第一篇:淺談剛性基礎下局部軟弱地基處理及施工
淺談剛性基礎下局部軟弱地基段的處理及施工
在低層或多層房屋剛性基礎(條形基礎)施工中,出現局部軟弱地基現象時有發生。采用本文下述方法處理簡捷而穩妥。
一、小片石夯擠法強化地基
當基底持力層軟土的地基承載力特征值≤原設計地基承載力特征值的20%時,采用此方法。本法適用除粉沙土層以外的任何土層地基。特別適用于基底下0.5~1.2米松密不一的雜填土層。
(一)、當基槽挖到基底標高后,選用150~250mm的小片石,小面朝下,呈梅花型分層多層布置,用直立式打夯機分層多遍擠密夯實,直到最后幾夯小片石下沉量很小為止。從而強化地基持力層的均勻、密實度,減少變形,提高地基承載力。
(二)、當無機械夯實條件時,采用人工夯實亦可。其夯重不得小于50公斤,落錘高度不小于0.6米,最后幾夯貫入度不得大于10毫米。
(三)、小片石夯入軟土層中,擠密力度可深達0.5~0.8米。提高地基承載力20~30%。
二、加大軟弱地基段基礎的底寬和埋置深度。
當局部軟土層的地基承載力特征值<原設計地基承載力特征值的20%以上時,采用實測軟土層的工程特性指標,經計算后,加大底寬或埋置深度處理。
例:某墻下條形砼基礎,原設計基礎底面處的平均壓力F=280kpa/M,基礎埋深1.5M,地基土為一般粘性土(r=18.5kn/ m3 e=0.50,IL=0.0,Ip=8),其承載力特征值為fak=350kpa。基底以上土的加權平均重度rm=18kn/m3。磚墻寬b=0.24m,基礎設計寬b1=b2=0.35m。高H1=0.2m。
在該墻軸線基底持力層有一段軟弱粉質粘土層(實測:r=18.5kn/ m3 e=0.80,IL=1,Ip=5),其承載力特征值經查表得fak=150kpa(小于設計地基承載力特征值40%)。基底以上土的加權平均重度rm=18kn/m3。依據以上實測軟土層的工程特性指標計算結果如下:
1、礎類型及計算
基礎類型:剛性基礎
剖面:
2、依據規范
《建筑地基基礎設計規范》(GB 50007--2002)《混凝土結構設計規范》(GB 50010--2002)
3、幾何數據及材料特性
計算所得尺寸:
B1=b2 = 700(mm), B = 240(mm)
H1 = 600(mm)《混凝土結構設計規范》(GB 50010--2002)
4、荷載數據
1.作用在基礎頂部的基本組合荷載(每沿米范圍內的荷載)豎向荷載F = 280.00kN 土自重G = 56.70kN My = 0.00kN Vx = 0.00kN 2.作用在基礎底部的彎矩設計值
繞y軸彎矩: M0y = My + Vx * h = 0.00 +(0.00)*0.60 = 0.00kN*m
5、修正地基承載力
計算公式:《建筑地基基礎設計規范》(GB 50007--2002)fa = fak + ηb*γ*(b-3)+ ηd*γm*(d-0.5)
(式5.2.4)式中:fak = 150.00 kPa ηb = 0.50,ηd = 2.00 γ = 18.50 kN/m
3γm = 18.00 kN/m3
b = 1.00 m,d = 1.50 m 如果 b < 3m,按 b = 3m, 如果 b > 6m,按 b = 6m 如果 d < 0.5m,按 d = 0.5m fa = fak + ηb*γ*(b-3)+ ηd*γm*(d-0.5)
= 150.00 + 0.50*18.50*(3.00-3.00)+ 2.00*18.00*(1.50-0.50)
= 186.00 kPa 修正后的地基承載力特征值 fa = 186.00 kPa
6、軸心荷載作用下地基承載力驗算
pk =(Fk+Gk)/A 其中:A = 1.00 * 1.40 = 1.40m
2Fk = F/Ks = 280.00/1.35 = 207.41kN
Gk = G/1.35 = 56.70/1.35 = 42.00kN
pk =(Fk+Gk)/A =(207.41 + 42.00)/ 1.40 = 178.15 kPa ≤fa, 滿足要求
7、剛性基礎放大角驗算
計算公式:
按《混凝土結構設計規范》(GB 50010--2002)下列公式驗算:
Ho ≥(b-b0)/2tanα
(8.1.2)混凝土剛性基礎寬高比:
pk = 178.15 kPa ≤ 200 kPa tanα = 1.00(b-b0)/(2 * tanα)=(1.40-0.24)/(2*1.00)= 0.58 m ≤ h = 0.60 m 滿足要求!
可見基礎寬度由原設計0.7m加寬到1.4m,以確保上部荷載對地基承載力的要求;基礎厚度由原設計0.2m增加到0.6m,以滿足剛性基礎對剛性角的要求。
第二篇:特殊路基處理-軟弱地基施工方法范文
特 殊 路 基 施 工
軟 土 地 基 處 理 方 法
2012160201
劉知樂
特殊路基施工
軟土地基處理方法
前言
路基在整個公路施工中是最為重要的一部分,在部分區位不同的地區,原地面的整體情況各不相同,在特殊路基中,軟土路基是最為難處理的。這主要在于軟土地基的組成成分——壓縮層主要由淤泥及淤泥質土、吹填土、雜填土或其他高壓縮性土層組成。一般認為,只要外荷載加在土基上,有可能出現有害的過大變形和強度不夠問題,使建筑物(路基,橋涵的構造物)出現下沉、裂縫甚至破壞,這種地基都應該視為軟土地基。軟土地基可能引起的問題
1.由于道路等級高,路堤填土高,引起路基的沉降,路堤失穩。2.橋頭路堤與橋臺的沉降差,再高速行駛的情況下,引起跳車。3.軟基沉降量超出工后范圍。4.軟基上結構物的沉降、涵管彎曲。
5.軟基上各類路面結構類型的設計與施工存在的問題。一.地基處理的目的
地基處理的目的在于利用換填、夯實、擠密、排水、膠結、加筋和熱學的方式對軟基進行加固,用以改善地基土的工程特性。
a.提高地基的抗剪強度 b.降低地基的壓縮性 c.改善地基的透水特性 d.改善地基的動力特性
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。
從軟基加固角度來說,一般砂類土地基承載力比黏質土地基承載力高,沉降也比黏質土小,并且由于砂類土較易透水,它在外荷載作用下產生的沉降能在短時間完成,不像黏質土那樣有一個漫長的過程。但是砂類土,特別是松散的細砂或者粉砂,在的真理作用下會發生液化,所以砂類土加固如何防止液化是一項重要方面。二.軟土地基的處理方法
1)換填土法 2)拋石擠淤法 3)排水固結法 4)復合地基加固法 三.軟土地基處理施工方法 A.換填土法
當軟土地基的承載力和變形滿足不了設計要求,而軟土厚度不大,將基礎的底面以下或全部軟土挖出,然后分層換填強度較大的砂、碎石、素土、粉煤灰、灰土等性能穩定、無侵蝕性的材料,并壓(夯,振)實至要求的密度,這種地基處理方法稱之為換填土法。適用范圍
適合淺層軟弱地基及不均勻地基處理(JGJ79-2002)a墊層壓實方法
1.機械碾壓、重錘夯實、振動壓實法作為壓(夯、振)實墊層的不同施工方法,不但可以處理分層回填墊層材料,同時又可以同地基表層土。
2.當地基表層具有一定厚度的硬殼層,其承載能力較好,能上一般的運輸機械時,一般采用機械分堆鋪法,及先堆成若干砂堆,然后用機械或人工攤平。當硬殼承載力不足時,一般采用順序推進攤鋪法。
3.當軟土地基表面很軟,如新沉積或新吹填不久的超軟地基,首先要改善地基表面的持力條件,使其能上施工人員和輕型運輸工具。工程上常用如下措施:
Ⅰ.地基表面鋪荊笆。搭接處用鉛絲綁扎,用以承受墊層等荷載引起的拉力,搭接長度取決于地基土的性質,一般搭接長20cm。當采用兩層荊笆時,應將搭接處錯開,錯開的距離以搭接的一般為宜。
Ⅱ.表面鋪設塑料編織網或者尼龍紡織網,紡織網上作砂墊層。表面鋪設土工合成材料,土工合成材料上再鋪排水墊層。
以上皆為超軟地基處理方法,它們即可單獨使用,亦可混合使用,因地適宜改變材料。但應注意:飽水后,材料要有足夠的抗拉強度;當被加固地基處在邊坡位置或將來有水平力作用時,由于材料腐爛而形成軟弱夾層,給加固后地基的穩定性帶來潛在影響。
Ⅲ.盡管對超軟地基表面采取了加強措施,但持力條件任然很差,一般輕型機械上不去,在這種情況下,通常采用人工或輕便機械順序推進鋪設,如用人力推車或用輕型小翻斗車鋪墊。
無論采用任何方式,在排水墊層的施工過程中都應該注意避免對軟土表面的過大擾動,以免造成砂和淤泥混合,影響墊層排水效果。具體方法
a.機械碾壓法是采用各種壓實機械,如壓路機、羊足碾、振動碾等來壓實地基土的一種壓實方法。這種方法常用于大面積填土的壓實、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。施工時,先按設計挖掉要處理的軟弱土層,把基礎底部土碾壓密實后,再分層填土,逐層壓密填土。
b.重錘夯實法是利用起重設備將夯錘提升到一定高度,然后自由落錘,利用重錘自由下落時的沖擊能來夯實淺層土層,重復夯打,使淺部地基土或分層填土夯實。主要設備為起重機、夯錘、鋼絲繩和吊鉤等。重錘夯實法—般適用地下水位距地表0.8m以上非飽和的粘性土、砂土、雜填土和分層填土,用以提高其強度,減少其壓縮性和不均勻性,也可用于消除或減少濕陷性黃土的表層濕陷性,但在有效夯實深度內存在軟弱土時,或當夯擊振動對鄰近建筑物或設備有影響時,不得采用。因為飽和土在瞬間沖擊力作用下水不易排出,很難夯實。
c.振動壓實法是利用振動壓實機將松散土振動密實。地基土的顆粒受振動而發生相對運動,移動至穩固位置,減小土的孔隙而壓實。此法適用于處理無粘性土或粘粒含量少、透水性較好的松散雜填土以及礦渣、碎石、礫砂、礫石、砂礫石等地基。
總的來說,墊層施工應根據不同的換填材料選擇施工機械。粉質粘土、灰土宜采用平碾、振動碾和羊足碾,中小型工程也可采用蛙式打夯機、柴油夯;砂石等宜采用振動碾;粉煤灰宜用平碾、振動碾、平板式振動器、蛙式夯;礦渣宜采用平碾、振動碾、平板式振動器。B.拋石擠淤法
拋石擠淤為強迫換土的一種形式,通過在軟粘土中拋入較大的片石、塊石,使片石、塊石強行擠出軟粘土并占據其位置,以此來提高地基承載力、減小沉降量,提高土體的穩定性。
拋石擠淤法一般適用于厚為3~4m的軟土層和常年積水且不易抽干的湖、塘、河流等積水洼地,以及表層無硬殼、軟土的液性指數大、層厚較薄、片石能沉達下臥硬層的情況。由于拋石擠淤法施工簡單,不用抽水、不用挖淤、施工迅速,所以現場樂于采用,特別是在路基工程中,當道路路基穿越或部分穿越河塘洼地時,更是常用此法來處理其下的軟土地基。
拋石擠淤法施工時,拋石順序應自路堤中部開始,然后逐次向兩旁展開,使淤泥向兩側擠出。當拋入的片石露出水面后,用重錘夯實或用壓路機等機械碾壓密實,然后在其上鋪設反濾層再行填土。當下臥巖層面具有明顯的橫向坡度時,拋石應從下臥層高的一側向低的一側擴展,并且在低的一側適當高度范圍內多填一些,以增加其穩定性。
在片石拋填出水面之后,宜用強力振實設備進行振實,是片石落位穩定。然后在已穩定的片石上鋪墊一層碎石,再次進行強力振實和碾壓,是碎石嵌入片石縫中,反復進行,以使填石密實。此層完成之后,按一般路堤施工方法進行路堤的填筑。拋石擠淤斷面圖如下:
其他施工方法 C.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。D.復合地基加固法
砂樁擠密法、碎石擠密法、CFG樁法、樹根樁法、夯實擴底樁與混凝土薄壁管樁法、水泥攪拌樁法。、石灰攪拌樁法、高壓旋噴樁法等。四.質量檢驗 換填土法等質量檢驗、驗收方法:
一般采用環刀法、貫入儀法、靜力觸彈、輕型動力觸探或標貫試驗法檢驗;砂石、礦渣墊層可用重型動力觸探。墊層壓實系數檢驗方法:
環刀法、灌砂法、灌水法等。(分層檢驗)竣工驗收:
采用靜載荷試驗。
第三篇:筏板基礎下軟弱地基層處理及降水施工方案
中和花園2#樓
筏板基礎下軟弱地基層處理及局部降水
施工方案
河南六建建筑集團有限公司
第一項目部 2007年4月30日
筏板基礎下軟弱地基層處理及降水方案
一、目前現場情況;
我項目部根據上二次勘察、設計、監理、甲方現場確定的開挖方案已基本施工到位,開挖至底標高136.5~136.0左右,平均超挖3~3.5米。但現場又出現了新情況、新變化。首先,較大面積出水,1#樓已部分實施降水后,現在水位穩定在136.2;其次、地質報告尚未反映出的泥卵層、砂窩均被揭示出來,雖然面積不大,但數量較多。是否繼續往下處理泥卵層、怎樣界定處理開挖范圍,是否采用降水措施等問題尚不清楚;為此,我項目部向甲方提出:請地質勘察、設計、監理、甲方再次現場會審指導,統一思路,拿出可行施工方案。
4月30日下午,地質勘察、設計、監理、甲方第三次在我2#樓施工現場對地質情況的特殊性給予了綜合考察、評價,最后統一確定如下指導思路和方案。
二、處理辦法:
根據現場實際情況,必須把軟弱層(泥卵層、砂窩等)清理干凈,在對軟弱土層處理時,必須進行降水。一方面方便土方開挖操作,全面、干凈地把軟弱層處理完畢,保證質量。另一方面便于控制、鑒別泥卵層,減少開挖量,減小建設投資。
4~○9/ ○C~○L范圍內表面、及表面下500㎜不干凈的1、西邊○泥卵給予清除出去。14~○20/ ○K~○F范圍內的砂層全部給予清除干凈。
2、○
3、地質報告中揭示的30#~33#號探井范圍內,以控制標高為主,對3-2層全面開挖,若標高下沒有臟泥卵,到此為止,若標高下仍有較大面積泥卵,仍需下挖至干凈。
49~○57/ ○L~○G軸線范圍內斜坡面上中間夾層(泥卵層)
4、對○,以斜坡面泥卵層底為標準,全部把泥卵層剝離掉。
三、具體施工措施:
1、降水施工措施:
根據現場情況,我項目部積極準備、抓緊時間、高質量地把軟弱層給予處理掉,為下一步施工創造條件。采取以1#樓井點降水為主,采取以明排降水為輔的施工方案。
在1#樓大面積降水的基礎上,我項目部在基坑北邊先挖一個深2米左右的集水坑,用4臺大功率抽水設備在同一集水坑內連續不斷地抽水,使抽出的水經過沉淀排到市政雨水井內,搶時間迅速地處理30#~33#號探井范圍內對3-2泥卵層的全面開挖。
需準備以下機具和材料:在現場砌一個3.5長×1.5寬×1.0 深的沉淀池,內側1:2粉刷;4臺大功率抽水設備,4條50米長消防水袋,直徑100的PVC管200米及彎管、膠的輔助材料,配電箱一個。
待泥卵層處理完成,及時用4:3:3級配的砂卵石分層回填、壓實至標高136.5左右水位以上處,最后再用C15素混凝土一次性對集水坑范圍內給予混凝土澆筑,使混凝土的重力將坑內最后一部分污水排出坑外。
2、軟弱地基處理施工順序:
在準備機具的同時,仍以機械開挖為主,由西至東,先對西14~○20/ ○K~○F范圍內的砂層全部給予清除干凈并平整場地。部○4~○9/ ○C~○L范圍內表面、及表面下500㎜不干其次對西邊○凈的泥卵層的清除施工,并平整場地,達到能回填的要求。
第三步;在降水達到要求的情況下,迅速組織力量對30#~33#號探井范圍內,以控制標高135.5米為主,對3-2層全面開挖,以全面符合勘察、設計的要求。經勘察、設計現場驗槽合格后,再回填級配砂石至水位以上。待大面積級配砂石回填至水位標高后,再處理集水坑部分。
49~○57/ ○L~○G軸線范圍內斜坡面上中間夾層(泥卵最后,對○層),以斜坡面泥卵層底為標準,全部把泥卵層剝離掉。但需保留現有坡道不變,以便車輛上下運輸臟泥卵和級配砂石。坡道可以隨回填進度逐步開挖回填。
3、進度安排:
如果沒有其它原因,整個地基軟弱層處理力爭在5月10日結束。
四、建議;
1、由于主筏板基坑超挖嚴重,垂直深度已達5.3米,放坡寬度不足地質報告要求并已不法再放寬,建議甲方、監理,對二級放坡面做邊坡支護,防止坑壁坍塌以及由于坍塌而造成人員傷亡事故的發生。
2、級配砂石準備好或認可砂石料場。以便最快地回填,減小對地基的影響。
正負0.000=自然地坪獨立基礎底)原筏板底)超挖部分西北角)東南邊)中和花園2#樓地基軟弱層開挖處理后標高斷面圖
河南六建建筑集團有限公司
第一項目部 2007年5月1日下午
第四篇:淺談軟弱地基處理方法研究進展
淺談軟弱地基處理方法研究進展
[論文關鍵詞]軟弱地基;處理方法
[論文摘要]地基處理的研究一直是土木工程的一個熱點,常用的軟弱地基處理方法分四大類,應綜合考慮選擇合理經濟的方法。
我國《建筑地基基礎設計規范》(GB50007—2002)中規定,軟弱地基系指主要由淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構成的地基。它是指基本上未受過地形及地質變動,未受過荷載及地震動力等物理作用或土顆粒間的化學作用的軟粘土、有機質土、飽和松砂和淤泥質土等地層構成的地基。
1.軟弱地基加固處理方法
軟弱地基的加固處理[1],按其原理和作法的不同,可分為以下四類:
1.1排水固結法
排水固結法又稱預壓法,其包括堆載預壓法、超載預壓法、真空預壓法、真空與堆載聯合作用法、降低地下水位法和電滲法等多種方法;通過在預壓荷載作用下使軟粘土地基土體中孔隙水排出,土體發生固結,土中孔隙體積減小,土體強度提高,達到減少地基施工后沉降和提高地基承載力的目的。
1.2振密、擠密法
振密、擠密法有表層原位壓實法、強夯法、振沖密實法、擠密密實法、爆破擠密法和土樁、灰土樁等多種方法;采用一定措施,通過振動和擠密使深層土密實,使地基土孔隙比減小,強度提高。
1.3置換及拌入法
置換及拌入法有換填墊層法、振沖置換法、高壓噴射漿法、深層攪拌法、褥墊法等多種方法;采用砂、碎石等材料置換軟弱土地基中部分軟弱土體或在部分軟弱土地基中摻入水泥、石灰或砂漿等形成加固體,與未被加固部分的土體一起形成復合地基,從而達到提高地基承載力減少沉降量的目的。
1.4加筋法
加筋法有加筋土法、錨固法、樹根樁法、低強度砼樁復
合地基法、鋼筋砼樁復合地基法等多種方法。通過在土層埋設強度較大的土工聚合物、拉筋、受力桿件等達到提高地基承載力,減小沉降,維持建筑物穩定。
以上方法的原理、適用范圍及工程實例可參考殷宗澤、龔曉南主編的《地基處理工程實例》[2]一書。
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[3]。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.地基處理技術的創新
近幾年來,世界各地因地制宜的發展了許多新的地基處理方法。
3.1。添摻外加劑方面[4]
以前的地基處理方法大多從機械設備著手,從而建立某種工法,而從材料入手提高地基處理質量和效果的較少。高性能土壤固化劑土壤混合后,特別是與高含水量和富含有機
質的淤泥發生一系列物理化學反應,形成相互連接的網狀結構,從而提高固化土的強度,減少地基變形。通過室內實驗和現場試驗證明,用高性能土壤固化劑作地基處理特別是對軟弱地基的處理很有效,比普通水泥加固效果好的多,此項技術在國外應用已相當普遍已有很成熟的研究機構和公司,但在國內尚屬起步階段。
3.2綜合應用水平方面
重視多種地基處理方法的綜合應用可取得較好的社會經濟效益。
真空預壓法與高壓噴射注漿法結合可使真空預壓應用于水平滲透性較大的土層,而高壓噴射注漿法與灌漿相結合使糾偏加固技術提高到一個新的水平[5]。
單用動力固結法(俗稱強夯法)處理飽和軟粘土地基時卻極易產生“橡皮土”現象,難以達到預期效果。為此,巖土工程界將強夯法和排水固結法結合起來,開創了“動力排水固結法”這項新技術[6]。
3.3.可持續發展方面
我國《建筑地基處理技術規范》JGJ79—2002已經將粉煤灰正式列為換填墊層法可采用的一種墊層材料。
渣土樁又稱“孔內深層夯擴擠密樁”,是一種新型地基處理方法,其充分利用建筑垃圾,變廢為寶,施工現場干凈無污染。
地基處理技術還被用于防止有害物滲出液污染地下水以及防止其他已被污染區域地下水的流動造成污染擴散。近期出現的處理新技術是讓被污染的地下水通過含有將地下水中有害物變性、吸收及降解的鐵屑或碳顆粒的活性截水墻PRB使地下水得到凈化[7]。
4.結語
我國地基處理技術發展很快,但還有許多方面需進一步研究:
(1)發展現場監測技術的研究。
(2)發展測試技術的研究
(3)促進地基處理理論方面的進一步發展。
(4)完善工法的質量檢驗手段。
(5)發展地基處理新技術,提高地基處理技術的綜合應用水平的研究。
(6)要因地制宜合理選用處理方法。正確評價各種地基處理方法的適用性。
(7)研制新機械新材料,提高施工工藝,實現信息化施工的研究。
(8)深化施工管理體制改革,重視專業施工隊伍建設。
參考文獻
[1]顧曉魯,錢鴻縉,劉惠珊,汪時敏.地基與基礎[M]北京:中國建筑工業出版社,2003,(15):576
[2]殷宗澤,龔曉南地基處理工程實例[M]北京:中國水利水電出版社,2000(1):14~17
[3]陳莞爾軟弱地基加固方法的合理選擇[J]地基基礎,2004
[4]於春強,鄭爾康高性能土壤固化劑及在地基處理中的應用[J]第九屆土力學及巖土工程學術會議論文集2003
[5]朱祖梁,黃光明軟土地基處理方法的實例分析[J]中國煤田地質,2005,6
[6]雷學文,白世偉,孟慶山,王吉利動力排水固結法加固飽和軟粘土地基試驗研究[J]施工技術2004
[7]鄭剛,閆旺地基處理[J]第九屆土力學及巖土工程學術會議論文集2003 11
第五篇:軟弱地基處理方法選擇探討
馮曉滿 2014-2-28 17:23:16 軟弱地基處理方法選擇探討 開始寫 2500字
軟弱地基處理方法選擇探討
摘要:本文首先闡述了軟弱土的特征和軟弱地基土處理的目的及原則,然后探討了軟弱地基處理常見方法,最后結合工程實例進行了研究,供參考。關鍵詞:軟弱土;地基處理;方法 軟弱土的特征
軟弱土系指淤泥、淤泥質土和部分沖填土、雜填土及其他高壓縮性土。由軟弱土組成的地基稱為軟弱土地基,其工程特性如下:
a.含水量較高,孔隙比較大。根據統計,軟土的含水量一般為 35% ~80%,孔隙比為 1 ~2。
b.壓縮性較高。軟土的壓縮系數 α1-2在 0.5 ~1.5MPa-1之間,有些高達 4. 5 MPa-1,且其壓縮性往往隨著液限的增大而增加。
c.抗剪強度很低。天然不排水軟土的抗剪強度一般小于 20kPa。其變化范圍約在 5 ~25kPa。
d.滲透性較差。軟土的滲透系數一般在 i × 10-5~i × 10-7mm / s(i = 1,2…,9)之間。因此軟土層在自重或荷載作用下達到完全固結所需的時間很長。
e.具有顯著的結構性。特別是濱海相的軟土,一旦受到擾動(振動、攪拌或搓揉等),其結構受到破壞,土的強度顯著降低,甚至呈流動狀態。軟土受到擾動后強度降低的特性可用靈敏度表示。我國東南沿海軟土的靈敏度約為 3 ~9cm/s,屬高靈敏土或極靈敏土。
f.具有明顯的流變性。軟土在不變的剪應力的作用下,將連續產生緩慢的剪切變形,并可能導致抗剪強度的衰減。在固結沉降完成之后,軟土還可能繼續產生可觀的次固結沉降。
軟土具有強度低、壓縮性較高和滲透性較差等特性,必須重視地基的變形和穩定問題,如果不作任何處理,一般不能承受較大的建筑物荷載。軟弱地基土處理的目的和原則 2.1 地基處理的目的
地基處理的目的主要是改善地基的工程性質,包括改善地基土的變形特性和滲透性,提高其抗剪強度等。
2.2 地基處理的原則 地基處理有許多方法,各種方法都有各自的特點和作用機理。沒有哪一種方法是萬能的,對于每一個工程都必須進行綜合考慮,通過幾種可能采用的地基處理方案的比較,選擇一種技術可靠、經濟合理、施工可行的方案,既可以是單一的地基處理方法,也可以是多種地基處理方法的綜合。軟弱地基處理方法淺析
目前軟弱地基處理方法主要有以下幾類。3.1 換土墊層 a.主要方法:素土墊層、砂墊層、碎石墊層。
b.原理及作用:挖去淺層土,換用比較好的土料,以提高持力層的承載力,減少部分沉降量,并消除或部分消除土的濕陷性、脹縮性及防止土的凍脹作用,改善土的可液化性能。
c.適用范圍:適用于處理淺層軟弱土地基、濕陷性黃土地基、膨脹土地基、季節性凍土地基。
3.2 碾壓夯實
a.主要方法:機械碾壓法、振動壓實法、重錘夯實法、強夯法。
b.原理及作用:通過機械碾壓或夯擊壓實土的表層,而強夯法則利用強大的夯擊功迫使深層土液化和動力固結而密實。提高地基土的強度,減少部分沉降量,消除或部分消除黃土的濕陷性,改善土的可液化性。
c.適用范圍:一般適用于砂土及含水量不高的黏性土。強夯法應注意其振動對附近建筑物的影響。
3.3 排水固結法
a.主要方法:堆載擠壓法、砂井堆載預壓法、排水板法、井點降水預壓法、真空預壓法。
b.原理及作用:通過改善地基的排水條件和施加預壓荷載,加速地基的固結和強度增長,提高地基的穩定性,并使沉降提前完成。
c.適用范圍:適用于處理厚度較大的飽和軟土層,但需要具體預壓條件(時間),對于厚的泥炭層則要慎重。
3.4 振動擠密
a.主要方法:砂樁擠密法、土樁擠密法、灰土樁擠密法、生石灰擠密法、振沖法。b.原理及作用:通過擠密或振動使深層土密實,并在振動擠密過程中回填砂、礫石等形成砂樁或碎石樁,與樁間土一起組成復合地基,從而提高地基承載力,減小沉降量。
c.適用范圍:適用于處理砂土、粉砂或部分黏土顆粒含量不高的黏性土。3.5 化學加固
a.主要方法:硅化法、旋噴法、堿液加固法、水泥灌漿法、深層攪拌法。
b.原理及作用:通過注入化學漿液將土粒膠結,或通過化學作用或機械拌和等方法改善土的性質,提高地基承載力。
c.適用范圍:適用于處理砂土、黏性土、濕陷性黃土等地基,特別適用于工作事故處理。工程實例 4.1 工程概況
某工程區域位于青東 5 區塊內,萊州灣西近岸海區,灣內灘涂廣闊,其中潮灘和海灘面積為811.73km2,巖灘 0.46km2,灣內大部分水深在 10m 以內,屬于典型的灘海油田。青東 5 區塊 1 號人工島距廣利港直線距離 24.4km,距東營防潮大堤約 8.2km。
青東 5 區塊 1 號島呈矩形布置,長邊東南向,短邊東北向,有效面積為 150m × 90m。平均水深為 4m,海底高程約為 -3.5m。島面設計高程為 3.8m,竣工時頂高程為 4.0m,預留沉降為 20cm。人工島四周設擋浪墻,擋浪墻設計頂高程為 5.0m,竣工時頂高程為5.2m,預留沉降為 20cm。
4.2 場地地貌和工程地質、水文地質條件 擬建人工島地貌主要是海、陸相交替沉積的濱海水下三角洲,地勢整體緩慢向海中傾斜,平均海拔高程約為 -3.5m,地面坡度約為 0.64。
擬建工程所在地泥面以下至 9m 左右地層組成以淤泥質軟土為主,間夾薄層粉土。在勘察揭露深度內,場地地層均由第四紀近沉積土和一般沉積土構成。4.3 地基處理方案比選 結合本工程地質條件差、工程特征及建設工期短的情況,根據各種地基處理方式的特點,進行了方案的比選,本工程擬采用碎石樁及塑料排水板共同進行地基處理:
(1)島體四周采用碎石樁加固。碎石樁法是指在地基中設置由碎石組成的豎向樁體,設置碎石樁后樁體與樁間土形成復合地基,對地基土起置換作用,以提高地基承載力和減少沉降,從而達到地基處理的目的。(2)島體下采用塑料排水板進行地基處理。為了有效地對本工程的深厚軟土地基進行處理,加快地基土固結,提高軟弱土的承載能力,采用排水固結法進行加固。
從已完成碎石樁情況看采用碎石樁處理的海里軟弱地基達到了預期效果,具體效果有待于地基處理工程完成,及人工島完工后進一步檢驗、論證。
參考文獻: JTJ 246-2004 港口工程碎石樁復合地基設計與施工規范[S]. 2 JS 206-1-2009 水運工程塑料排水板應用技術規程[S]