搅拌桩软基处理技术的施工步骤分为下面的九个主要步骤:

(1)桩位放样斗钻机就位

(2)钻机的检验和调整

(3)正循环钻进至设计深度

(4)将高压注浆泵打开

(5)反循环提钻并喷水泥浆

(6)至工作基准面以下0.3米,对下钻进行重复搅拌并喷水泥浆至设计深度

(7)反循环提钻至地表

(8)结束成桩

(9)进行下一根桩的施工。论文大全,软基处理。

项目经理部应该安排特定的人员进行水泥搅拌桩的施工,做好整个施工过程的监督和管理工作。应该对全部的施工机械进行编号,并且设计出各种职位的铭牌,并且将它们悬挂在钻机明显的地方,例如,应该设计出钻机长、现场负责人、现场技术员、水泥搅拌桩桩长等的铭牌,保证每个人都能够清楚各自的职责,防止各个岗位人员对工作互相推诿、职责不明的现象的发生,将责任严格落实到人。论文大全,软基处理。水泥搅拌桩开钻之前,必须使用水对整个管道进行清洗,同时,对于管道中是否出现堵塞问题进行严格的检查,一直等到排空水之后,才可以进行水泥搅拌桩开钻工作。论文大全,软基处理。为了使水泥搅拌桩桩体垂直度符合相关的标准,应该悬挂一吊锤在主机上,通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右各个方向的距离相等来进行控制。

现场施工人员必须严格做好施工原始记录,施工原始记录主要包含下面的内容:浆深度、停浆标高;灰浆泵压力、管道压力;施工桩号、施工日期、天气情况;钻机转速;钻进速度、提升速度;浆液流量、每米喷浆量和外掺剂用量;复搅深度。

3结束语

为了整治内河航道,必须做好内河航道护岸的软基处理,本文详细探讨了内河航道护岸的软基处理的方法,并且应用在了具体的工程实践当中。希望通过本文的研究,能够抛砖引玉,引起国内外众多专家和学者对于该领域的深入研究。

参考文献:

[1]丁天平.土工格栅加固航道护岸软基的实验研究和应用[J].水运工程,2006,(11)

[2]刘燕燕,凌天清,黄中文.土工格栅加筋碎石桩―砂砾垫层加固系统应用[J].路基工程,2006,(04)

[3]丁爱军.浅谈内河航道护岸的软基处理[J].江苏交通,2003,(02)

[4]史云霞,陈一梅.国内外内河航道护岸型式及发展趋势[J].水道港口,2007,(04).

[5]何雪松.航道护岸工程堆土边坡稳定研究[J].内蒙古科技与经济,2009,(07).

[6]杨志林.浅谈内河航道软基处理技术[J].中国新技术新产品,2009年第12期

软土地基论文第6篇

关键词:深基技术,公路施工,软土地基,处理技术

 

一、现有软土地基处理方法存在的主要问题

1、未能因地制宜选用合理、有效地处理方法,在选用地基处理方法方面存在一定的盲目性。例如,对饱和软粘土地基不宜采用振密、挤密法加固技术。我们要依据地基加固原理和工程地质条件,因地制宜选用合理、有效地处理方法尤其重要。另外,我们对技术上的可行性方案比较和优化不够。所采用的方法并不是较好的方法,也不是最好的方法。虽然工程问题是解决了,但是浪费了时间和金钱。

2、未能正确评价各种地基处理方法的适用性。每种地基处理方法都有自己的适用范围,每当我们在工程施工时遇到具体的问题就盲目扩大它的应用范围,所以,对这种情况施工单位更要特别注意。

3、地基处理理论落后于实践

从实践- 理论- 再实践的角度来看,实践先于理论是一般性规律,对土木工程更是如此。倘若我们只重视理论研究,而缺乏对各种地基处理技术实践也是发展中存在的问题之一。

二、常见软土地基处理方法

1、表层处理法

表层处理的厚度要根据软土物理力学性质而定,一般规定为30~60cm,处理过薄效果差,过厚又不经济。压实与养生是表层处理法的两个重要环节,用熟石灰、水泥以及离子稳固剂稳定软土,需要处理的土应在最后一次搅拌后立即压实;用生石灰稳定土,必须在拌和时初进行碾压处理,待生石灰水解结束后再次碾压处理。压实后如果能有足够的强度,就不必进行专门的养生,由于施工条件与土质不同,处理土的强度增长也不均衡,所以应做好一周时间的养生。

2、强夯法

强夯法是提高地基的强度以及降低压缩性的一种方法,是通过反复将重锤(一般为10-40t)提到一定高处使其自由落下(一般落距为10-40m)去夯击地基来实现。它具有加固效果好、设备简单、施工方便、适用土类广、施工期短、节约材料、节省劳力、施工费用低和施工文明等优点。

3、换填法

换填法是挖去基础以下不太深的一定范围内的软弱土层,然后材料分层充填强度较高、性能稳定、质地坚硬、且具有抗侵蚀性的碎石、砂、素土、卵石、灰土、矿渣、煤渣等,同时以人工或者机械施工方法分层夯、压、振动,使之满足要求的密实度标准,成为良好的人工地基。

4、静力排水固结法

静力排水固结法是指在地基中设置砂井竖向排水体,并利用建筑物本身的重量分级逐渐加载,或在建筑物建造以前,先在场地进行加载预压,使土的孔隙水充分排出,进而逐渐固结,地基发生沉降,逐步提高强度的方法。

三、选择软土地基处理方法时应考虑的因素

(一)地基状况

1、土质、砂性土:对那种易发生液化的砂性土采用振动压实法或挤实砂桩法进行改善。对于粘性土质:可采用除了压实法外的其他方法。但所采取的方法对处理土基的扰动必须尽量小。

2、地基构成。对于浅而薄的软土层,最简单的处理方法是表层处理法。构造物基础采用开挖换填法。如果软土层较厚,应采用其他方法与表层处理法配合使用。对夹有砂层且厚度较薄(3~4m)的软土层,常常采用表层处理法或荷载压重法等,即便是有5cm 的砂层也应定位是有效排水层。

(二)道路性质

1、道路等级越高,平整度就越重要,就需要采取行之有效的沉降处理措施。如果道路等级较低时,可先铺简易路面,等待沉降结束后,再铺正式路面用以节约资金。

2、道路形状。路堤设计高度和宽度是选择处理方法要考虑的关键因素。如果采用换填法,对于宽而低的路堤容易发生局部性破坏;反之,窄而高的路堤,下面易被换填。对于设计高度大而稳定有危险的路堤,压重法将受到限制采用。还有路堤越宽越高,地基产生的压力球的根部越深而引起深处粘土层的沉降。

3、道路所在地段。对于一般地段,剩余沉降即使大到一定的程度,只要沉降不大,路面基本上不会丧失平整度。但遇到与构造物相连的地段,剩余沉降将造成错台和路面形成对行等非常危险的情况发生。如果路基稳定性不够,桥台将受到大的土压力作用而引起侧向位移的事故发生。,公路施工。。所以,构造物邻接地段的处理措施显得非常重要。

(三)施工条件

不同的施工条件要选用的不同的处理方法,经济性也不一样。,公路施工。。,公路施工。。主要影响因素有工期、材料以及机械的作业条件等。,公路施工。。

(四)周围环境

1、施工对周围环境的影响,例如噪音、振动地基以及地下水变化和排出的泥水等等,在选择施工的方法时必须考虑进去。,公路施工。。

2、在地基特别软弱的情况下,附近地基经常发生大的沉降或隆起。这样,在路堤坡脚附近有民房或重要构造物时,应考虑控制剪切变形且减小总沉降量的方法为主要技术措施。

四、软土地基处理技术在公路施工中的应用

(一)高速软基处理方法

以某路基为例,该高速软土地基路段较多,软土地基应根据软土、淤泥的物理力学性质,埋层深度,路堤高度,材料条件,公路等级等因素分别采取以下处理措施。

1、淤泥层厚度较小的路段:土工格栅+ 山皮石+ 土工格栅+ 改良土的方法。

淤泥上有50~80cm 亚粘性土,具有一定的稳定性,且淤泥厚度在1~2 米之间,地面积水较易排除,因此采用土工格栅+ 山皮土+改良土的措施。由于地下水位高,该公路沿线的软土水稳性差,浸水时承载力很低,土工格栅和山皮土配合可以提高路基填料的水稳性,还可减弱地下水的毛细作用对路基产生不良影响。

2、地处盐池中,池中淤泥较厚,且水位较高路段:抛石挤淤+ 土工格栅+ 改良土。

淤泥厚在2~3 米之间,排水困难,也无法清淤,采用措施是抛石挤淤+ 土工格栅+ 改良土,同时加宽水面线以下的路堤宽度,这样处理可以提高路基的整体稳定性,并有效控制路基沉降。

(二)片石填筑

1、材料

片石抗压强度不应低于30Mpa,片石中部厚度不应小于15cm。

2、试验段

正式施工前,在现场选取200m 路段作为试验段先行施工,以检验施工方法及工艺流程、施工机械的配置组合、石料回填时机及厚度、碾压遍数等技术指标。施工完毕报监理批准后,再依照试验段经验展开大面积施工。

3、片石填筑的方法

(1)片石用自卸汽车运至施工地点。采用推土机推平,平地机精平,确保厚度和平整度,采用震动压路机和三轮压路机碾压,确保压实度。片石填宽要超出设计宽度30cm 以上,为下步工序做好准备。

(2)分层填筑时,按水平分层,先低后高,根据现场情况先中央后两侧式卸料,并用推土机推平,碾压层厚度控制在50cm。

(3)片石顶部在碾压时应采用碎石屑等细料进行找平然后以50T 以上(激振力+ 自重)的重型压路机进行碾压,至轮迹小于8mm为止,其上填筑路基土。片石弯沉检验待改良土第一步完成后进行。

(4)片石填筑后及时进行削坡。(改良土及石灰土填筑完毕后也及时削坡)

五、结论

软基处理技术在公路施工中比较常见,软基处理的方法也很多,软土地基的处理质量会直接影响到路基的基础承载力,是保证道路建成后安全及高效运营的关键。,公路施工。。我国的地基处理技术发展迅速,其主要表现在各种地基处理方法得到应用和普及。所以,对公路软土路基处理新技术的研究十分重要。

参考文献:

[1]李彰明.软土地基加固的理论、设计与施工[M].北京:中国电力出版社,2006

[2]黄兴安.市政工程质量通病防治手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2004

软土地基论文第7篇

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.

软土地基论文第8篇

目的:本文主要在在对软土地基的特性进行简单介绍的基础上,围绕承载力不足、沉降大、地基整体失稳这三个最为常见的问题进行分析和讨论并提出解决方法。在实际施工当中使用地基改良、荷载匹配、水分排除以及周边环境处理等方式进行处理,使得软土地基的沉降符合施工标准并且对上述缺点进行改正。软土地基是当前实际施工工作中的重点和难点,但是只要结合相应的方式进行针对性的处理,软土地基可能会造成的恶劣后果可以得到最大程度上的改善。

[关键词]

水利工程;软土地基;处理

1引言

受生成及所处环境特殊性的影响,软土具有力学指标差、压缩性强、孔隙率高、含水量大的特点,如何在软土地基上修建水工建筑物也因此成为长期摆在水利工程技术人员面前的一道难题[1]。为此,本次研究以某市为例,在简单介绍该地区软土特性的基础上,对软土地基带来的问题进行分析,并针对性的提出处理方法,以便为水利工程技术人员更好的开展日常工作提供思路上的参考和方法上的借鉴。

2软土地基特性

所谓软土,一般指的是存在于河流入海口区域的谷底、平原上的、经多年沉积形成的细粒土。天然含水量高、压缩性高、天然孔隙比大、固结系数小、固结时间长、抗剪强度低、透水性差、扰动性大、灵敏度高是软土的主要特性,同时,软土也往往具有触变性、蠕变性等特殊的工程地质性质。由以上特性我们可以看出,软土无法提供满意的工程地质条件。某市地处河流入海口的口门地区,几乎全部近河海的水利工程地基都位于软土区域,该软土为滨海相软土,厚度较大,是由近代海退形成的浅海堆积。受所处地理位置以及软土成因的影响,造成其具有以下三个方面的工程特性:其一,含水量较高。软土天然含水量多为50%―70%,该市为50%―130%,少部分地区则远高于这一数值。其二,压缩性较高。软土天然孔隙比多为1—2,该市为1.2—4.2,平均2.3;软土压缩系数多为0.7—1.5MPa-1,该市为1.6―4.9MPa-1,平均2.6MPa-1,可划入高压缩性土的范畴。其三,低承载力。该市软土无侧限抗压强度平均值14.0kPa,最低2.0kPa,修正前的地基承载力特征值处于30.0―50.0kPa的低水平[2]软土所拥有的“两高一低”特性本已带来诸多困难,而该市软土的相关指标尚未达到国内的平均水平。所以,在水利工程建设工作中,相关工程技术人员必须采取针对性的方法对软土地基进行处理。

3软土地基的处理

在软土地基上建设建(构)筑物时,“两高一低”特性将带来地基承载力不足、沉降大、地基整体失稳这三个问题。在绝大多数情况下,只要解决了这三个问题,那么软土地基就不会带来更多的危害。换言之,针对软土地基的处理也应以这三个方面作为切入点。需要注意的是,实际工作中的软土地基处理方法大多有多重目的和作用,部分方法甚至在侧重点方面都非常模糊。本次研究之所以从承载力、沉降、失稳这三个问题出发分别介绍处理方法,一方面是为了方便实际工作中对处理方式的灵活选择,另一方面则是为了帮助读者理清软土地基处理的技术路线。

3.1承载力不足的处理方式

先行介绍这一类别,主要是由于软土地基处理的最主要目的是使其具有承载建(构)筑物的能力,因此几乎全部类型的软土地基处理方法都会使地基的承载力得到不同程度的提升。若不具备这一作用,则该方法在实际工作中的价值也会大打折扣。结合以往的实践经验,对于软土地基承载力不足问题的解决思路包括两个方面:其一,对软土地基的特性进行改良;其二,通过置换高承载力介质的方式代替原有软土。

3.1.1特性改良

除颗粒组分、结团形态、有机质和盐分含量外,软土的低承载力更多是受孔隙比、含水量大的影响,所以,减小这两项指标就成为了提升软土地基承载力的关键[3]。虽然软土的孔隙比较大,但软土内水分的外排却相对困难,造成这一现象的原因相对复杂,主要与其固有形态和特点相关。在无法改变固有形态的情况下,可通过以下两种方式解决排水和固结问题:其一,竖向排水法,即在竖向上构建排水通道,并通过对排水通道布置形式和间距的调整来应对不同的软土特性以及承载力、强化(固结)时间等的要求,具体包括碎石桩法、砂井法、排水板法等。值得一提的是,以上方法均具有一定的置换软土、增加承载力的作用。其二,通过增加荷载的方式提升软土内的压应力,以加速软土的排水与固结,具体包括真空预压法、强夯法、堆载法等。在资金充裕的情况下,可同时采用多种方法来获得更好的效果和更高的效率,但具体方式还需根据实际情况灵活选择。

3.1.2软土置换

简单的讲,该方法就是以高承载力的地基部分或全部置换原有软土,以此实现地基改良的目的,具体有以下两种操作方式:其一,换填法,若软土范围和厚度较小,可以高承载力指标的土体全部代替原有软土。该方法简洁高效,但不适用于范围和厚度较大的软土地基。其二,垫层法,若软土范围和厚度较大,可以将高承载力指标的土体换填部分深度内的软土,使地基满足承载力和工后沉降要求。除以上两种“横向”置换外,值得一提的还有“纵向”置换,即通过一定的工艺在软土地基中形成柱状的高承载介质,与原软土地基共同形成复合地基。按照这一思路,派生出柔性(刚柔性)桩复合地基法,具体包括CFG桩法、搅拌桩法、碎石(砂)桩法、高压旋喷桩法等。

3.2沉降大的处理方式

软土的孔隙比、土粒间距较大,在施加外部荷载后,孔隙、土粒间距逐渐减小,土体收缩固结,最终造成区域的沉降。沉降的发生可概括为:构建建(构)筑物产生基底附加应力软土内应力提升土体固结开始沉降,也就是说几乎全部的受压地基都会出现沉降问题,但软土地基之所以受到高度关注,是因为其高压缩性决定了沉降值必将进入无法忽视的范围[4]。在工程建设过程中,沉降控制的目的就是在施工期内基本结束地基沉降,进而减少使用期内的沉降。由于总沉降量较高,所以还要让同一结构和不同相邻独立结构间的沉降差始终处于标准允许的范围内,以此确保建(构)筑物的倾斜度符合设计要求。若非软土地基,那么只要在项目建设开始前对地基施加足够的压力,就可以加速松土的固结、密实和沉降完成速度。但软土粒间所富含的水分被压缩在一个非常狭小的空间内,无法通过流动外排,施加压力后的应力做功会在相当程度上被粒间水承担和消耗,无法获得理想的减小土粒间孔隙的效果。另外,软土所具有的剪切指标差、触变性、蠕变性特征还会带来蠕变和粒间滑动的结果,最终导致人为的地基失稳,对于这一问题,我们在下文中还会进行详细的说明。综上所述,软土地基沉降问题的处理思路应包括以下四项:其一,荷载应与未来基底应力相匹配,以便在施工期内使软土沉降基本结束。其二,为获得更为理想的软土压缩效果,应注意排水通道的设置,以便使软土内的水分顺利排出。其三,务必保证均匀沉降,从而为工后沉降的有效控制奠定坚实的基础。其四,若采用多种措施后仍未获得理想效果,就需要考虑地基改良。

3.3整体失稳的处理方式

软土地基的剪切指标较差,同时具有触变性和蠕变性的特征,故而在施加外部荷载的同时若存在横向约束不足或缺失的问题,就极易引起浅层或深层的滑动与大范围蠕变,最终造成地基及其上部建(构)筑物发生整体失稳。结合以往的实践经验,该问题的产生原因主要有内在不足、外部荷载增加、阻止滑动的因素(环境因素)不足三个方面。

3.3.1针对内因的处理方式

内因的形成主要是受软土地基高孔隙比与含水量的影响,因此在处理方式上类似于提高软土地基承载力的方法,即加速排水固结。具体包括强夯法、堆载法、排水板法、真空预压法、砂井法等。在前文的叙述中我们提到,软土地基整体失稳是三方面因素共同作用的结果,提供任何一个积极因素,都会使情况向好的方向发展,反过来讲,若其中某一因素向消极的方向发展,也会使整体情况偏向于不利的方向。例如,在采用堆载法时,若外部荷载的增加量与速率不适应淤泥的实际承受能力,就会在一定程度上提高失稳问题的发生概率。所以在实际工作中,应在综合考虑各类影响因素的前提下,对处理方式进行合理选择,使之更具科学性、针对性和有效性。

3.3.2针对外因的处理方式

这里所说的“外因”主要是指外部施加的荷载,在实际工作中,我们能做以及应做的并不是将外部荷载去除,而是要去考虑借助那些工程手段、设计方案来减小或合理分配外部荷载,从而在最大程度上降低外部荷载所带来的危害。

3.3.3针对环境因素的处理方式

这里所说的“环境因素”是指可能导致整体失稳问题的外部边界条件,如河槽迫岸、正向倾斜的地质诱滑面等。对于这类问题,在实际工作中大多通过平面布置等设计方式进行调整,例如依据地质剖面对工程的平面布局或位置进行调整等。简单的讲,对于由环境因素引起的软土地基整体失稳问题,我们可以通过改变外部环境的方式为工程提供一个更加稳定的条件,即通过外在的、不与软土地基直接关联的措施增加工程建(构)筑物下部软土地基的横向约束,增加阻滑力。结合以往的工作经验,应用最为广泛的一种方法是反压法,也被称为应力平衡法,该方法基于理论计算,对于外部边界条件的改变主要通过在特定部位增加反压体的方法,以此提供阻滑力,并与地基原有的各种阻滑因素共同对抗抵消滑动力,最终实现保障建(构)筑物安稳的目的。

4结语

软土地基的处理是水利工程建设所面临的长期问题,虽然国内的工程技术人员已经积累了较为丰富的处理经验,但仍时有反面案例发生。为此,本文结合以往理论研究成果和实践经验,就软土地基的处理方法进行了分析和讨论,希望能够为相关工作的有效开展发挥参考和借鉴的作用。

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