第一篇:浅谈刚性基础下局部软弱地基处理及施工
浅谈刚性基础下局部软弱地基段的处理及施工
在低层或多层房屋刚性基础(条形基础)施工中,出现局部软弱地基现象时有发生。采用本文下述方法处理简捷而稳妥。
一、小片石夯挤法强化地基
当基底持力层软土的地基承载力特征值≤原设计地基承载力特征值的20%时,采用此方法。本法适用除粉沙土层以外的任何土层地基。特别适用于基底下0.5~1.2米松密不一的杂填土层。
(一)、当基槽挖到基底标高后,选用150~250mm的小片石,小面朝下,呈梅花型分层多层布置,用直立式打夯机分层多遍挤密夯实,直到最后几夯小片石下沉量很小为止。从而强化地基持力层的均匀、密实度,减少变形,提高地基承载力。
(二)、当无机械夯实条件时,采用人工夯实亦可。其夯重不得小于50公斤,落锤高度不小于0.6米,最后几夯贯入度不得大于10毫米。
(三)、小片石夯入软土层中,挤密力度可深达0.5~0.8米。提高地基承载力20~30%。
二、加大软弱地基段基础的底宽和埋置深度。
当局部软土层的地基承载力特征值<原设计地基承载力特征值的20%以上时,采用实测软土层的工程特性指标,经计算后,加大底宽或埋置深度处理。
例:某墙下条形砼基础,原设计基础底面处的平均压力F=280kpa/M,基础埋深1.5M,地基土为一般粘性土(r=18.5kn/ m3 e=0.50,IL=0.0,Ip=8),其承载力特征值为fak=350kpa。基底以上土的加权平均重度rm=18kn/m3。砖墙宽b=0.24m,基础设计宽b1=b2=0.35m。高H1=0.2m。
在该墙轴线基底持力层有一段软弱粉质粘土层(实测:r=18.5kn/ m3 e=0.80,IL=1,Ip=5),其承载力特征值经查表得fak=150kpa(小于设计地基承载力特征值40%)。基底以上土的加权平均重度rm=18kn/m3。依据以上实测软土层的工程特性指标计算结果如下:
1、础类型及计算
基础类型:刚性基础
剖面:
2、依据规范
《建筑地基基础设计规范》(GB 50007--2002)《混凝土结构设计规范》(GB 50010--2002)
3、几何数据及材料特性
计算所得尺寸:
B1=b2 = 700(mm), B = 240(mm)
H1 = 600(mm)《混凝土结构设计规范》(GB 50010--2002)
4、荷载数据
1.作用在基础顶部的基本组合荷载(每沿米范围内的荷载)竖向荷载F = 280.00kN 土自重G = 56.70kN My = 0.00kN Vx = 0.00kN 2.作用在基础底部的弯矩设计值
绕y轴弯矩: M0y = My + Vx * h = 0.00 +(0.00)*0.60 = 0.00kN*m
5、修正地基承载力
计算公式:《建筑地基基础设计规范》(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 修正后的地基承载力特征值 fa = 186.00 kPa
6、轴心荷载作用下地基承载力验算
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, 满足要求
7、刚性基础放大角验算
计算公式:
按《混凝土结构设计规范》(GB 50010--2002)下列公式验算:
Ho ≥(b-b0)/2tanα
(8.1.2)混凝土刚性基础宽高比:
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 满足要求!
可见基础宽度由原设计0.7m加宽到1.4m,以确保上部荷载对地基承载力的要求;基础厚度由原设计0.2m增加到0.6m,以满足刚性基础对刚性角的要求。
第二篇:特殊路基处理-软弱地基施工方法范文
特 殊 路 基 施 工
软 土 地 基 处 理 方 法
2012160201
刘知乐
特殊路基施工
软土地基处理方法
前言
路基在整个公路施工中是最为重要的一部分,在部分区位不同的地区,原地面的整体情况各不相同,在特殊路基中,软土路基是最为难处理的。这主要在于软土地基的组成成分——压缩层主要由淤泥及淤泥质土、吹填土、杂填土或其他高压缩性土层组成。一般认为,只要外荷载加在土基上,有可能出现有害的过大变形和强度不够问题,使建筑物(路基,桥涵的构造物)出现下沉、裂缝甚至破坏,这种地基都应该视为软土地基。软土地基可能引起的问题
1.由于道路等级高,路堤填土高,引起路基的沉降,路堤失稳。2.桥头路堤与桥台的沉降差,再高速行驶的情况下,引起跳车。3.软基沉降量超出工后范围。4.软基上结构物的沉降、涵管弯曲。
5.软基上各类路面结构类型的设计与施工存在的问题。一.地基处理的目的
地基处理的目的在于利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学的方式对软基进行加固,用以改善地基土的工程特性。
a.提高地基的抗剪强度 b.降低地基的压缩性 c.改善地基的透水特性 d.改善地基的动力特性
改善特殊土的不良地质特性地基处理的对象是软弱地基和特殊土地基。
从软基加固角度来说,一般砂类土地基承载力比黏质土地基承载力高,沉降也比黏质土小,并且由于砂类土较易透水,它在外荷载作用下产生的沉降能在短时间完成,不像黏质土那样有一个漫长的过程。但是砂类土,特别是松散的细砂或者粉砂,在的真理作用下会发生液化,所以砂类土加固如何防止液化是一项重要方面。二.软土地基的处理方法
1)换填土法 2)抛石挤淤法 3)排水固结法 4)复合地基加固法 三.软土地基处理施工方法 A.换填土法
当软土地基的承载力和变形满足不了设计要求,而软土厚度不大,将基础的底面以下或全部软土挖出,然后分层换填强度较大的砂、碎石、素土、粉煤灰、灰土等性能稳定、无侵蚀性的材料,并压(夯,振)实至要求的密度,这种地基处理方法称之为换填土法。适用范围
适合浅层软弱地基及不均匀地基处理(JGJ79-2002)a垫层压实方法
1.机械碾压、重锤夯实、振动压实法作为压(夯、振)实垫层的不同施工方法,不但可以处理分层回填垫层材料,同时又可以同地基表层土。
2.当地基表层具有一定厚度的硬壳层,其承载能力较好,能上一般的运输机械时,一般采用机械分堆铺法,及先堆成若干砂堆,然后用机械或人工摊平。当硬壳承载力不足时,一般采用顺序推进摊铺法。
3.当软土地基表面很软,如新沉积或新吹填不久的超软地基,首先要改善地基表面的持力条件,使其能上施工人员和轻型运输工具。工程上常用如下措施:
Ⅰ.地基表面铺荆笆。搭接处用铅丝绑扎,用以承受垫层等荷载引起的拉力,搭接长度取决于地基土的性质,一般搭接长20cm。当采用两层荆笆时,应将搭接处错开,错开的距离以搭接的一般为宜。
Ⅱ.表面铺设塑料编织网或者尼龙纺织网,纺织网上作砂垫层。表面铺设土工合成材料,土工合成材料上再铺排水垫层。
以上皆为超软地基处理方法,它们即可单独使用,亦可混合使用,因地适宜改变材料。但应注意:饱水后,材料要有足够的抗拉强度;当被加固地基处在边坡位置或将来有水平力作用时,由于材料腐烂而形成软弱夹层,给加固后地基的稳定性带来潜在影响。
Ⅲ.尽管对超软地基表面采取了加强措施,但持力条件任然很差,一般轻型机械上不去,在这种情况下,通常采用人工或轻便机械顺序推进铺设,如用人力推车或用轻型小翻斗车铺垫。
无论采用任何方式,在排水垫层的施工过程中都应该注意避免对软土表面的过大扰动,以免造成砂和淤泥混合,影响垫层排水效果。具体方法
a.机械碾压法是采用各种压实机械,如压路机、羊足碾、振动碾等来压实地基土的一种压实方法。这种方法常用于大面积填土的压实、杂填土地基处理、道路工程基坑面积较大的换土垫层的分层压实。施工时,先按设计挖掉要处理的软弱土层,把基础底部土碾压密实后,再分层填土,逐层压密填土。
b.重锤夯实法是利用起重设备将夯锤提升到一定高度,然后自由落锤,利用重锤自由下落时的冲击能来夯实浅层土层,重复夯打,使浅部地基土或分层填土夯实。主要设备为起重机、夯锤、钢丝绳和吊钩等。重锤夯实法—般适用地下水位距地表0.8m以上非饱和的粘性土、砂土、杂填土和分层填土,用以提高其强度,减少其压缩性和不均匀性,也可用于消除或减少湿陷性黄土的表层湿陷性,但在有效夯实深度内存在软弱土时,或当夯击振动对邻近建筑物或设备有影响时,不得采用。因为饱和土在瞬间冲击力作用下水不易排出,很难夯实。
c.振动压实法是利用振动压实机将松散土振动密实。地基土的颗粒受振动而发生相对运动,移动至稳固位置,减小土的孔隙而压实。此法适用于处理无粘性土或粘粒含量少、透水性较好的松散杂填土以及矿渣、碎石、砾砂、砾石、砂砾石等地基。
总的来说,垫层施工应根据不同的换填材料选择施工机械。粉质粘土、灰土宜采用平碾、振动碾和羊足碾,中小型工程也可采用蛙式打夯机、柴油夯;砂石等宜采用振动碾;粉煤灰宜用平碾、振动碾、平板式振动器、蛙式夯;矿渣宜采用平碾、振动碾、平板式振动器。B.抛石挤淤法
抛石挤淤为强迫换土的一种形式,通过在软粘土中抛入较大的片石、块石,使片石、块石强行挤出软粘土并占据其位置,以此来提高地基承载力、减小沉降量,提高土体的稳定性。
抛石挤淤法一般适用于厚为3~4m的软土层和常年积水且不易抽干的湖、塘、河流等积水洼地,以及表层无硬壳、软土的液性指数大、层厚较薄、片石能沉达下卧硬层的情况。由于抛石挤淤法施工简单,不用抽水、不用挖淤、施工迅速,所以现场乐于采用,特别是在路基工程中,当道路路基穿越或部分穿越河塘洼地时,更是常用此法来处理其下的软土地基。
抛石挤淤法施工时,抛石顺序应自路堤中部开始,然后逐次向两旁展开,使淤泥向两侧挤出。当抛入的片石露出水面后,用重锤夯实或用压路机等机械碾压密实,然后在其上铺设反滤层再行填土。当下卧岩层面具有明显的横向坡度时,抛石应从下卧层高的一侧向低的一侧扩展,并且在低的一侧适当高度范围内多填一些,以增加其稳定性。
在片石抛填出水面之后,宜用强力振实设备进行振实,是片石落位稳定。然后在已稳定的片石上铺垫一层碎石,再次进行强力振实和碾压,是碎石嵌入片石缝中,反复进行,以使填石密实。此层完成之后,按一般路堤施工方法进行路堤的填筑。抛石挤淤断面图如下:
其他施工方法 C.排水固结法
排水固结法是解决淤泥软粘土地基沉降和稳定问题有效措施,由排水系统和加压系统两部分组合而成。排水系统是在地基中设置排水体,利用地层本身的透水性由排水体集中排水的结构体系,根据排水体的不同可分为砂井排水和塑料排水带排水两种。D.复合地基加固法
砂桩挤密法、碎石挤密法、CFG桩法、树根桩法、夯实扩底桩与混凝土薄壁管桩法、水泥搅拌桩法。、石灰搅拌桩法、高压旋喷桩法等。四.质量检验 换填土法等质量检验、验收方法:
一般采用环刀法、贯入仪法、静力触弹、轻型动力触探或标贯试验法检验;砂石、矿渣垫层可用重型动力触探。垫层压实系数检验方法:
环刀法、灌砂法、灌水法等。(分层检验)竣工验收:
采用静载荷试验。
第三篇:筏板基础下软弱地基层处理及降水施工方案
中和花园2#楼
筏板基础下软弱地基层处理及局部降水
施工方案
河南六建建筑集团有限公司
第一项目部 2007年4月30日
筏板基础下软弱地基层处理及降水方案
一、目前现场情况;
我项目部根据上二次勘察、设计、监理、甲方现场确定的开挖方案已基本施工到位,开挖至底标高136.5~136.0左右,平均超挖3~3.5米。但现场又出现了新情况、新变化。首先,较大面积出水,1#楼已部分实施降水后,现在水位稳定在136.2;其次、地质报告尚未反映出的泥卵层、砂窝均被揭示出来,虽然面积不大,但数量较多。是否继续往下处理泥卵层、怎样界定处理开挖范围,是否采用降水措施等问题尚不清楚;为此,我项目部向甲方提出:请地质勘察、设计、监理、甲方再次现场会审指导,统一思路,拿出可行施工方案。
4月30日下午,地质勘察、设计、监理、甲方第三次在我2#楼施工现场对地质情况的特殊性给予了综合考察、评价,最后统一确定如下指导思路和方案。
二、处理办法:
根据现场实际情况,必须把软弱层(泥卵层、砂窝等)清理干净,在对软弱土层处理时,必须进行降水。一方面方便土方开挖操作,全面、干净地把软弱层处理完毕,保证质量。另一方面便于控制、鉴别泥卵层,减少开挖量,减小建设投资。
4~○9/ ○C~○L范围内表面、及表面下500㎜不干净的1、西边○泥卵给予清除出去。14~○20/ ○K~○F范围内的砂层全部给予清除干净。
2、○
3、地质报告中揭示的30#~33#号探井范围内,以控制标高为主,对3-2层全面开挖,若标高下没有脏泥卵,到此为止,若标高下仍有较大面积泥卵,仍需下挖至干净。
49~○57/ ○L~○G轴线范围内斜坡面上中间夹层(泥卵层)
4、对○,以斜坡面泥卵层底为标准,全部把泥卵层剥离掉。
三、具体施工措施:
1、降水施工措施:
根据现场情况,我项目部积极准备、抓紧时间、高质量地把软弱层给予处理掉,为下一步施工创造条件。采取以1#楼井点降水为主,采取以明排降水为辅的施工方案。
在1#楼大面积降水的基础上,我项目部在基坑北边先挖一个深2米左右的集水坑,用4台大功率抽水设备在同一集水坑内连续不断地抽水,使抽出的水经过沉淀排到市政雨水井内,抢时间迅速地处理30#~33#号探井范围内对3-2泥卵层的全面开挖。
需准备以下机具和材料:在现场砌一个3.5长×1.5宽×1.0 深的沉淀池,内侧1:2粉刷;4台大功率抽水设备,4条50米长消防水袋,直径100的PVC管200米及弯管、胶的辅助材料,配电箱一个。
待泥卵层处理完成,及时用4:3:3级配的砂卵石分层回填、压实至标高136.5左右水位以上处,最后再用C15素混凝土一次性对集水坑范围内给予混凝土浇筑,使混凝土的重力将坑内最后一部分污水排出坑外。
2、软弱地基处理施工顺序:
在准备机具的同时,仍以机械开挖为主,由西至东,先对西14~○20/ ○K~○F范围内的砂层全部给予清除干净并平整场地。部○4~○9/ ○C~○L范围内表面、及表面下500㎜不干其次对西边○净的泥卵层的清除施工,并平整场地,达到能回填的要求。
第三步;在降水达到要求的情况下,迅速组织力量对30#~33#号探井范围内,以控制标高135.5米为主,对3-2层全面开挖,以全面符合勘察、设计的要求。经勘察、设计现场验槽合格后,再回填级配砂石至水位以上。待大面积级配砂石回填至水位标高后,再处理集水坑部分。
49~○57/ ○L~○G轴线范围内斜坡面上中间夹层(泥卵最后,对○层),以斜坡面泥卵层底为标准,全部把泥卵层剥离掉。但需保留现有坡道不变,以便车辆上下运输脏泥卵和级配砂石。坡道可以随回填进度逐步开挖回填。
3、进度安排:
如果没有其它原因,整个地基软弱层处理力争在5月10日结束。
四、建议;
1、由于主筏板基坑超挖严重,垂直深度已达5.3米,放坡宽度不足地质报告要求并已不法再放宽,建议甲方、监理,对二级放坡面做边坡支护,防止坑壁坍塌以及由于坍塌而造成人员伤亡事故的发生。
2、级配砂石准备好或认可砂石料场。以便最快地回填,减小对地基的影响。
正负0.000=自然地坪独立基础底)原筏板底)超挖部分西北角)东南边)中和花园2#楼地基软弱层开挖处理后标高断面图
河南六建建筑集团有限公司
第一项目部 2007年5月1日下午
第四篇:浅谈软弱地基处理方法研究进展
浅谈软弱地基处理方法研究进展
[论文关键词]软弱地基;处理方法
[论文摘要]地基处理的研究一直是土木工程的一个热点,常用的软弱地基处理方法分四大类,应综合考虑选择合理经济的方法。
我国《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)中规定,软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。它是指基本上未受过地形及地质变动,未受过荷载及地震动力等物理作用或土颗粒间的化学作用的软粘土、有机质土、饱和松砂和淤泥质土等地层构成的地基。
1.软弱地基加固处理方法
软弱地基的加固处理[1],按其原理和作法的不同,可分为以下四类:
1.1排水固结法
排水固结法又称预压法,其包括堆载预压法、超载预压法、真空预压法、真空与堆载联合作用法、降低地下水位法和电渗法等多种方法;通过在预压荷载作用下使软粘土地基土体中孔隙水排出,土体发生固结,土中孔隙体积减小,土体强度提高,达到减少地基施工后沉降和提高地基承载力的目的。
1.2振密、挤密法
振密、挤密法有表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密密实法、爆破挤密法和土桩、灰土桩等多种方法;采用一定措施,通过振动和挤密使深层土密实,使地基土孔隙比减小,强度提高。
1.3置换及拌入法
置换及拌入法有换填垫层法、振冲置换法、高压喷射浆法、深层搅拌法、褥垫法等多种方法;采用砂、碎石等材料置换软弱土地基中部分软弱土体或在部分软弱土地基中掺入水泥、石灰或砂浆等形成加固体,与未被加固部分的土体一起形成复合地基,从而达到提高地基承载力减少沉降量的目的。
1.4加筋法
加筋法有加筋土法、锚固法、树根桩法、低强度砼桩复
合地基法、钢筋砼桩复合地基法等多种方法。通过在土层埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等达到提高地基承载力,减小沉降,维持建筑物稳定。
以上方法的原理、适用范围及工程实例可参考殷宗泽、龚晓南主编的《地基处理工程实例》[2]一书。
2.软弱地基处理方法的选择
在地基处理中,我们要遵循的原则是:技术先进、经济合理、安全适用、确保质量[3]。可根据以下条件进行选择:
2.1地质条件
不同的方法适用于不同的地质条件,可参看规范。
2.2设计施工条件
设计时应考虑工期及用料情况:工期不宜安排得太紧;时间充分,施工时地基稳定性好,遗留问题少。工程用料要求就地取材。施工时应采用科学的管理方法。
2.3场地环境条件
要考虑施工时对周围环境的影响。如:新填土会挤压原有道路、房屋,产生侧向位移或附加沉降;用砂桩、砂井时,施工有噪声,靠近居民点会扰民;采用降低水位法时,要考虑引起周围地基的下沉和对周围居民用水的影响故应预先调查或做隔水墙,并考虑施工后注水复原的问题;采用填土堆载时要有大量的土料运进运出工地,会影响交通和环境卫生;打石灰桩、灌注药物或采用电渗排水时,会污染周围地下水,应慎重对待。
2.4结构物条件
要考虑结构物的等级、结构体系、断面形状、位置、埋深、使用要求和建筑材料等因素对所选择加固方法的影响,特别是有地下结构物(地下室、涵洞、地铁等),或者结构物高低不同、沉降不均时,应当特别注意。
3.地基处理技术的创新
近几年来,世界各地因地制宜的发展了许多新的地基处理方法。
3.1。添掺外加剂方面[4]
以前的地基处理方法大多从机械设备着手,从而建立某种工法,而从材料入手提高地基处理质量和效果的较少。高性能土壤固化剂土壤混合后,特别是与高含水量和富含有机
质的淤泥发生一系列物理化学反应,形成相互连接的网状结构,从而提高固化土的强度,减少地基变形。通过室内实验和现场试验证明,用高性能土壤固化剂作地基处理特别是对软弱地基的处理很有效,比普通水泥加固效果好的多,此项技术在国外应用已相当普遍已有很成熟的研究机构和公司,但在国内尚属起步阶段。
3.2综合应用水平方面
重视多种地基处理方法的综合应用可取得较好的社会经济效益。
真空预压法与高压喷射注浆法结合可使真空预压应用于水平渗透性较大的土层,而高压喷射注浆法与灌浆相结合使纠偏加固技术提高到一个新的水平[5]。
单用动力固结法(俗称强夯法)处理饱和软粘土地基时却极易产生“橡皮土”现象,难以达到预期效果。为此,岩土工程界将强夯法和排水固结法结合起来,开创了“动力排水固结法”这项新技术[6]。
3.3.可持续发展方面
我国《建筑地基处理技术规范》JGJ79—2002已经将粉煤灰正式列为换填垫层法可采用的一种垫层材料。
渣土桩又称“孔内深层夯扩挤密桩”,是一种新型地基处理方法,其充分利用建筑垃圾,变废为宝,施工现场干净无污染。
地基处理技术还被用于防止有害物渗出液污染地下水以及防止其他已被污染区域地下水的流动造成污染扩散。近期出现的处理新技术是让被污染的地下水通过含有将地下水中有害物变性、吸收及降解的铁屑或碳颗粒的活性截水墙PRB使地下水得到净化[7]。
4.结语
我国地基处理技术发展很快,但还有许多方面需进一步研究:
(1)发展现场监测技术的研究。
(2)发展测试技术的研究
(3)促进地基处理理论方面的进一步发展。
(4)完善工法的质量检验手段。
(5)发展地基处理新技术,提高地基处理技术的综合应用水平的研究。
(6)要因地制宜合理选用处理方法。正确评价各种地基处理方法的适用性。
(7)研制新机械新材料,提高施工工艺,实现信息化施工的研究。
(8)深化施工管理体制改革,重视专业施工队伍建设。
参考文献
[1]顾晓鲁,钱鸿缙,刘惠珊,汪时敏.地基与基础[M]北京:中国建筑工业出版社,2003,(15):576
[2]殷宗泽,龚晓南地基处理工程实例[M]北京:中国水利水电出版社,2000(1):14~17
[3]陈莞尔软弱地基加固方法的合理选择[J]地基基础,2004
[4]於春强,郑尔康高性能土壤固化剂及在地基处理中的应用[J]第九届土力学及岩土工程学术会议论文集2003
[5]朱祖梁,黄光明软土地基处理方法的实例分析[J]中国煤田地质,2005,6
[6]雷学文,白世伟,孟庆山,王吉利动力排水固结法加固饱和软粘土地基试验研究[J]施工技术2004
[7]郑刚,闫旺地基处理[J]第九届土力学及岩土工程学术会议论文集2003 11
第五篇:软弱地基处理方法选择探讨
冯晓满 2014-2-28 17:23:16 软弱地基处理方法选择探讨 开始写 2500字
软弱地基处理方法选择探讨
摘要:本文首先阐述了软弱土的特征和软弱地基土处理的目的及原则,然后探讨了软弱地基处理常见方法,最后结合工程实例进行了研究,供参考。关键词:软弱土;地基处理;方法 软弱土的特征
软弱土系指淤泥、淤泥质土和部分冲填土、杂填土及其他高压缩性土。由软弱土组成的地基称为软弱土地基,其工程特性如下:
a.含水量较高,孔隙比较大。根据统计,软土的含水量一般为 35% ~80%,孔隙比为 1 ~2。
b.压缩性较高。软土的压缩系数 α1-2在 0.5 ~1.5MPa-1之间,有些高达 4. 5 MPa-1,且其压缩性往往随着液限的增大而增加。
c.抗剪强度很低。天然不排水软土的抗剪强度一般小于 20kPa。其变化范围约在 5 ~25kPa。
d.渗透性较差。软土的渗透系数一般在 i × 10-5~i × 10-7mm / s(i = 1,2…,9)之间。因此软土层在自重或荷载作用下达到完全固结所需的时间很长。
e.具有显著的结构性。特别是滨海相的软土,一旦受到扰动(振动、搅拌或搓揉等),其结构受到破坏,土的强度显著降低,甚至呈流动状态。软土受到扰动后强度降低的特性可用灵敏度表示。我国东南沿海软土的灵敏度约为 3 ~9cm/s,属高灵敏土或极灵敏土。
f.具有明显的流变性。软土在不变的剪应力的作用下,将连续产生缓慢的剪切变形,并可能导致抗剪强度的衰减。在固结沉降完成之后,软土还可能继续产生可观的次固结沉降。
软土具有强度低、压缩性较高和渗透性较差等特性,必须重视地基的变形和稳定问题,如果不作任何处理,一般不能承受较大的建筑物荷载。软弱地基土处理的目的和原则 2.1 地基处理的目的
地基处理的目的主要是改善地基的工程性质,包括改善地基土的变形特性和渗透性,提高其抗剪强度等。
2.2 地基处理的原则 地基处理有许多方法,各种方法都有各自的特点和作用机理。没有哪一种方法是万能的,对于每一个工程都必须进行综合考虑,通过几种可能采用的地基处理方案的比较,选择一种技术可靠、经济合理、施工可行的方案,既可以是单一的地基处理方法,也可以是多种地基处理方法的综合。软弱地基处理方法浅析
目前软弱地基处理方法主要有以下几类。3.1 换土垫层 a.主要方法:素土垫层、砂垫层、碎石垫层。
b.原理及作用:挖去浅层土,换用比较好的土料,以提高持力层的承载力,减少部分沉降量,并消除或部分消除土的湿陷性、胀缩性及防止土的冻胀作用,改善土的可液化性能。
c.适用范围:适用于处理浅层软弱土地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基、季节性冻土地基。
3.2 碾压夯实
a.主要方法:机械碾压法、振动压实法、重锤夯实法、强夯法。
b.原理及作用:通过机械碾压或夯击压实土的表层,而强夯法则利用强大的夯击功迫使深层土液化和动力固结而密实。提高地基土的强度,减少部分沉降量,消除或部分消除黄土的湿陷性,改善土的可液化性。
c.适用范围:一般适用于砂土及含水量不高的黏性土。强夯法应注意其振动对附近建筑物的影响。
3.3 排水固结法
a.主要方法:堆载挤压法、砂井堆载预压法、排水板法、井点降水预压法、真空预压法。
b.原理及作用:通过改善地基的排水条件和施加预压荷载,加速地基的固结和强度增长,提高地基的稳定性,并使沉降提前完成。
c.适用范围:适用于处理厚度较大的饱和软土层,但需要具体预压条件(时间),对于厚的泥炭层则要慎重。
3.4 振动挤密
a.主要方法:砂桩挤密法、土桩挤密法、灰土桩挤密法、生石灰挤密法、振冲法。b.原理及作用:通过挤密或振动使深层土密实,并在振动挤密过程中回填砂、砾石等形成砂桩或碎石桩,与桩间土一起组成复合地基,从而提高地基承载力,减小沉降量。
c.适用范围:适用于处理砂土、粉砂或部分黏土颗粒含量不高的黏性土。3.5 化学加固
a.主要方法:硅化法、旋喷法、碱液加固法、水泥灌浆法、深层搅拌法。
b.原理及作用:通过注入化学浆液将土粒胶结,或通过化学作用或机械拌和等方法改善土的性质,提高地基承载力。
c.适用范围:适用于处理砂土、黏性土、湿陷性黄土等地基,特别适用于工作事故处理。工程实例 4.1 工程概况
某工程区域位于青东 5 区块内,莱州湾西近岸海区,湾内滩涂广阔,其中潮滩和海滩面积为811.73km2,岩滩 0.46km2,湾内大部分水深在 10m 以内,属于典型的滩海油田。青东 5 区块 1 号人工岛距广利港直线距离 24.4km,距东营防潮大堤约 8.2km。
青东 5 区块 1 号岛呈矩形布置,长边东南向,短边东北向,有效面积为 150m × 90m。平均水深为 4m,海底高程约为 -3.5m。岛面设计高程为 3.8m,竣工时顶高程为 4.0m,预留沉降为 20cm。人工岛四周设挡浪墙,挡浪墙设计顶高程为 5.0m,竣工时顶高程为5.2m,预留沉降为 20cm。
4.2 场地地貌和工程地质、水文地质条件 拟建人工岛地貌主要是海、陆相交替沉积的滨海水下三角洲,地势整体缓慢向海中倾斜,平均海拔高程约为 -3.5m,地面坡度约为 0.64。
拟建工程所在地泥面以下至 9m 左右地层组成以淤泥质软土为主,间夹薄层粉土。在勘察揭露深度内,场地地层均由第四纪近沉积土和一般沉积土构成。4.3 地基处理方案比选 结合本工程地质条件差、工程特征及建设工期短的情况,根据各种地基处理方式的特点,进行了方案的比选,本工程拟采用碎石桩及塑料排水板共同进行地基处理:
(1)岛体四周采用碎石桩加固。碎石桩法是指在地基中设置由碎石组成的竖向桩体,设置碎石桩后桩体与桩间土形成复合地基,对地基土起置换作用,以提高地基承载力和减少沉降,从而达到地基处理的目的。(2)岛体下采用塑料排水板进行地基处理。为了有效地对本工程的深厚软土地基进行处理,加快地基土固结,提高软弱土的承载能力,采用排水固结法进行加固。
从已完成碎石桩情况看采用碎石桩处理的海里软弱地基达到了预期效果,具体效果有待于地基处理工程完成,及人工岛完工后进一步检验、论证。
参考文献: JTJ 246-2004 港口工程碎石桩复合地基设计与施工规范[S]. 2 JS 206-1-2009 水运工程塑料排水板应用技术规程[S]