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關鍵字:軟土地基 地基處理 施工方法
Abstract: in the modern architectural design, the soft soil foundation treatment problems have attracted wide attention. Although the soft soil foundation with high water content, but between the hole and the hole slot, leading to poor permeability, low strength, and usually produce uneven settlement and subsidence phenomenon, based on this will be under the action of an external force, we must find out the corresponding strategy, improve the foundation deformation and stability conditions, reduce the soft soil the pore, improve the soft soil density, enabling better together between soil particles. This paper discusses several methods of soft soil foundation treatment.
Keywords: soft soil foundation treatment construction method
中圖分類號:TU471.8文獻標識碼:A 文章編號:
在現代道路設計中,軟土地基因其自身特點:含水量高,孔縫隙大,導致滲透性差,強度低,于是在外力的作用下通常會產生不均勻沉降或沉陷等現象,因此,軟土地基處理問題已受到各界的廣泛關注。
1.1軟土地區的概念
軟土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低的細顆粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪強度低、壓縮性高、透水性差、固結系數小、固結時間長、靈敏度高、擾動性大、各層之間物理力學性質相差較大等特點。
軟土地基上的建筑通常沉降量較大且沉降穩定需要的時間較長,所以處理是否合理,將關系到工程質量、進度。因此,科學、合理、有效地選擇合適的地基處理方法對工程建設具有重要的意義。
1.2軟土地基處理的意義
在過去的一段時間里,公路經過軟土地區時,由于線路等級標準不高,路基寬度窄、立交少、縱坡要求不嚴,且低路堤多,因此對路基大部分地段處理工程少,僅重視橋頭高路堤部位的處理。出現高速公路之后,因要求全立交、橋涵通道多,路堤高度多超過軟土填土極限高度。加之軟土中含有大量親水膠體微粒,土體多呈海棉狀結構,因其孔與孔的縫隙大、含水量多、透水性差、抗剪強度低、壓縮性強在路堤高填土的自重作用下,要經過較長時間才能趨于壓密穩定,因此其沉降穩定要花費較長時間。此外軟土結構在超負荷交通量的作用下,路基容易產生側向膨脹擠出滑動,基底沉降現象也會更嚴重。為了增強壓密穩定力度和較短時間達到最終沉降,消除側向滑動位移,以免路堤向兩側膨脹擠出,確保路基及其外側建筑物安全,因此必須對軟基進行處理。
1.3軟土地基處理主要工程特性
軟土工程的特性主要有以下幾點:
不穩定性。當軟土受到擾動時會變成稀釋流動狀態;
b、高壓縮及不均勻沉降。由于軟土的壓縮系數很大,當垂直壓力達到一定值時,軟土會發生壓縮變形,導致道路沉降量較大及沉降不均勻;
c、低滲漏性。軟土滲透系數小,固結所需時間較長;
d、沉降速度快。
軟土地基有極大的危害性,如果不處理或處理不當,就會造成地基失穩,使構造物沉降過大或不均勻沉降,對構造物造成不同程度的危害。接下來了解軟土地基處理常用的幾種方法。
軟土地基處理方法
2.1排水固結法
排水固結法是目前我國公路軟土地基處理的首選方法之一。排水固結法不僅施工簡便,而且經濟適用、可行性強。軟土地基處理排水固結法,主要是通過在軟土地基中設置豎向排水體,使原有地基的邊界條件發生改變,孔隙水的排除途徑增加,如此一來,在很大程度上縮短了固結時間。一般情況下,為了達到上述目的,常采用袋裝砂井和塑料排水板配合砂墊層。
2.2粉體攪拌法
粉體攪拌法(簡稱粉噴法),是用特制的設備和機具,將加固劑粉體材料(水泥或石灰)通過壓縮空氣的傳送,與地基土強行拌和,使之產生充分的物理、化學反應后,形成一定強度的樁體(簡稱粉噴樁)。粉體攪拌法是一種改善土質,提高地基強度的軟土地基加固方法,可以廣泛地適用于淤泥質土,雜填土,軟粘土等地基加固。
2.3添加劑法
添加劑法是在軟土層處理過程中加入生石灰、水泥等等物料以改良土壤的結構成分。使軟土變為可凝固土或者是高強度土,最終加固路基的整體強度。在這個階段中最主要的掌握好添加劑的成分和與土壤的配比度,不能使土壤過于干燥也不能是土壤里的水分含量太高否則將起不到最初的設想效果。此外對于混合土的攪拌過程和凝結的時間上也應該進行很好的把握。
2.4強夯法
強夯法主要是針對軟土地基的強度問題。通過將重錘升到一定高度,使其自由落下,靠沖力夯擊地基,如此反復,以提高地基的強度、降低地基壓縮性。因此,軟土地基處理強夯法更適用于處理碎石土、砂土、粉土、雜填土和素填土等地基,除了能達到提高地基的強度、降低地基壓縮性的目的之外,還能有效提高軟土地基抗振動液化的能力、消除軟土的濕陷性。
這里需要指出的是,強夯法在處理飽和度較高的粘性土時,處理效果并不顯著,尤其是對淤泥和淤泥質土地基的處理效果更差。因此,為了取得更好的效果,在采用強夯法時,我們要充分結合軟土的物理力學性質,與綜合加固方法同時進行,但是這種方法費用較高。
2.5加筋法
加筋法也是處理軟土地基常用方法之一。加筋法主要是針對軟土地基整體變形問題。通過將抗拉能力很強的土人工合成材料埋置于土層中,利用土顆粒位移與拉筋產生摩擦力,使土與加筋材料形成整體,減少整體變形和增強整體穩定。
2.6碎石樁法
碎石樁法是對軟土采取震動鉆孔的形式然后在孔內注入碎石塊,已形成碎石樁網絡分布的形式,從而加固路基的過程。這種方法由于有了震動裝置的廣泛應用以及機械化的操作已經被推廣開來而應用的比較廣泛,同時這種操作方法只是置換小部分的軟土就能達到堅固路基的作用。在高等級公路的施工中經常被采用。況且它還有一個主要的優點就是較少受地下水位的影響,相較高架橋的方式又節省了不少的資源和勞力。
三、加強和改善軟土路基施工技術的措施以及建議
3.1創建自己的理論知識體系作為明確的指導
要加強和改善軟土路基施工技術,首先要創建自己的理論知識體系作為明確的指導。這就要求我們根據我國的公路建設基本國情來制定公路軟土地基建設的理論框架和知識體系,成為指導軟土地基處理技術的有力措施和重要方法。
3.2公路工程施工中現代化設備的購進與研發
改善軟土路基施工技術就要求我們提高公路工程施工的專業性和技術性,要求我們必須加強施工中的現代化機器設備的使用。主要途徑可以從購買和研發新設備兩個方面著手。
3.3嚴格控制施工質量
施工質量是可以人為控制的工程指標。加強對工程施工的監管是有效的防止因為施工錯誤或者是疏忽給軟基處理技術造成效果下降的現象。因此在施工過程中,要指派專業人員常駐工地監督每道工序的質量,可委托監理單位負責該項工作。
四、結束語
綜上所述,軟土地基的處理質量直接影響到我國路基的基礎承載能力,也是保證道路安全、高效運營的關鍵,我們必須給予高度重視。在選擇軟土地基處理方法時,由于方法很多,我國各地區的環境,土質皆有不同,我們一定要結合實際情況,力求用簡單經濟的施工方法完成任務!
參考文獻:
[1]李俊平. 淺析高速公路軟土路基的施工處理[J]. 科技資訊. 2010.(03)
[2]石振明;鹿存亮;軟土路基沉降有限元分析[A];第八屆全國工程地質大會論文集[C];2008年
關鍵詞:人工回填土;強夯法;處理地基;施工過程;質量控制;檢測方法
Abstract: combining the construction site area of backfill soil met), the dynamic compaction method for ground treatment, this paper introduces the construction, the construction process of dynamic compaction method of quality control and test methods.
Keywords: artificial backfill soil; Dynamic compaction method; Processing foundation; Construction process; Quality control; Detection method
中圖分類號:TU47 文獻標識碼: A 文章編號:
1. 前言
強夯法又名動力固結法或動力壓密法,這種方法是用起重機械將大噸位重錘(一般為10~40t,國外曾有過錘重200t的報道)起吊到6~40m高度后,自由下落,給地基土以強大的沖擊能量的夯擊,使土中出現很大的沖擊應力,從而提高地基土的強度并降低其壓縮性,改善地基性能。它的原理是,通過用巨錘從高處自由下落對地基施加巨大沖能及沖擊波,使土中出現很大的沖擊應力。由于土由固、液、氣三態組成,土體中瞬間產生變形,土層孔隙瞬間壓縮,土體局部液化,在夯擊點周圍產生裂縫,形成良好的排水通道,土中的孔隙水和氣體逸出,使土粒重新排列,經時效壓密達到固結,降低其壓縮性,從而提高地基承載力。同時,它具有效果顯著,設備簡單,施工方便,節省材料等優點而得到廣泛的應用。
2.強夯法的設計與施工。
2.1.強夯法的設計理論
隨著地基基礎處理設計水平的提高,施工工藝的改進和施工設備的更新,我國地基處理技術發展很快,強夯設計理論也得到了進一步的充實和完善。
從經濟實用的角度,多層房屋處理基礎的費用在投資費用中比例占據較大,而強夯法既經濟又實用。為此,除考慮經濟因素以外,在大面積的人工填土上選擇強夯法處理基礎的另一重要依據是有效加固深度,它也是反應處理效果的重要參數。強夯法創始人梅那(Menard)曾提出下式來估算影響深度H:H≈√Mh(m),式中:M—夯錘質量(t),h—落距(m)。經過大量實驗和工程實測資料表明,梅那公式估算有效加固深度存在一定的偏差,從梅那公式中可以看出,其影響深度僅與夯錘重和落距有關。而實際影響有效加固深度的因素很多,如夯擊次數、錘底單位壓力、地基土性質、不同土層的厚度和埋藏順序以及地下水位等都與加固深度有著密切關系。雖在而后國內外的設計人員相繼發表文章對梅那公式采用了一個范圍在0.34~0.80的修正值,也未得到滿意的結果。
現規范,我國根據大量工程實測資料的歸納和工程經驗的總結,修定了《建筑地基處理技術規范》,在梅那公式估算的基礎上,設計可按規定中表6.2.1預估強夯法的有效加固深度。
表6.2.1 強夯法的有效加固深度
單擊夯擊能(KN•m) 碎石土、砂土等粗顆粒土 粉土、粘性土、濕陷性黃土細粗顆粒土
1000 5.0~6.0 4.0~5.0
2000 6.0~7.0 5.0~6.0
3000 7.0~8.0 6.0~7.0
4000 8.0~9.0 7.0~8.0
5000 9.0~9.5 8.0~8.5
6000 9.5~10.0 8.5~9.0
8000 10.0~10.5 9.0~9.5
現以“錦州市安居工程夏小區B組團新建工程”為例,該工程為錦州鐵路分局在錦州市安居小區B組團的職工住宅樓,共30棟,1670戶。建筑面積13.88萬平方米,占地8萬平方米,全部為六層磚混結構,按7度抗震裂度設防,普遍填方深度3—7米。
根據提供的地質勘察報告,該工程地理位置于錦州市區東部,經人工改道已廢棄的原小凌河河床之上,原河床地勢很低,經過約6米厚的大量人工回填后,地勢較平坦,地層主要分為素填土、淤泥質土、砂類土、粉土的透鏡體,圓礫和卵石。地層年代及成因:素填土為當年回填,其他土層為第四紀沖、洪積層。詳述如下:
(1)素填土(1—1):淺栗色,基本為粉土,混夾部分建筑垃圾和少量粉煤灰等工業廢料,其中碎石較多,極為松散,濕重度少于17KN/m³。含水量一般為15%左右,流塑狀態。孔隙比大于1.0.
(2)耕土(1—2):屬于粉質粘土,栗色,可塑—軟塑。
(3)淤泥質粉質粘土(2—1):灰黑色、灰色、灰褐色、軟塑—流塑,夾砂類土和圓礫。
(4)圓礫(3—1):淺栗色、灰褐色、飽和,稍密—中密。夾細砂,中砂透鏡體。
(5)粉土(3—2):淺栗色,軟塑—可塑。
(6)中砂(3—3):淺栗色,稍密,飽和,夾少量圓礫。
(7)卵石(4—1):淺栗色,中密,飽和,圓礫和粗砂充填。地下水類型為孔隙潛水,穩定水位高度為12.0米。
綜合分析后,設計預估強夯法的有效加固深度為6 ~8米。單機夯擊能3000KN•m。
2.2.強夯法的施工:
2.2.1.施工準備:
施工前,調查強夯范圍內地質、地表構筑物、地下構造物和各種地下管線等。特別注意在強夯施工時所產生的振動對附近建筑物或設備會產生有害影響時,應設置監測點,并采取挖隔振溝等隔振式防震措施。并做好現場的排水設施。
2.2.2.強夯試驗
在30棟住宅樓中選擇一棟樓(B組團3號樓)作為試驗樓進行試驗段施工。以便獲得實測資料,摸索和掌握規律。
1. 確定了如下夯實方案:
(1) 選擇滲透性好的砂土或粉土做填方用土,因砂土中超凈孔隙水壓力的消散時間決定兩邊夯擊之間的間隔時間,這是縮短工期的一個重要因素。
(2)單機夯擊能力為3000kN•m,夯擊點采用梅花形布置,第一遍對每個夯擊點基數定為8—10擊,瞬時沉降量控制在5—8厘米之間,第二遍低能滿夯,能量為前一遍的1/4,夯印互相搭接,將場地表層松土夯實,并測量夯后場地高程。
(3)強夯施工過程中設專人負責監測工作:夯前查夯錘重和落距,確保單擊能量符合設計要求,夯前放線定夯點,夯后檢查夯坑位,對偏差和漏夯及時糾正;對每個夯點的夯擊次數和每擊的夯沉量要有詳實記量。
(4)質量檢測采用原位測試、室內試驗和現場大壓板載荷試驗,檢驗點數試驗樓8處,其它樓4—6處,均高于規范不低于3處的規定,檢驗深度大于或等于設計深度。
2. 強夯施工步驟:
(1)清理并平整施工現場;
(2)標出第一遍夯點位置,并測量場地高程;
(3)起重機就位,夯錘置于夯點位置;
(4)測量夯前錘頂高程;
(5)將夯錘起吊到預定高度,開啟脫鉤裝置,待夯錘脫鉤自由下落后,放下吊鉤,測量錘頂高程,若發現因坑底傾斜面而造成夯錘歪斜時,應及時將坑底平整;
(6)重復步驟(5),按設計規定的夯擊次數及控制標準,完成一個夯點的夯擊;
(7)換夯點,重復步驟(3)至(6),完成第一遍全部夯點的夯擊;
(8)用推土機將夯坑填平,并測量場地高程;
(9)在規定的間隔時間后,按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數,最后用低能量滿夯,將場地表層粉土夯實,并測量夯后場地高程。
強夯施工過程中在遇有地下水位較高時,我們先進行人工降低地下水位,防止夯擊時夯坑積水;遇有場地地表土為軟弱土時,在表層鋪填一定厚度的松散性材料,使地表形成硬層,以利施工機具運轉。
3. 質量檢測
強夯地基的質量檢測,包括施工過程中的質量檢測及夯實后地基的質量檢驗,其中前者尤為重要,所以必須認真檢查施工過程中的各項測試數據和施工記錄。
質量檢驗的數量,應根據場地復雜程度和建筑物的重要性確定。該工程全部檢驗點(實驗樓8處;其他樓4處)均采用了原位測試和室內試驗土工試驗,特殊的檢驗點進行了現場大壓板載荷試驗。
特別注重了實驗室數據的實用性和準確性。如:現場使用XY—1型工程鉆機采用Φ110鉆具開孔,在設計處理深度范圍內進行鉆進取芯。在鉆孔中采用重錘擊入法,采取原狀土樣送實驗室進行土工試驗。取樣在填土中無擾動狀態進行,保證了地基土的壓縮模量、天然含水量、孔隙比、抗剪強度等測試指標的準確性。
4. 結論:
通過對大量測試數據的整理、統計、分析,用強夯法處理的人工填土地基,不僅施工簡單,同時又經濟、安全,重要的是能夠有效地滿足設計中地基承載力的要求,保證了在大面積人工回填土上地基承載力均達到140kp/m2。經竣工驗收所有建筑物均達到了正常使用要求。一年后經檢測建筑物處于正常使用狀態,沉降值在規范規定的允許值范圍內。
參考文獻:
【1】中華人民共和國行業標準.建筑地基處理技術規范JGJ79—2002.北京 中國建筑工業出版社.
【2】中華人民共和國建設部.建筑地基基礎設計規范[M].北京.中國建筑工業出版社,2002.
【3】中華人民共和國建設部.《建筑施工手冊》.北京.中國建筑工業出版社,2003.
關鍵詞:地基處理;軟弱地基;處理方法;工程實例
1 前言
地基與建筑物的關系非常密切。地基雖不是建筑物本身的一部分,但它在建筑中占有十分重要的地位。地基問題的處理恰當與否,不僅直接影響建筑物的造價,而且直接影響建筑物的安危,即它關系到整個工程的質量、投資和進度,因此其重要性已愈來愈多地被人們所認識。
2 地基處理的目的
地基處理的目的是利用換填、夯實、擠密、排水、膠結、加筋和熱學等方法對地基土進行加固,用以改良地基土的工程特性。
(1)提高地基的抗剪強度
(2)降低地基的壓縮性
(3)改善地基的透水特性
(4)改善地基的動力特性
(5)改善特殊土的不良地質特性
地基處理的對象是軟弱地基和特殊土地基。
3 地基處理方法 地基處理方法,可以按地基處理原理、地基處理的目的、處理地基的性質、地基處理的時效、動機等不同角度進行分類。
4 某高速公路軟土地基處理設計方案
4.1 處理方法
該高速公路是河北省內陸連接港口的重要通道,對河北經濟的發展具有重要的意義。全線經詳細勘察試驗。查明了路線穿越區的特殊土(包括:鹽漬土、軟土、軟弱土)的分布規律t查明了路線穿越區的不良地質(砂土液化)的分布特點和液化等級類型。
通過勘察、土工試驗成果、標準貫人試驗經綜合分析整理井結合靜力觸探,統計顯示路線穿越區的軟土,軟弱土呈兩種類型分布。一類是連續區段分布,另一類是呈透鏡體狀的不連續區段分布。對于該軟土、軟弱土,總的指導思想是:首先分析各區段的硬殼層的厚度、地層巖性,軟土、軟弱土的厚度、特性之后,根據硬殼層,軟土,軟弱土的地層特點,進行地基沉降、穩定驗算;根據驗算結果以及《軟土地基路堤設計規范》的沉降容許值,對沉降超限區段可依次采取以下處理措施:
(1)、砂墊層+土工格棚(土工格室)+堆載預壓(超載預壓)的處理方式(主要針對一般控制段)。砂墊層+土工格柵(土工格室)+超載預壓主要針對低路基(填方小于2.5米)段。若表層出露即為軟土、軟弱土則設砂墊層(對于填方2.5米以下低路基段采用土工格室).硬殼層在1.5米以上則不設砂墊層。
(2)、砂墊層+土工格柵+豎向排水體(袋裝砂井)+堆載預壓的處理方式(主要針對一般控制段)。
(3)、土工格柵+深層水泥土攪拌樁的處理方式(主要針對樁基礎兩側及箱形基礎下部及兩側沉降主控制段及次控制段)。
(4)、強夯置換法的處理方式(主要針對非飽和狀態軟弱土段樁基礎兩側及箱形基礎下部及兩側沉降主控制段及次控制段)。
4.2 設計標準
根據全線軟土、軟弱土分布區段橋涵構造物基礎類型不同,將其劃分為以控制工后沉降為目的的3個類型控制區段。
樁基礎構造物橋臺兩側各3 O米區段作為沉降主控制段
箱型通道及涵洞兩側2 0米區段作為沉降的次控制段
其它作為一般控制段
(1)控制段的工后沉降容許值不大干10cm
(2)次控制段的工后沉降容許值不大于20cm
(3)一般控制段的工后沉降容許值不大于30cm
4.3 軟基處治方案 4.3.1 砂墊層的設計標準
對于前述各地質單元模型中砂墊層的設計標準是:砂墊層的材料為中砂及粗砂,含泥量不大干3%,砂墊層的寬度要適當大干路堤底寬,以防止在施工過程中由于施工機械的破壞影響墊層的有效作用(兩側各寬出0.5米左右);砂墊層厚度0.5米,同時,為了增加地基土的抗剪強度,提高路堤的整體穩定性,達到排水及隔離的作用,通常尚需在砂墊層中鋪設土工格柵。
4.3.2 袋裝砂井的設計標準
根據工作區軟土,軟弱土分布區段的地層結構特點,配合堆載預壓的豎向排水體以采用袋裝砂井為宜。袋裝砂井按等邊三角形布置。袋裝砂井的直徑為7 cm。砂袋材料采用透水性能良好的土工織物(聚丙烯紡織物)。砂井的井間距為1.2米,砂井的深度一般應穿透軟土、軟弱土層,有條件時,砂井底部應至透水層為宜。
4.3.3 深層水泥土攪拌樁的設計標準:
樁基礎兩側、箱形基礎下部及兩側采取深層水泥土攪拌樁的處理方法,攪拌樁按正三角形布置,樁徑0.5米,樁間距1.0-1.4米,樁間距由密到疏進行漸變,水泥摻入量為加固土體質量的1 5%;水灰比0.5。樁體2 8天無側限抗壓強度不低于1.5Mpa,90天單樁承載力不小于1 50KN。單位復合地基承載力不小于150Kpa,水泥采用4 2 5號礦渣水泥。對構造物下部處理區段應考慮基礎埋深.基礎埋深范圍內可不再噴漿攪拌。
4.3.4 強夯置換法的設計標準
根據項目區軟土、軟弱土分布及發育特點。針對這部分土體的特點我們采用強夯置換法進行處理,目的是提高地基承載力減少沉降。強夯置換材料為級配碎石,粒徑大于300mm的顆粒含量不超過30%,含泥量要求小于1 0%。為減少投資.填料可用建筑垃圾代替,要求建筑垃圾為級配良好的堅硬粗顆粒材料,粒徑大于300ram的顆粒含量不超過3 0%。含泥量要求小于1 0%,對保護環境和地下水資源不受影響。夯錘質量為5~10t,落距采用1 0米,夯錘底面為圓形,直徑2米。夯坑為等邊三角形布置,間距4米。處理后單位復合地基承載力不小于150Kpa。強夯置換墩的深度由土質條件及上部荷載決定,一般為3米,處理范圍至路基坡腳。對每一處理區段強夯施工前須進行試夯.確定夯擊能及夯擊次數,調整設計參數。對構造物下部處理區段應考慮基礎埋深.應先開挖至基礎埋置深度再施工強夯置換墩。
4.3.5 土工合成材料的作用機理
在砂墊層中間鋪設一層具有一定強度的土工合成材料,增加了地基土的抗剪強度,提高了路堤的穩定性.同時復合體具有一定的剛度。上部荷載得到有效的調整,使差異沉降減少,均勻度好。由于復合體能承受較大拉力,地基受力變小,路堤中心沉降明顯減小。由于土工合成材料與砂墊層的整體作用,不僅減少了不均勻沉降,而且還可減少地基的總沉降,適應路堤的快速填筑,而荷載的迅速增加.加快了軟土的固結作用.從而使沉降加快。減少后期沉降,形成一種良性循環。
4.3.6 預壓
路堤工程;對軟土地區的天然地基或豎向排水體地基,利用路堤填土預壓并不需要移去土體,預壓的實施.主要體現在分級加荷,每級加荷的穩定性依賴于前一級預壓后強度的提高。該情況下,軟土地基總沉降量并不減小.只是大部分的沉降在施工期完成,可有效減小工后沉降。
排水系統是一種手段,如果沒有加壓系統,孔隙中的水沒有壓力差就不會自然排出,地基也就得不到加固。反之,如果只增加固結壓力,不縮短土層的排水距離.則不能在預壓期盡快地完成設計所要求的沉降量。
[關鍵詞]土建工程施工 軟土地基 處理技術
中圖分類號:U282+.3 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)18-0183-01
近年來,隨著國民經濟的飛速發展,我國工業生產得到了巨大的刺激,加之零售銷售基本情形良好且保持上升趨勢,建筑行業作為工業生產的支柱性產業,所面臨的前景也是非常廣闊的。而軟土地基處理技術是建筑工程施工中比較重要的一個環節,它的水平則直接影響整個工程的進度和質量。
一、軟土土地基的缺陷及危害
1.1 軟土地基的缺陷
由于軟土的天然特性,導致軟土地基的強度較低,穩定性差,而且如果路面實際的荷載超過了軟土地基的抗壓強度范圍,就會導致軟土地基出現塌方或者整體剪切破壞的情況。除此之外,軟土地基存在流變性明顯的特點,當外部荷載較大的時候,軟土地基就會因為無法承受巨大的壓力而出現大面積的沉降,并且出現開裂和地基失衡的問題,嚴重的甚至會危害國家和人民的生命財產。
1.2 軟土地基的危害
1.2.1增加了工程施工成本
受國際市場經濟大環境的影響,許多土建工程公司將工作的重點錯誤地放在了企業利潤和生產工期中,在工程施工的過程中,只是錯誤地追趕施工完成工期,在軟土地基還未完全達到施工要求的固結情況下,就迫不及待進行下一道工序,會導致工程出現不同程度的變形、下沉,為了工程的安全,不得不進行返工,耗時、耗力而且耗資金。
1.2.2影響工程的質量
由于軟土地基的間隙比較大,極易吸收地基中的水分,但水分蒸發的速度卻非常緩慢,在不同的時節進行勘察時,得到的數據也不相同,比如,如果沒有區分考慮潮漲、潮汐對地下地基的影響作用,在施工中不可避免地出現誤差,嚴重影響工作質量。
1.2.3影響工程的穩定度
在工程施工中,要嚴格按照施工規定的方法,對軟土地基進行分層填筑法,如果盲目地為了趕工期,導致回填過快,碾壓不牢,必然影響到工程的穩定度,就會出現許多的“樓歪歪”、“路歪歪”。
二、土建工程施工中軟土地基的處理技術
2.1 換填法
換填法主要是把基底下面的一些深度軟土挖出,再利用碎石、粗砂等來進行換填,并且分層夯實由于是基礎的持力層,一般常用在地坪、道路和輕型的建筑物的軟土地基處理中,有時候也可以視情況運用到多層的建筑物換填當中。在換填的過程中,一般不同材料的墊層在實際的操作中都是要使用抗剪強度和壓縮性小的填筑材料來代替軟土,以此來提高地基的承載力。除此之外,由于砂墊層存在一定的應力擴散的作用,在減少墊層下軟土的附加應力的同時也減少了軟土地基的沉降量,而且墊層材料的透水性強、空隙較大,可以防止出現低溫凍脹的情況發生,加快了軟土的固結速度。
2.2 強夯法
如果軟土地基存在空隙較大,含水量和軟土都在一定范圍內,可以采用強夯法,強夯法就是運用較大的沖擊,來使土中產生較大的沖擊波,這樣做不但可以使土體的孔隙得到壓縮,還可以產生較好的排水通道。當軟土地基中的空氣液化成為冰以后就會隨著通道流出,使土體快速的固結起來,從而使軟土地基的承載力加強。
2.3 降水預壓
降水預壓法主要是運用井點抽水來達到降低地下水位的作用,以此來增強土體的得到有效的加固。降水預壓的方法和其他方法相比,降水預壓可以使途中的孔隙水降低,不會破壞土體,而且也不需要控制荷速率,可以一次性就達到預定的要求。在軟土地基的施工中,降水預壓法比較適用于砂或者砂質土的操作中,這不但可以達到降低水位的作用,還可以改善土的性能,使地基的穩定性增加。因此,在軟土地基的處理中,只要地質條件允許的情況下,都可以使用降水預壓的處理技術,這是一項較為簡單的工程操作方法,降水預壓法可以有效的改變地下水流線的方向,使側壓力減少,達到增大強度的作用。
2.4 振沖碎石樁法
振沖碎石樁法主要是使周圍的同組成復合地基,并不是把地基擠密,振沖碎石樁法是在軟土地基中運用振沖器在高壓水流的作用下邊振動邊沖,在軟土地基中成孔,并在空中填上相應的碎石,把碎石振壓密實,使碎石能夠嵌入到土中。由于碎石料成樁基本是依靠四周的土來積壓的,所以碎石之間要具備一定的咬合力,以此來形成相應直徑的碎石樁樁體,因為碎石樁是地基的一個部分,并且也起到一定的支撐作用,所以它和周邊所組成的地基就叫做復合地基。
2.5 深層攪拌樁法
在深層攪拌樁法的運用中,一般情況下固結劑是水泥漿,深層攪拌機根據軟土地基的實際情況,在地基的深部對軟土進行強制性的攪拌,并且加固土的抗壓強度要隨著水泥摻入量的增大而增大,使地基的整體性和穩定性提高,形成具有一定強度和水穩定性的水泥加固土。除此之外,天然的地基要和加固的土體之間形成復合的地基,以此來達到共同承載的目的,由于深層攪拌樁法在土建工程施工中的方法較為簡單,成本較低,所以得到了廣泛的運用。
2.6 粉噴樁法
粉噴樁法是利用粉體噴射機械,借助壓縮空氣,來把水泥粉等固體的材料噴入所需加固的軟土當中,并且通過壓縮來吸收其中存在的水分,使軟土變硬,穩定性好,其主要的優點在于預壓時間快,強度大,地基的沉降較少,但是粉噴樁法大多適用于高壓縮性和含水量的淤泥中,所以作為施工人員一定要根據施工現場的實際情況來選用適合的軟土地基處理方法,只有這樣才可以全面完善施工的質量。
建議今后的工程建設中,水泥粉噴攪拌樁現場成樁試驗盡可能在初步設計階段完成,以及時提供數據指導技施設計工作的開展;不具備條件的仍須施工期前提早進場試驗。通過緊湊合理的現場成樁試驗時間安排,通過科學合理的檢測方法對試驗樁進行檢測,能為水泥粉噴樁的設計、施工提供及時可靠的試驗數據,以便設計人員確定正確的設計參數及施工人員確定合理的工藝和參數。
2.7 擠密砂樁法
擠密砂樁法是通過振動和沖擊,把砂石擠入土內,擠密砂樁法其主要目的就是把地基內的水擠實并固結起來,以此來提高地基的整體抗剪強度,使地基避免出現不均勻沉降的問題。除此之外,這種擠密砂樁法比較適用于砂性土中,不適合運用到飽和的軟粘土中,擠密砂樁用砂標準要求與袋裝砂井的砂基本相同,但是主要不同的是擠密砂樁法也可以運用到砂和角礫的混合料的處理中,但是泥的含量不能夠超過相應的范圍,不然就無法起到提高地基承載力的目的。
2.8 化學加固法
化學加固法主要是在軟土地基中加入相應的化學材料和水泥,一般情況下化學加固法主要適用于砂土、粘土和粉土當中,還有一些裂縫巖體土的地基加強方面。當其他的化學材料和水泥進入了土體以后,就會和土體發生相應的化學反應,并擠出土中相應的空氣和水,以此來使地基具備較高的承載力。
【關鍵詞】建筑工程地基土處理
引 言
忻州地區位于山西省中北部,本區地形多樣,山地、丘陵、殘塬、臺地、谷地、平原等交錯分布。因地貌與地質構造、水文地質不同而形成了不同類型的地基土。主要的土類有液化土場、飽和黃土、素填土、雜填土等。在工程建設中,對不行同土類和不同建筑場地條件及不同建筑結構形式,應應同時考慮上部結構、基礎和地基的共同作用,選擇與其相適應的地基處理方案,保護環境,節約資源。下面就忻州地區常見地基土的處理方法與各位讀者進行探討。
1、濕陷性黃土地基及其處理手段
1.1濕陷性黃土的性狀及分布
黃土顆粒組成細,孔隙度高,孔隙以細孔隙為主,是第四紀的一 種特殊堆積物。黃土浸水后在不良地基處會在上覆路堤荷載或行車荷載的作用下發生側向變形,稱為濕陷。濕陷性黃土根據自身性質可分為自重濕陷性黃土和非自重濕陷性黃土兩類。自重濕陷是指土層浸水后僅僅由于受水浸濕后在飽和自重壓力下發生濕陷的濕陷;非自重濕陷是指土層浸水后,由于土體在上覆土層的自重壓力或在自重壓力與附加壓力共同作用下而發生的濕陷。黃土的濕陷特性,是引起地基在荷載作用下不能產生破壞的主要因素。
1.2濕陷性黃土地基的處理方法
對于濕陷性黃土的地基處理我們以消除黃土的濕陷性,提高地基的承載力為指導方向。因此,在這種情況處理時應根據濕陷類型、建筑物類別、等級、重要程度、沉降限制等場地的工程地質條件以及建筑物的性質、類型等綜合因素來確定,可消除地基的全部或部分濕陷量,或采用基礎、樁基礎穿透全部濕陷性土層。處理深度可根據建筑物類別、地基濕陷等級或地基處理后下部未處理濕陷性黃土層的濕陷起始壓力值綜合考慮。山西忻州神達能源集團原平化工500萬噸選煤廠,有一層粉土具有濕陷性,在地基處理的時采用換填三七灰土和毛石混凝土的方法進行換填的。
2、飽和黃土地基及其處理方法
2.1飽和黃土的性狀與分布
飽和黃土是第四紀沉積物成因判定標志,處于地下水位附近或弱透水的古土壤層之上形成的一種特殊巖土,其特點是天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、固結系數小。其分布范圍多在河流的二級階地(海拔約320米)至一級階地(海拔約300米),埋深一般在土表30厘米深度范圍內,這正是一般建(構)筑物地基的主要受力層或下臥層。
2.2飽和黃土地基的處理方法
對于面積不大及埋藏較淺的飽和黃土,黃土失去原有的濕陷性,呈飽和狀態,可挖除后回填或將基礎加深。當其上部作為天然淺基或者進行適當的地基處理可以提高地基地的承載力時,可盡量將基礎淺埋,采取了換填墊層法加固地基,填料采用了碎石、含壤土礫石、砂礫料等,加強上部結構剛度等措施。如忻州市財政局住宅樓工程,其場地地層為Ⅱ級階地,地表以下土層依次為:①層雜填土,②層黑壚土承載力125kPa,③層黃土厚2.4m,承載力145kPa,④層黃土,厚7.4m,承載力83kPa。如果按通常設計,該建筑中豎向承重結構的墻、柱等采用磚或砌塊砌筑,基底下1m左右為④層黃土,施工過程中采用鋼筋砼條基淺埋,盡量利用③層“硬殼”,加大基底與④層土的距離,砂墊層以“θ”角向下擴散基底應力,使下臥層驗算得以滿足要求,從而避免了地基處理。
3、飽和粉細砂液化地基及其處理方法
3.1飽和粉細砂的性狀及分布
飽和粉細砂為全新世沖積物及上更新世沖洪積物。其特點是整體結構也比較松散,雜亂,在靜荷載作用下有較高的強度,因為這個拉力的作用,使地殼的震動在地殼的張力范圍之內,其超孔隙水壓力突然增高使顆粒間的有效應力大大降低,在排水硬化面積不斷加大的情況下,土粒處于懸浮狀態而使土體產生液化而發生沉陷,從而提高地基的承載力和防止砂土振動液化,使得土的承載力降低甚至地基失穩。
3.2飽和粉細砂液化地基的處理方法
飽和粉細砂液化地基土的處理方法主要有換土墊層法、強夯法和振沖密實法。對于丁類場地、復雜地形、嚴重不均勻土層上的建筑以及同一建筑單元在輕微及中等液化場地就可不采取措施,在液化側向流動場地可對基礎和上部結構處理。對于丙類建筑物,輕微液化及中等液化場地可加強上部結構剛度,增加結構調整地基變形的能力,嚴重液化場地應采用注漿加固,以提高土層的抗液化能力。
4、雜填土地基及其處理方法
4.1雜填土的性狀及分布
雜填土主要是由于人類活動而產生的堆積物,其物質成分一般較為雜亂,均勻性差,成份復雜、結構呈松散、雜亂、多孔隙、大小混雜無層理、土質不均勻且承載力低是其主要特點。雜填土往往分布于河流階地上的黃土臺地。
4.2雜填土地基的處理方法
雜填土一般不宜用作滿堂梁式筏基天然地基,但對于工業廢渣和生活垃圾在填筑年代超過10年后,一般均達到了成品壓力、密實度、外觀均達到國家要求標準,此類地基在采取加強基礎及上部結構剛度的措施后,不需改變地基的工程性質就可滿足要求,仍可作為一般建筑物的天然地基持力層。對于局部厚度不大的雜填土,可采用大面積填土的壓實、雜填土地基處理、道路工程基坑面積較大的換土墊層的分層壓實,將基礎直接置于穩定的土層上。對于深度較大的雜填土,也可采用采用強夯重錘對孔內填料以高壓強動能強夯。灰土井樁法在保證灰土質量和施工安全的前提下,對一些工期要求不嚴格的小型工程仍可考慮選用。
5、結論
1)地基處理必須要遵循因地制宜、實事求是的原則。必須充分分析工程性質、地質結構、地形地貌,根據工程建設標準要求,結合地基基礎和上部結構條件,合理地選擇地基處理方案。
2)盡可能選用天然地基,正確選擇適宜的地基持力層。當上部有“硬殼”土層時,通過適當加大基礎地板尺寸,增加基礎自重來滿足上拔穩定,正確設計基底與軟弱下臥層的距離。
3)地基處理方案的選擇,就要對基礎設計方案作相應的修改或進行地基處理(對地基內的土層采取物理或化學的技術處理,明確各類土的處理目的。對濕陷性黃土地基應以消除濕陷性為主;對飽和粉細砂液化地基應按建筑物類別采取相應的消除液化措施;對雜填土地基以提高地基強度,改善地基的均勻性,提高承載力,減少不均勻沉降。
參考文獻
[1]GBJ 25—90濕陷性黃土地區建筑規范
【關鍵詞】水利堤防;軟土地基;處理措施
1 堤防工程軟土地基的特性
軟土主要是由天然含水量大、壓縮性高、承載能力低的淤泥沉積物及少量腐殖質所組成的土。對淤泥的解釋是:在靜水或緩慢的流水環境中沉積并含有機質的細粒土,其天然含水量大于液限,天然孔隙比大于1.5;當天然孔隙比小于1.5 而大于1.0 時稱為淤泥質土。對于泥碳的解釋是:喜水植物遺體在缺氧條件下,經緩慢分解而形成的泥沼覆蓋層。其特點是持水性大,密度較小。軟土泛指淤泥及淤泥質土,是第四紀后期于沿海地區的濱海相、瀉湖相、三角洲相和溺谷相,內陸平原或山區的湖相和沖擊洪積沼澤相等靜水或非常緩慢的流水環境中沉積,并經生物化學作用形成的飽和軟粘性土。軟土的組成和狀態特征是由其生成環境決定的。由于它形成于上述水流不通暢、飽和缺氧的靜水盆地;這類性質的土,主要是由粘粒和粉粒等細小顆粒組成。淤泥的粘粒含量較高,一般達30~60%。粘粒的粘土礦物成分以水云母和蒙德石為主,含大量的有機質。有機質含量一般達5~15%,最大達17~25%。這些粘土礦物和有機質顆粒表面帶有大量負電荷,與水分子作用非常強烈,因而在其顆粒形成很厚的結合水膜,且在沉積過程中由于粒間靜電荷引力和分子引力作用,形成絮狀和蜂窩狀結構。所以,軟土含大量的結合水,并由于存在一定強度的粒間連結而具有顯著的結構性。
造成軟土地基上堤防滑動破壞的根本原因,主要是在于軟弱地基中某個面上的剪應力超過了它的抗剪強度,穩定平衡遭到破壞。
主要有兩方面因素:一是由于剪應力的增加,例如大堤施工中上部填土荷重的增加;降雨使土體容重增加;地震、打樁等引起的動荷載等;二是由于軟土地基本身抗剪強度的減小。例如孔隙水應力的升高;氣候變化產生的干裂、凍融;粘土夾層因浸水而軟化以及粘性土的蠕變等。
2 常用的軟土地基處理方法
2.1 堤身自重擠淤法
堤身自重擠淤法就是通過逐步加高的堤身自重將處于流塑態的淤泥或淤泥質土外擠,并在堤身自重作用下使淤泥或淤泥質土中的孔隙水應力充分消散和有效應力增加,從而提高地基抗剪強度的方法。在擠淤過程中為了不致產生不均勻沉陷,應放緩堤坡、減慢堤身填筑速度,分期加高。其優點可節約投資;缺點是施工期長。此法適合于地基呈流塑態的淤泥或淤泥質土,且工期不太緊的情況下采用。
2.2 拋石擠淤法
拋石擠淤法就是把一定量和粒徑的塊石拋在需進行處理的淤泥或淤泥質土地基中,將原基礎處的淤泥或淤泥質土擠走,從而達到加固地基的目的。一般按以下要求進行:將不易風化的石料(尺寸一般不宜小于30cm)拋填于被處理堤基中,拋填方向根據軟土下臥地層橫坡而定。橫坡平坦時自地基中部漸次向兩側擴展;橫坡陡于1:10 時,自高側向低側拋填。最后在上面鋪設反濾層。這種方法施工技術簡單,投資較省,常用于處理流塑態的淤泥或淤泥質土地基。
2.3 墊層法
墊層法就是把靠近堤防基底的不能滿足設計要求的軟土挖除,代以人工回填的砂、碎石、石渣等強度高、壓縮性低、透水性好、易壓實的材料作為持力層。可以就地取材,價格便宜,施工工藝較為簡單,該法在軟土埋深較淺、開挖方量不太大的場地較常采用。
2.4 預壓砂井法
預壓法是在排水系統和加壓系統的相互配合作用下,使地基土中的孔隙水排出。常用的排水系統有水平排水墊層、排水砂溝或其它水平排水體和豎直方向的排水砂井或塑料排水板;加壓系統有堆載預壓、真空預壓或降低地下水位等。當堆載預壓和真空預壓聯合使用時又稱真空聯合堆載預壓法。基本做法如下:先將等待加固范圍內的植被和表土清除,上鋪砂墊層;然后垂直下插塑料排水板,砂墊層中橫向布置排水管,用以改善加固地基的排水條件;再在砂墊層上鋪設密封膜,用真空泵將密土膜以內的地基氣壓抽至80kPa 以上。該方法往往加固時間過長,抽真空處理范圍有限,適用于工期要求較寬的淤泥或淤泥質土地基處理,流變特性很強的軟粘土、泥炭土,不宜采用此法。
2.5 振動水沖法
振沖法是利用一根類似插入式混凝土振搗器的機具,稱為振沖器,有上、下兩個噴水口,在振動和沖擊荷載的作用下,先在地基中成孔,再在孔內分別填入砂、碎石等材料,并分層振實或夯實,使地基得以加固。用砂樁、碎石樁加固初始強度不能太低,對太軟的淤泥或淤泥質土不宜采用。石灰樁、二灰樁是在樁孔中灌人新鮮生石灰,或在生石灰中摻人適量粉煤灰、火山灰。它通過生石灰的高吸水性、膨脹后對樁周土的擠密作用,離子交換作用和空氣中的CO2與水發生酸化反應使被加固地基強度提高。
2.6 旋噴法
旋噴法是利用旋噴機具造成旋噴樁以提高地基的承載能力,也可以作聯鎖樁施工或定向噴射成連續墻用于地基防滲。旋噴樁是將帶有特殊噴嘴的注漿管置于土層預定深度后提升,噴嘴同時以一定速度旋轉,高壓噴射水泥固化漿液與土體混合并凝固硬化而成樁。所成樁與被加固土體相比,強度大,壓縮性小。適用于沖填土、軟粘土和粉細砂地基的加固。對有機質成分較高的地基土加固效果較差,宜慎重對待。而對于塘泥土、泥炭土等有機質成分極高的土層應禁用。
2.7 塑料排水板
塑料排水板是一種能夠加速軟土地基排水固結的垂直排水材料。當它在機械力作用下入軟土地基后,能以較低的進水阻力聚集從周圍土體中排出的孔隙水,并沿垂直排水通道排出,使土體固結,從而提高地基的承載力。塑料排水板具有良好的力學性能、足夠的縱向通水能力、較強的濾膜滲透性和隔土性。
2.8 混凝土樁
低強度混凝土樁是近年來發展起來的一種新型樁,以低強度混凝土樁為豎向增強體所形成的復合地基一般稱為低強度混凝土樁復合地基。由于采用低強度混凝土樁復合地基方法可有效提高地基承載力,減小地基沉降,能處理粘性土、粉砂土及淤泥質土等各種堤防地基。
2.9 深層攪拌
利用水泥或石灰等其它材料作為固化劑的主劑,通過特別的深層攪拌機械,在地基深處將軟土和固化劑強制攪拌,利用固化劑和軟土之間所產生的一系列物理一化學反應,形成堅硬拌和柱體,與原土層一起起到復合地基的作用。其優點是:能有效減少總沉降量、地基加固后無附加荷載、能適用于高含水量地基等;但造價較高且施工質量難以檢測,在設計時,應具體情況具體分析,根據不同的地質條件和荷載條件調整配合比、置換率、樁長等,以滿足承載力及沉降的要求。
關鍵詞:水利堤防 軟土地基 處理措施
中圖分類號:TV 文獻標識碼:A 文章編號:
水利是國民經濟的基礎設施,目前,水利已經成為經濟社會發展的制約因素,洪澇災害、干旱缺水及水生態惡化是水利工作亟待解決的三大問題,水利工程建設與管理應圍繞解決這三大問題開展工作。科學技術是第一生產力,要做好水利科技發展規劃,并付諸實施。在采取必要的水利工程措施的同時,還要采取相應的非工程措施。
1我國水利設施的現狀及問題
1.1老化失修嚴重。現有的灌溉排水設施大多建于上世紀50年代至70年代,由于管護經費短缺,長期缺乏維修養護,工程壞損率高,效益降低,大型灌區的骨干建筑物壞損率近40%,因水利設施老化損壞年均減少有效灌溉面積約300萬畝。
1.2配套不全、標準不高。大型灌區田間工程配套率僅約50%,不少低洼易澇地區排澇標準不足3年一遇,灌溉面積中有1/3是中低產田,旱澇保收田面積僅占現有耕地面積的23%。
1.3防洪工程體系薄弱。中小河流防洪標準低,全國近萬條中小河流未進行有效治理,目前大多只能防御3~5年一遇洪水,有的甚至沒有設防,達不到國家規定的10~20年一遇以上防洪標準。小型水庫病險率高,特別是小型水庫病險率更高,病險水庫數量高達4.1萬多座。
1.4山洪災害防御能力弱。我國山洪災害重點防治區面積約97萬平方公里,涉及人口1.3億人,絕大多數災害隱患點尚缺乏監測預警設施,也未進行治理。蓄滯洪區建設滯后,全國大江大河98處蓄滯洪區內居住著1600多萬人,許多蓄滯洪區圍堤標準低,缺少進退洪工程和避洪安全設施,難以及時有效啟用。
1.5在水資源配置工程體系方面,我國天然徑流與用水過程不匹配的特點,決定了需要建設大量的水庫工程來調蓄徑流。但目前我國水庫調蓄能力不足,且地區間不平衡,人均水庫庫容僅為世界平均水平的一半,特別是西南地區水資源開發利用率僅11.2%,工程性缺水問題嚴重。
2加固軟土地基的幾種常用方法
針對在水利工程建設中存在大量的軟土地基加固問題,在建筑工程中重點應采用排水固結法、換土墊層法、灌漿法、復合地基等技術對軟土地基進行加固。
2.1排水固結法。排水固結法是對天然地基,或先在地基中設置砂井(袋裝砂井或塑料排水帶)等豎向排水體,然后利用建筑物本身重量分級逐漸加載;或在建筑物建造前在場地上先行加載預壓,使土體中的孔隙水排出,逐漸固結,地基發生沉降,同時強度逐步提高的方法。排水固結的原理是地基在荷載作用下,通過布置豎向排水井(砂井或塑料排水袋等),使土中的孔隙水被慢慢排出,孔隙比減小,地基發生固結變形,地基土的強度逐漸增長。排水固結法主要用于解決地基的沉降和穩定問題。為了加速固結,最有效的辦法就是在天然土層中增加排水途徑,縮短排水距離,設置豎向排水井(砂井或塑料排水袋),以加速地基的固結,縮短預壓工程的預壓期,使其在短時期內達到較好的固結效果,使沉降提前完成;并加速地基土抗剪強度的增長,使地基承載力提高的速率始終大于施工荷載增長的速率,以保證地基的穩定性。排水固結法適用于處理飽和和軟弱土層,但對滲透性極低的泥炭土要慎重對待。按照采用的各種排水技術措施的不同,排水固結法可分為堆載預壓法、真空預壓法、降水預壓法、電滲排水法等幾種方法。
2.2換土墊層法。當建筑物基礎下的持力層比較軟弱,不能滿足上部荷載對地基的要求時,常采用換土回填法來處理。施工時先將基礎以下一定深度、寬度范圍內的軟土層挖去,然后回填強度較大的砂、石或灰土等,并夯至密實。換土回填按其材料分為砂地基、砂石地基、灰土地基等。砂地基和砂石地基適用于處理透水性強的軟弱粘性土地基。宜采用顆粒級配良好、質地堅硬的中砂、粗砂、礫砂、碎石、石屑或其他工業廢粒料。缺少中、粗砂和礫砂的地區,也可采用細砂,但宜同時摻入一定數量的碎石或卵石,其摻量應按設計規定(含石量不應大于50%)。所用砂石料,不得含有草根、垃圾等有機雜物。兼起排水固結作用時,含泥量不宜超過3%。碎石或卵石最大顆粒不宜大于50mm。
2.3復合地基。復合地基是指天然地基在地基處理過程中部分土體得到增強,或被置換,或在天然地基中設置加筋材料,加固區是由基體(天然地基土體或被改良的天然地基土體)和增強體兩部分組成的人工地基。在荷載作用下,基體和增強體共同承擔荷載的作用。根據復合地基荷載傳遞機理將復合地基分成豎向增強體復合地基和水平向增強復合地基兩類,又把豎向增強體復合地基分成散體材料樁復合地基、柔性樁復合地基和剛性樁復合地基三種。復合地基一般分為水泥土攪拌樁復合地基、高壓噴射注漿樁復合地基、砂樁地基、振沖樁復合地基、土和灰土擠密樁復合地基、水泥粉煤灰碎石樁復合地基及夯實水泥土樁復合地基。目前最常用的是螺桿樁復合地基。螺桿樁復合地基是不同長度的樁體組成的樁體復合地基。在荷載作用下,地基中的附加應力隨著深度增加而減少,為更有效地利用復合地基中樁體的承載潛能,在樁體復合地基中,可以取不同長度的樁體以適應附加應力由上而下減小的特征。采用一定的組合形式將樁間土、褥墊層一起形成復合地基,共同分擔一部分軸向荷載及水平荷載,共同協調變形。
2.4灌漿法。灌漿法的實質是用氣壓、液壓或電化學原理,把某些能固化的漿液注入天然的和人為的裂縫或孔隙,以改善各種介質的物理力學性質。灌漿工程中所用的漿液是由主劑、溶劑及各種附加劑混合而成,通常所說的灌漿材料,是指漿液中所用的主劑。灌漿材料按其形態可分為顆粒型漿材、溶液型漿材和混合型漿材三個系統。顆粒型漿材是以水泥為主劑,故多稱其為水泥系漿材;溶液型漿材是由兩種或多種化學材料配制,故通稱其為化學漿材;混合型漿材則由上述兩類漿材按不同比例混合而成。目前在國內外灌漿工程中,水泥一直是用途最廣和用量最大的漿材,其主要特點為結石力學強度高,耐久性較好且無毒,料源廣且價格較低,但普通水泥漿因容易沉淀析水而穩定性較差,硬化時伴有體積收縮,對細裂隙而言顆粒較粗,對大規模灌漿工程則水泥耗量過大。
3水利工程建設所需采用的關鍵技術
3.1深覆蓋層堤壩地基滲流控制技術。完善防滲體系、防滲效果檢測技術,分析超深、超薄防滲墻防滲機理,開發質優價廉的新型防滲土工合成材料,開發適應大變形的高抗滲塑性混凝土以及用于灌漿的超細水泥等。
3.2堤防崩岸機理分析、預報及處理措施。崩岸形成的地質資料及河流地質作用分析、崩岸變形破壞機理分析、崩岸穩定性分析及評價研究、崩岸監測研究及預報技術研究、崩岸防治及施工技術研究、崩岸預警搶險應急技術及決策支持系統研究。
3.3水利工程監測技術。水利工程中的光導纖維監測技術,大型水利工程泄水建筑物長期動態觀測及數據分析評價方法研究,網絡技術在水利工程監測系統中的應用,大壩工作與安全性態評價專家系統,堤防安全監測技術,水利工程工情與水情自動監測系統,及高壩及超高壩的關鍵技術:設計參數的分析,強度、變形及穩定計算分析,高速及超高速水力學研究。另外水利工程抗震技術,工程地震反應及安全監測,震害調查,抗震設計,以及抗震加固技術應用。
參考文獻
[1]王玉艷.臨沭縣小型水庫工程管理存在的問題及對策[J].水利建設與管理.2009(01)
中圖分類號: TV 文獻標識碼: A
在施工中如果是遇到有軟土地,就會造成很大的困難,在技術人員經過了不斷的探索以及努力之后,對于軟土地的處理技術已經在不斷的發展,本文就這種技術進行了詳細的分析。
一.施工中的軟土地概述
在施工過程中經常會遇到軟土的情況,所謂的軟土就是指天然的含水量比較高、抗剪力的強度比較低、空隙比較大、以及壓縮性也比較高的一種細粒土。它往往是分布于一些湖泊、海邊、以及沼澤等等一些水利施工比較多的地方。對于軟土來說,其特點主要有以下幾點:首先,軟土的壓縮性比較大,它具有一種天然的空隙;其次,軟土的含水量比較高;再次,軟土的透水性不是很強,具有的擾動性比較大,而且其固定周期也比較長;最后,其抗剪力的強度以及固定的系數也比較低。此外,軟土造成施工困難的原因還有,就是其不同的層面之間都存在著比較大的的物理性差異,而且其分布情況也比較復雜等等
對于軟土地基的處理就包括以下幾點;第一,在水利施工過程中的應用復合的地基處理相關問題;第二,進行合理的預算關于軟土是否會發生一些變形的相關情況;第三對于軟土地的承載能力進行科學的預測。
軟土地基的相關特征。軟土地基就是由軟土、粉土、粉砂等一些成分混合而成的一種地基。這種地基的承載力水平以及能力是很低的,因為其可塑性比較強以及質地也比較軟,這就決定了其不可能有較強的承載力。在實際的施工中,如果遇到了這種軟土地基,就會使得開挖的過程變得很費力、很困難。此外,軟土地基還有一個主要的特點就是其觸變性以及流動性都比較強。同時其含水量高,這就意味著會存在著很大的間隙,造成在很短的時間內形成水分的流失,進而變得很疏松。
軟土地基的所有這些特點都造成了在地基上的建筑物容易失穩。在很多情況下,就是由于建筑物的滑動而造成的一種破壞。比如說,如果軟土地基中,在其中的一個面上遭到了剪應力。而這種剪應力恰好比其自身的抗剪強度,這就會使得原來的那種平衡會被打破,最終便會引起了建筑物的滑動。這一般是有兩個原因造成,第一就是由于軟土地基的自身特點決定。第二,可能會是因為降水使得軟土的比重過于大,或者是由于在施工中,使得地面的負荷加大,進而會導致一種剪應力加大的現象。
二.施工過程中的軟土地基處理技術
(一)排水固結法
在水利的工程施工中,軟土地基往往會遇到一些關于沉降以及穩定性的問題,這時就可以采取一種排水固結的方法來應對。對于排水固結法來說,它是由兩方面來組成的,加壓以及排水,其中排水系統主要是利用圖層自身的透水的這種特性,在地基中可以安置一些排水的裝置,由這種裝置進行排水。在設計的施工中,往往是由兩種裝置,沙井排水以及水管排水。
(二)振動性水沖法
這種方法就是利用振沖器的一些機具來實施相關的作業。對于振沖器來說,其包含有兩個水孔,上噴以及下噴,類似于理應沖擊力以及自身的機械震動力,先對地基進行一種打孔作業,再將泥土、砂石等等注入進已經打好的孔里,然后將孔里的材料分層夯實,最終能夠將地基進行加固。如果是用振動的水沖法來加固地基時,往往會要求,初始時不排水,對于抗剪的強度要小于20千帕,保證其不能太低。
(三)換土法
在水利的施工中,遇到軟土的情況,而且軟土的土層也比較薄,那么就能夠用水泥、灰土、沙土等等將那些軟土替換,然后進行水利施工,要保持對于替換之后的圖層要符合相關的技術要求。通常情況下,因為在對沙土進行換填時,其成本是比較高的,而且滲透的現象也比較嚴重,所以一般是就地取材,來將泥土回填,這樣就有利于工程的防滲,而且同時也節省了相關的成本。對于回填的泥土要選擇一些壓密性較好的,在填土之后,應該及時的給予夯實,以便于形成的持力層比較好,最終形成一種地基的承載力得以增加。為了防止地基的變形以及維持其穩定性,要將那些回填的土及時的進行分層并壓實。
(四)旋噴發
這種方法可以將地基的承載能力予以提高,其本質就是利用一種旋噴機來產生一種旋噴住,進而來達到一種將地基予以加固的目的,利用這種旋噴機來定向的噴射,最終形成連樁以及連續墻致使地基的防滲。高壓的噴射水泥其固化的漿液能夠與土體相混合,并在這個基礎上進行凝固并硬化,然后形成一種旋噴住。它是通過一種注漿管來進行打樁,而這種注漿管能夠按照一定的比率與速度進行旋轉。利用這種選噴發來形成的這種樁與加固的土層相比較來說,其特點就是具有的強度比較高,壓縮性比較低,這樣就可以用來加固細沙土以及軟粘土,但是對于有機成分含量較高的一些土層不能夠形成好的效果。而土層如果是其有機成分含量非常高,那么在實際中就要將這種方法完全排除。
(五)加筋法
在軟土地基中,其土顆粒經常會發生位移的現象,這就使得耐拉性很強的一些工程材料埋于土層之中,這兩者就會產生一種很強的摩擦力,而這種摩擦力就會使得土層以及埋于低下的那些材料融為一體。這樣,兩者之間的穩定性就會大大的提高,而且變形的幾率也會降低,最終就有可能使得地基能夠符合技術的相關要求。此外,可以在軟土上部鋪滿沙子,然后再將一些工程材料鋪在沙子上,如果是工程材料收到拉扯,就能夠對沙子的一些受力分布來進一步的調節,這樣就能夠在很大程度上將地基的沉降予以減少,將地基的穩定性予以提高。
(六)灌漿法
把一些能夠凝固的液體利用各種方法,比如說氣壓法以及加壓法等,注入進地基與建筑物相結合的空隙中 或者是注入進土層中。在灌漿的過程中,往往是采用粘土漿、水泥漿等以及一些其他的相關化學物質,比如說硅酸鹽以及聚氨酯等材料。對于這種方法,就一般會適用于淤泥的軟土地。
(七)樁基法
如果軟土層比較厚、分布的面積比較廣、含水量比較高,那么就可以理應這種方法來對其加固處理。對于早期的一些樁基,一般是利用砂石來做水泥樁,但是隨著樁基技術的不斷發展,這種水泥樁已經慢慢的被淘汰,而預應力管樁以及鋼筋的混凝土樁已經在不斷的得到應用。這種樁就具有質量高、成本低、承載力強、以及方便快速的進行施工等等特點。
此外,還有加筋加固法、硅化加固法、以及強夯法等等,這些都已經在不斷的發展著,增加了對軟土層的應對措施。
總結:總之,在水利施工中經常會遇到軟土層的問題,這就需要相關的技術工作人員應該根據不同的情況來選擇一些不同的方法與措施,嚴格的控制施工的過程,進而來保證施工的順利進行。
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關鍵詞:軟土地基處理施工經驗
Abstract: the soft soil foundation general shear strength is low and high compactness, processing not easy to cause the building subsidence or craze, or even collapse. Common soft soil foundation such as mud and muddy soil, hydraulic fill, rinse, fill in the form of blunt sands of the filled soil, s more recent muddy beach and river flood plain, etc.
Key words: soft soil foundation, processing, construction, experience
中圖分類號:TV文獻標識碼:A 文章編號:
軟土地基一般抗剪強度較低、壓縮性較高,處理不當容易造成建筑物沉陷或開裂,甚至倒塌。常見的軟土地基如淤泥及淤泥質土,水力吹填、沖填泥砂形成的沖填土,年代較近的泥質海灘和河流泛濫平原等。下面就幾種常用的地基處理方法結合自己的施工經驗談一談自己的看法。
一、置換法
置換法是軟土地基處理中最最常見的方法,通常根據地基性質的不同分為換填法、振沖置換法等。換填法主要用于處理地基表層存在著厚度不大且易于挖除的不良土層,然后回填有較好壓密特性的土進行壓實或夯實,或者換填級配砂石、灰土及水泥土等。形成良好的持力層,從而改變地基的承載力特性,提高抗變形和穩定能力。振沖置換法是利用專門的振沖機具,在高壓水射流下邊振邊沖,在地基中成孔,再在孔中分批填入碎石或卵石等粗粒料形成樁體。該樁體與原地基土組成復合地基,達到提高地基承載力減小壓縮性的目的。振沖置換法常用于用于強度很低的軟黏土地基。
二、擠密法
擠密法是以另外一種散體材料用一定的施工方法以“樁的形式”植入地基,使地基產生側向擠密作用。一方面原地基土得到擠密,強度提高,另一方面“樁”被看作為一種豎向加筋增強體,與被擠密的地基組成復合地基。增強體材料可以是砂、碎石、灰土、塊石等材料。常見的有振沖法、沉管法、夯擊法等。
振沖密實法是利用專門的振沖器產生重復水平振動和側向擠壓作用,使土體的結構逐步破壞,孔隙水壓力迅速增大。由于結構破壞,土粒有可能向低勢能位置轉移,這樣土體由松變密。振沖密實法通常適用于人工填土地基、雜填土地基或松砂地基等等。振沖可以使土體產生液化和振密,同時,邊振邊灌砂石料,形成堅實的樁體,可以顯著提高強度,增強地基的整體穩定性,減少地基沉降量,提高地基的抗液化能力。
沉管砂石樁是利用沉管制樁機械在地基中錘擊、振動沉管成孔或靜壓沉管成孔后,在管內投料,邊投料邊上提(振動)沉管形成密實樁體,與原地基組成復合地基。該方法主要應用于軟弱黏性土地基。樁體材料可以是砂、碎石或灰土等。
夯擊碎石樁是利用重錘夯擊或者強夯方法將碎石夯人地基,在夯坑里逐步填入碎石,反復夯擊以形成碎石樁或塊石礅。碎石樁(塊石墩)對地基有置換作用,形成復合地基;夯擊時因夯擊能量較大,對地基施加的巨大沖擊能,使地基產生超靜孔隙水壓力,地基土結構破壞和重新調整,而后孔隙壓力逐漸消散,使地基土的性質改善;夯擊時所形成的碎石樁也是良好的豎向排水通道,將加速地基固結。該法多用于雜填土、軟弱黏性土地基,對于淤泥或淤泥質土僅有排淤置換作用,當軟土深厚無堅實下臥層時,樁將會懸于軟土中,這種處理辦法則不宜適用。
三、拌和法
拌和法是用專門的施工機械將水泥漿液、水泥粉或石灰粉(漿)等注入地基土中拌和成樁體。這種樁體與原地基一起組成復合地基。常用的有高壓噴射注漿法和深層攪拌法。
高壓噴射注漿法又稱高壓旋噴樁,是指以高壓力使水泥漿液通過管路從噴射孔噴出,直接切割破壞土體的同時與土拌和并起部分置換作用。凝固后稱為拌和樁體,這種樁體與地基一起形成復合地基,也可以用這種方法形成擋土結構或防滲結構。