地基处理案例分析资料

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第一篇:地基处理案例分析资料

软土地基处理方法

软土是淤泥和淤泥质土的总称。主要是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。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。具有天然含水量高、天 然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物 理力学性质相差较大等特点。目前,软土地基处理的方法有预压法、换填法、强夯法和强夯置换法、砂石桩法、水泥土搅拌法及其他地基处理法。本文着重介绍各个方法的施工工艺及流程,然后对于相同地质条件的软土地基提出相应的处理措施,剖析地基处理的重点,最后根据处理结果选择合适的处理方案。

工程概况及初步分析

某地区建筑场地拟建二层框架结构房屋,建筑平面,室外标高为8.4m(±0.000),根据地质资料,现有场地标高为1.64m,需填土6.76m,土层依次如下:第一层为素填土,厚度0.5m;第二层为淤泥,厚度为11.4m,为高压缩性土,压缩模量Es=1.73MPa,固结系数Ch=Cv=1.0x10-3c㎡/s;第三层为粉质黏土夹碎石,厚度为4.6m,为中压缩性土,压缩模量Es=4.96MPa;第四层为淤泥质黏土,厚度为2.5m,压缩模量Es=1.85MPa;第五层为粉质黏土,厚度为5.4m,压缩模量Es=4.3MPa;第六层为淤泥质黏土,厚度为3.2m,压缩模量Es=1.85MPa;第七层为粗角砾土,厚度为2.2m,压缩模量Es=10MPa;第八层为粉质黏土,厚度为12.9m,压缩模量Es=4.8MPa.按《建筑地基基础设计规范》,对于高压缩性土地基,框架结构相邻柱基沉降差为0.003L(L为相邻柱距),经过初步估算,柱底内力标准值分别约为600KN和1000KN,柱距6米,容许的沉降差为18mm.在施工主体结构基础前期,由于场地需要回填土而且较厚,在回填施工时期,回填土属于外加荷载,此时按荷载考虑计算场地的沉降,总沉降量达到1316.34mm.各层沉降量为:第一层淤泥沉降量为946.9mm,占总沉降量的71.9%;第二层淤泥沉降量为131.6mm,占总沉降量的10.0%;第三层淤泥沉降量为189.4mm,占总沉降量的14.4%;第四层淤泥沉降量为48.4mm,占总沉降量的3.7%.此过程为固结排水沉降过程,随时间的发展场地土趋于稳定。在沉降基本完成时,进行主体结构基础施工,此时场地土体性质发生变化,此时各层土的承载力和压缩模量均会有所增加,假设均比原来土体增加1.1倍。此时按回填土承载力特征值fak=100Kpa,估算C轴交5轴及6轴柱基础A、B大小,分别为2m×3m和4.0m×4.0m,柱基A总沉降量为55.24mm,占回填土沉降量的4.2%,柱基B总沉降量为71.34mm,占回填土沉降量的5.4%,沉降差16.1mm,小于规范容许值18mm.从以上分析可以看出,在未进行任何地基处理的情况下,前期沉降占绝大部分,而后期采用独立扩展基础已能满足承载力且无软弱下卧层和变形要求。因此,地基处理的重点在于加速固结排水过程,减少回填土引起的沉降。

地基处理措施

1.1 选择合适的处理措施 目前,软土地基处理的方法有换填法、预压法、强夯法和强夯置换法、砂石桩法、水泥土搅拌法、高压旋喷桩法、桩基法及其他地基处理法。

换填垫层法是挖除软弱地基土,采用砂石、粉质粘土、灰土、粉煤灰、矿渣等材料进行换填作为垫层的一种地基处理方法,通过换填软弱地基土的变形变成垫层地基的变形,因此能够减少地基的沉降。本工程软弱地基土层埋深0.5m,层厚11.4m,首先需要挖除9725.9m3,回填土需要9725.9m3.可见挖土及回填方量相当大,从经济上考虑该方法不适用于该工程软弱地基处理。

堆载预压法是解决淤泥软粘土地基沉降和稳定问题有效措施,堆载预压分塑料排水带活砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。通常,当软土层厚度小于4.0m时,可采用天然地基堆载预压法处理,当软土层厚度超过4.0m时,为加速预压过程,应采用塑料排水带、砂井等竖井排水预压法处理地基。本工程淤泥层厚度为11.4m,适合用排水预压法。

强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基,而强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软塑~流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程。此两种方法都采用夯击的方法进行地基加固,因此都有一定的加固深度,本工程软弱土层为淤泥层,该土性质不适用夯击方法加固,而且土层深度较深。

砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基,本工程软弱土层为欠固结土层,在回填土回填至设计标高时,土层在附加应力作用下进行排水固结,土层压缩,因此不适用。

水泥搅拌法分为深层搅拌法和粉体喷搅法,水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。当地基土的天然含水量小于30%、大于70%或地下水的PH值小于4时不宜采用干法。

因此本工程合适的地基处理方法可选用堆载预压法。软土地基常见五种处理方法

鉴于淤泥软土地基承载力低,压缩性大,透水性差,不易满足水工建筑物地基设计要求,故需进行处理,下面介绍淤泥软土地基五种处理方法。

1、桩基法

当淤土层较厚,难以大面积进行深处理,可采用打桩办法进行加固处理。而桩基础技术多种多样,早期多采用水泥土搅拌桩、砂石桩、木桩,目前很少使用,一是水泥土搅拌桩水灰比、输浆量和搅拌次数等控制管理自动化系统未健全,设备陈旧,技术落后,存在搅拌均匀性差及成桩质量不稳定问题;二是砂石桩用以加固较深淤泥软土地基,由于存在工期长,工后变形大等问题,已不再用作对变形有要求的建筑地基处理;三是民用建筑已禁用木桩基础。

钢筋混凝土预制桩(钢筋混凝土桩和预应力管桩)目前由于具有较强承载力,投资省,质量有保证,施工速度快等特点,得到普遍运用,如本人设计龙海市角美镇金山水闸,其地质条件覆盖一层10m以上厚的淤泥土层,地基处理采用边长为250mm钢筋混凝土预制方桩,挤密淤土层并靠摩擦承载,钢筋混凝土预制桩还具有抗水闸水压力产生水平荷载,达到水平稳定作用。

淤土层较厚地基处理还可以采用灌注桩,打灌注桩至硬土层,作承载台,灌注桩有沉管灌注桩和冲钻孔灌注桩,但两种方法灌注桩还存在一些技术难题,一是沉管灌注桩在深厚软土中存在桩身完整性问题;二是冲钻孔灌注桩存在泥浆污染问题,桩身混凝土灌注质量,桩底沉渣清理和持力层判断不易监控等问题。福建省龙海市发生几起灌注桩基础民用建筑不均匀沉陷,导致墙体裂缝事件,是由于施工中存在上述技术问题造成。

2、换土法

当淤土层厚度较簿时,也可采用淤土层换填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基础等办法进行地基处理,鉴于换砂不利于防渗,且工程造价较高,一般应就地取材,以换填泥土为宜。换土法要回填有较好压密特性土进行压实或夯实,形成良好的持力层,从而改变地基承载力特性,提高抗变形和稳定能力,施工时应注意坑边稳定,保证填料质量,填料应分层夯实。

3、灌浆法

是利用气压、液压或电化学原理将能够固化的某些浆液注入地基介质中或建筑物与地基的缝隙部位。灌浆浆液可以是水泥浆、水泥砂浆、粘土水泥浆、粘土浆及各种化学浆材如聚氨酯类、木质素类、硅酸盐类等。灌浆法对加固淤泥软土地基具有明显效果,如福建省龙海市角美壶屿港水闸由于淤泥软基不均匀,沉陷闸基沉降最大达到0.63m,加固时采用单管高压旋喷灌浆处理,每个闸墩上、下游侧和中间各设5个灌浆孔,沿闸墩轴线两侧布孔,灌注水泥浆,成桩直径0.5m,伸入闸基础10.5m,采用灌浆压力为20MPa,经过处理后闸基沉降基本得到控制。高压旋喷灌浆处理原理是通过在闸基中高压旋喷灌浆形成水泥土摩擦桩,提高闸基承载力,达到控制沉降的目的。另一种对淤泥软土地基闸室淘空处理通常应通过水闸上游防渗如设置水平铺盖或垂直防渗控制闸基渗流,然后再对闸室进行灌浆处理,如厦门市石浔水闸由于闸基渗流造成闸室底板多个部位被淘空,加固时先在闸室上游侧采用帷幕灌浆防渗,灌浆帷幕布设在闸墩上游侧1.0m处,孔距 0.5m,灌注水泥浆,孔深5.0m,灌浆压力10MPa。然后对闸室淘空部位采用钻孔灌浆处理,先灌细砂,不吃砂后,再灌水泥砂浆,最后灌水泥浆,水闸除险加固后效果显著。

4、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。下面介绍效益较高塑料排水板处理淤泥软基方法,插入软基排水板,当填筑基础及上部建筑物时,荷载作用软基,地下水由于受挤压和毛细作用沿塑料排水板上升至砂垫层内,由砂层向两侧排出,从而提高基底承载力,塑料排水板要在砂垫层完成后施工,由测量人员测量出需处理范围,标出每根排水板具体位置,插板机对中调平,把排水板在钻头安放好,开动打桩机锤打钻杆,将地面上塑料排水板截断,并留有一定富余长度,在塑料排水板四周填砂后即完成本根施工。

5、加筋法

加筋土是将抗拉能力很强土工合成材料埋置于土层中,利用土颗粒位移与拉筋产生摩擦力,使土与加筋材料形成整体,减少整体变形和增强整体稳定。福建省福清过桥山围垦工程采用打设塑料排水板,以加速淤泥层排水固结,提高地基强度,又采用砂垫层中铺设土工织物,由于土工织物受拉作用,调整了基底应力分布,地基侧向位移和沉降却相应减少,地基稳定性就大大提高。

粉煤灰地层常用处理方法

粉喷桩是以水泥等粉体作为固化材料,用压缩空气输送到软弱土层中,通过钻头再原位进行强制搅拌,形成土与水泥等搅拌掺加料的混合物,并具有整体性、水稳定性和一定强度的柱状加固体,从而加固了地基,是一种有效的软土地基加固方法。

强夯法是众多地基处理手段中的一种,可分为强夯法和强夯置换法两种。强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土和杂填土等地基;强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软塑-流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程。强夯加固作用与土层在被处理过程中的三种不同机理有关。加密作用,以空气和气体的排出为特征;固结作用,以孔隙水的排出为特征;预加变形作用,以各种颗粒成分在结构上的重新排列和颗粒结构与形态的改变为特征。

灌浆法

案例分析2:湿陷性黄土地基处理方法(1)强夯法

垫层法(动力置换原理)

挤密法(动力密实、动力固结原理)

强夯法最好,该地区位于郊区,周围无任何建筑物和管线,采用强夯法不会对周围环境造成影响,而且这种方法施工便利、经济,被广泛采用)

(2)桩基础法(价格昂贵)

桩基础既是一种基础形式也可看作是一种地基处理措施,是在地基中有规则的布置灌注桩或钢筋混凝土桩,以提高地基承载能力 打桩过程中将桩周土挤密,从而提高地基土的抗剪强度。(3)预浸水法(施工不便)

预浸水法可用于处理湿陷性土层厚度大于10m,自重湿陷量大于50cm的场地,以消除土的自重湿陷性。离地面下6m以内的土层,有时因自重应力不足而可能仍有湿陷性,尚应采用垫层等处理方法。(4)单液硅化或碱液加固法(处理过程复杂)

单液硅化加固法是将硅酸钠溶液注入土中。对已有建筑物地基进行加固时,如果是非自重湿陷性黄土地基,宜采用压力灌注;自重湿陷性黄土地基,应让溶液通过灌注孔自行渗入土中。

碱液加固法是将碱液通过灌注孔渗入土内,适宜加固非自重湿陷性黄土场地上已有的建筑物地基。

案例分析1:

可采用打预制钢筋砼短桩、砂井真空预压、深层搅拌桩、新型碎石桩等方法地基土不均匀沉降的处理。

(1)强夯法(动力固结原理)

强夯法又叫动力固结法。是利用起重设备将80~400 kg的重锤起吊到10~40m高处,然后使重锤自由落下,对黄土地基进行强力夯击,以消除其湿陷性,降低压缩变形,提高地基强度,但强夯法适用对地下水位以上饱和度Sr≤60%的湿陷性黄土地基进行局部或整片处理,可处理的深度在3~12m。土的天然含水率对强夯法处理至关重要,天然含水量低于10%的土,颗粒间摩擦力大,细土颗粒很难被填充,且表层坚硬,夯击时表层土容易松动,夯击能量消耗在表层土上,深部土层不易夯实,消除湿陷性黄土的有效深度小,夯填质量达不到设计效果。当上部荷载通过表层土传递到深部土层时,便会由于深部土层压缩而产生固结沉降,对上部建筑物造成破坏。

垫层法(动力置换原理)

土(或灰土)垫层是一种浅层处理湿陷性黄土地基的传统方法,我国已有2000多年的应用历史,在湿陷性黄土地区使用较广泛,具有因地制宜,就地取材和施工简便等特点。实践证明,经过回填压实处理的黄土地基湿陷性速率和湿陷量大大减少,一般表土垫层的湿陷量减少为1~3cm,灰土垫层的湿陷量往往小于1cm,垫层法适用于地下水位以上,对湿陷性黄土地基进行局部或整片处理,可处理的湿陷性黄土层厚度在1~3m,垫层法根据施工方法不同可分为土垫层和灰土垫层,当同时要求提高垫层土的承载力及增强水稳定时,宜采用整片灰土垫层处理。

(1)素土垫层法。素土垫层法是将基坑挖出的原土经洒水湿润后,采用夯实机械分层回填至设计高度的一种方法,它与压实机械做的功、土的含水率、铺土厚度、及压实遍数存在密切关系。压实机械做的功与填土的密实度并不成正比,当土质含水量一定时,起初土的密实度随压实机械所做的功的增大而增加,当土的密实度达到极限时,反而随着功的增加而破坏土的整体稳定性,形成剪切破坏。在大面积的素土夯填施工中时常遇到,运输土料的重型机械容易对已夯筑完毕的坝体表面形成过度碾压,造成剪切破坏,同时对含水率过高的地区形成“橡皮泥”现象,从而出现渗漏。这些都将是影响夯填质量的主要因素。

(2)灰土垫层法。灰土垫层法是采用消石灰与土的2∶8或3∶7的体积比配合而成,经过筛分拌合,再分层回填,分层夯实的一种方法,要保证夯实的质量必须要严格控制好灰土的拌制比例,土料的含水率,这对夯填质量起主要的影响因素。在实际施工过程中,不可能用仪器对每一层土样进行含水率测定,只能通过“握手成团,落地开花”的直观测定法来测定,但这种方法对于湿陷性黄土测定范围过于偏大,经过实验测定大致在14%~19%,存在测定偏差,且土质湿润不够均匀,往往有表层土吸水饱和,下层土干燥的现象,给施工带来很大的难度。当处理厚度超过3m时,挖填土方量大,施工期长,施工质量也不易保证,严重影响工程质量和工程进度。所以垫层法同样存在着施工局限。挤密法(动力密实原理)

挤密法是利用沉管、爆破、冲击、夯扩等方法在湿陷性黄土地基中挤密填料孔再用素土、灰土、必要时采用高强度水泥土、分层回填夯实以加固湿陷性黄土地基,提高其强度,减少其湿陷性和压缩性。挤密法适用于对地下水位以上,饱和度Sr≤65%的湿陷性黄土地基进行加固处理,可处理的湿陷性黄土厚度一般为5~15m。但通过实践证明:挤密法对土的含水量要求较高(一般要求略低于最优含水率),含水量过高或过低,挤密效果都达不到设计要求,这在施工中很难控制,因为湿陷性黄土的吸水性极强且易达到饱和状态,在湿陷性黄土进行洒水湿润时,表层土质饱和后容易形成积水,下部土质却很难受水接触而呈干燥状态,对于含水量<10%的地基土,特别是在整个处理深度范围内的含水量普遍偏低的土质中是不易采用的。桩基础法

桩基础既是一种基础形式也可看作是一种地基处理措施,是在地基中有规则的布置灌注桩或钢筋混凝土桩,以提高地基承载能力。桩根据受力不同可分为端承桩和摩擦桩,这种地基处理方法在工业与民用建筑中使用较多,但桩基础仍然存在浅在的隐患,地基一旦浸水,便会引起湿陷给建筑物带来危害。在自重湿陷性黄土中浸水后,桩周土发生自重湿陷时,将产生土相对桩的向下位移对桩产生一个向下的作用力即负摩擦力。而且通过实践证明,预制桩的侧表面虽比灌注桩平滑,但其单位面积上的负摩擦力却比灌注桩大。这主要是由于预制桩在打桩过程中将桩周土挤密,挤密土在桩周形成一层硬壳,牢固的黏附在桩侧表面上,桩周土体发生自重湿陷时不是沿桩身而是沿硬壳层滑移,硬壳层增加了桩的侧表面面积,负摩擦力也随着增加,正是由于这股强大的负摩擦力至使桩基出现沉降,由于负摩擦力的发挥程度不同,导致建筑物地质基础产生严重的不均匀沉降,构成基础的剪切应力,形成剪应力破坏,这也正是导致众多事故发生的主要因素。预浸水法

湿陷性黄土地基预浸水法是利用黄土浸水后产生自重湿陷的特性,在施工前进行大面积浸水使土体预先产生自重湿陷,以消除黄土土层的自重湿陷性,它只适用于处理土层厚度大于10m,自重湿陷量计算值不大于500mm的黄土地基,经预浸法处理后,浅层黄土可能仍具外荷湿陷性,需做浅层处理。

预浸水法用水量大、工期长,一般应比正式工程至少提前半年到一年进行,浸水前沿场地四周修土埂或向下挖深50cm,并设置标点以观测地面及深层土的湿陷变形,浸水期间要加强观测,浸水初期水位不易过高,待周围地表出现环形裂缝后再提高水位,湿陷性变形的观测应到沉陷基本稳定为止。预浸水法用水量大,对于缺水少雨、水资源贫乏地区,不易采用,当土层下部存在隔水层时,预浸时间加大,工期延长,都将是影响工程的因素。深层搅拌桩法

深层搅拌桩是复合地基的一种,近几年在黄土地区应用比较广泛,可用于处理含水量较高的湿陷性弱的黄土。它具有施工简便、快捷、无振动,基本不挤土,低噪音等特点。

深层搅拌桩的固化材料有石灰、水泥等,一般都采用后者作固化材料。其加固机理是将水泥掺入粘土后,与粘土中的水分发生水解和水化反应,进而与具有一定活性的粘土颗粒反应生成不溶于水的稳定的结晶化合物,这些新生成的化合物在水中或空气中发生凝硬反应,使水泥有一定的强度,从而使地基土达到承载的要求。

深层搅拌桩的施工方法有干法施工和湿法施工两种,干法施工就是“粉喷桩”,其工艺是用压缩空气将固化材料通过深层搅拌机械喷入土中并搅拌而成。因为输入的是水泥干粉,因此必然对土的天然含水量有一定的要求,如果土的含水量较低时,很容易出现桩体中心固化不充分、强度低的现象,严重的甚至根本没有强度。在某些含水量较高的土层中也会出现类似的情况。因此,应用粉喷桩的土层中含水量应超过30%,在饱和土层或地下水位以下的土层中应用更好。对于土的天然含水量过高或过低时都不允许采用。

湿陷性黄土地基处理

消除地基的全部湿陷量(对甲类建筑物)或部分是限量(对乙、丙类建筑物),常用的地基处理方法有:

1)垫层法:将湿陷性土层挖去,换以素土或灰土(2:8或3:7灰土),分层夯实。并可将其分为局部垫层和整片垫层,可处理垫层厚度以内的湿陷性。不能用砂土或其它粗粒土换垫。此法适用于地下水位以上的地基处理。2)夯实法

夯实法有重锤夯实法和强夯法。重锤夯实法可处理地表下厚度1~2m土层的湿陷性。强夯法可处理3~6m厚度土层的湿陷性,可局部或整片处理。适用于处理饱和度Sr<60%的湿陷性黄土地基。3)挤密法

采用素土或灰土挤密桩,可处理地基下5~15m土层的湿陷性。适用于地下水位以上的地基处理,可局部或整片处理。4)桩基础

桩基础是起荷载传递作用,而不是消除黄土的湿陷性,故桩底端应支撑在压缩性较低的非湿陷性土层上。计算单桩承载力时,除不计湿陷性土层范围内的桩周正摩擦力外,尚应扣除桩侧的负摩擦力。5)预浸水法

预浸水法可用于处理湿陷性土层厚度大于10m,自重湿陷量大于50cm的场地,以消除土的自重湿陷性。离地面下6m以内的土层,有时因自重应力不足而可能仍有湿陷性,尚应采用垫层等处理方法。6)单液硅化或碱液加固法

单液硅化加固法是将硅酸钠溶液注入土中。对已有建筑物地基进行加固时,如果是非自重湿陷性黄土地基,宜采用压力灌注;自重湿陷性黄土地基,应让溶液通过灌注孔自行渗入土中。

碱液加固法是将碱液通过灌注孔渗入土内,适宜加固非自重湿陷性黄土场地上已有的建筑物地基。

设备基础不均匀沉降处理方法

压力注浆是在既定的位置上,通过钻机成孔方法,把带有喷嘴的注浆管置入加固范围后,再向地层中注入水泥浆液。其机理是通过水泥浆液在地层空隙中的充填—凝固—胶结作用,使桩裂隙空洞得到填充,成为一体,亦可使桩周土与浆液搅拌混合结为水泥—土的固结体,从而改善桩侧空隙状态,增大土对桩的摩擦力,还可把灌注桩底的软土层洞隙固化,使持力层变好,达到提高地基承载力和减少或消去沉降的目的。

第二篇:地基处理

软土地基处理技术

摘要

近年来随着我国经济的快速发展,多高层建筑蓬勃发展,大量建筑不可避免的会建在一些软土地层,然而由于软土地基具有孔隙密度比大、天然含水量高、压缩性强、承载能力低等特点,使得在地基填土和建筑自重作用下,会出现不均匀沉降、承载力和稳定性、渗流等地基问题。当天然地基不能满足建筑物要求时,需要采用各种地基处理措施,形成人工地基以满足建筑物对地基的各种要求,保证其安全与正常使用。本文介绍了地基处理方法及分类以及软弱地基处理的方法及选择。现实中应结合实际,选出最优的处理方案。

一、引言

基础是建筑物和地基之间的连接体。基础把建筑物竖向体系传来的荷载传给地基。从平面上可见,竖向结构体系将荷载集中于点,或分布成线形,但作为最终支承机构的地基,提供的是一种分布的承载能力。

如果地基的承载能力足够,则基础的分布方式可与竖向结构的分布方式相同。但有时由于土或荷载的条件,需要采用满铺的伐形基础。伐形基础有扩大地基接触面的优点,但与独立基础相比,它的造价通常要高的多,因此只在必要时才使用。不论哪一种情况,基础的概念都是把集中荷载分散到地基上,使荷载不超过地基的长期承载力。因此,分散的程度与地基的承载能力成反比。有时,柱子可以直接支承在下面的方形基础上,墙则支承在沿墙长度方向布置的条形基础上。当建筑物只有几层高时,只需要把墙下的条形基础和柱下的方形基础结合使用,就常常足以把荷载传给地基。这些单独基础可用基础梁连接起来,以加强基础抵抗地震的能力。只是在地基非常软弱,或者建筑物比较高的情况下,才需要采用伐形基础。多数建筑物的竖向结构,墙、柱都可以用各自的基础分别支承在地基上。中等地基条件可以要求增设拱式或预应力梁式的基础连接构件,这样可以比独立基础更均匀地分布荷载。

如果地基承载力不足,就可以判定为软弱地基,就必须采取措施对软弱地基进行处理。软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。在建筑地基的局部范围内有高压缩性土层时,应按局部软弱土层考虑。勘察时,应查明软弱土层的均匀性、组成、分布范围和土质情况,根据拟采用的地基处理方法提供相应参数。冲填土尚应了解排水固结条件。杂填土应查明堆积历史,明确自重下稳定性、湿陷性等基本因素。

在初步计算时,最好先计算房屋结构的大致重量,并假设它均匀的分布在全部面积上,从而等到平均的荷载值,可以和地基本身的承载力相比较。如果地基的容许承载力大于4倍的平均荷载值,则用单独基础可能比伐形基础更经济;如果地基的容许承载力小于2倍的平均荷载值,那么建造满铺在全部面积上的伐形基础可能更经济。如果介于二者之间,则用桩基或沉井基础。

二、地基处理的目的及其处理对象

当地基强度稳定性不足或压缩性很大, 不能满足设计要求时,可以针对不同情况对地基进行处理。处理的目的是增加地基的强度和稳定性、减少地基变形等。地基处理的对象包括软弱地基与不良地基两方面,软弱地基是指在地表下相当深度范围内存在的软弱土,包括淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土及饱和松散粉细砂与粉土。这类土的工程特性为压缩性高、强度低、通常很难满足地基承载力和变形要求。而不良地基包括施陷性黄土地基、膨胀土地基、泥炭土地基、山区地基及岩溶与土洞地基等。

三、地基的处理方法分类

利用软弱土层作为持力层时,可按下列规定执行:1)淤泥和淤泥质土,宜利用其上覆较好土层作为持力层,当上覆土层较薄,应采取避免施工时对淤泥和淤泥质土扰动的措施;2)冲填土、建筑垃圾和性能稳定的工业废料,当均匀性和密实度较好时,均可利用作为持力层;3)对于有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业废料等杂填土,未经处理不宜作为持力层。局部软弱土层以及暗塘、暗沟等,可采用基础梁、换土、桩基或其他方法处理。在选择地基处 理方法时,应综合考虑场地工程地质和水文地质条件、建筑物对地基要求、建筑结构类型和基础型式、周围环境条件、材料供应情况、施工条件等因素,经过技术经济指标比较分析后择优采用。

地基处理设计时,应考虑上部结构,基础和地基的共同作用,必要时应采取有效措施,加强上部结构的刚度和强度,以增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力。对已选定的地基处理方法,宜按建筑物地基基础设计等级,选择代表性场地进行相应的现场试验,并进行必要的测试,以检验设计参数和加固效果,同时为施工质量检验提供相关依据。

经处理后的地基,当按地基承载力确定基础底面积及埋深而需要对地基承载力特征值进行修正时,基础宽度的地基承载力修正系数取零,基础埋深的地基承载力修正系数取1.0;在受力范围内仍存在软弱下卧层时,应验算软弱下卧层的地基承载力。对受较大水平荷载或建造在斜坡上的建筑物或构筑物,以及钢油罐、堆料场等,地基处理后应进行地基稳定性计算。结构工程师需根据有关规范分别提供用于地基承载力验算和地基变形验算的荷载值;根据建筑物荷载差异大小、建筑物之间的联系方法、施工顺序等,按有关规范和地区经验对地基变形允许值合理提出设计要求。地基处理后,建筑物的地基变形应满足现行有关规范的要求,并在施工期间进行沉降观测,必要时尚应在使用期间继续观测,用以评价地基加固效果和作为使用维护依据。复合地基设计应满足建筑物承载力和变形要求。地基土为欠固结土、膨胀土、湿陷性黄土、可液化土等特殊土时,设计要综合考虑土体的特殊性质,选用适当的增强体和施工工艺。复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定,或采用增强体的载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定。

常用的地基处理方法有:换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。

1、换填垫层法 适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。其主要作用是提高地基承载力,减少沉降量,加速软弱土层的排水固结,防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。

2、强夯法

适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土,软-流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程,在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度,减少压缩性,改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。

3、砂石桩法

适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基,提高地基的承载力和降低压缩性,也可用于处理可液化地基。对饱和粘土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理,使砂石桩与软粘土构成复合地基,加速软土的排水固结,提高地基承载力。

4、振冲法

分加填料和不加填料两种。加填料的通常称为振冲碎石桩法。振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土和饱和黄土地基,应在施工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。振冲碎石桩主要用来提高地基承载力,减少地基沉降量,还可用来提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度。

5、水泥土搅拌法

分为浆液深层搅拌法(简称湿法)和粉体喷搅法(简称干法)。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。不宜用于处理泥炭土、塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基。若需采用时必须通过试验 确定其适用性。当地基的天然含水量小于30%(黄土含水量小于25%)、大于70%或地下水的pH值小于4时不宜采用于法。连续搭接的水泥搅拌桩可作为基坑的止水帷幕,受其搅拌能力的限制,该法在地基承载力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的应用有一定难度。

6、高压喷射注浆法

适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时,应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。高压旋喷桩的处理深度较大,除地基加固外,也可作为深基坑或大坝的止水帷幕,目前最大处理深度已超过30m。

7、预压法

适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。当软土层厚度小于4m时,可采用天然地基堆载预压法处理,当软土层厚度超过4m时,应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程,必须在地基内设置排水竖井。预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。

8、夯实水泥土桩法

适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。该法施工周期短、造价低、施工文明、造价容易控制,目前在北京、河北等地的旧城区危改小区工程中得到不少成功的应用。

9、水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法

适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应根据地区经验或现场试验确定其适用性。基础和桩顶之间需设置一定厚度的褥垫层,保证桩、土共同承担荷载形成复合地基。该法适用于条基、独立基础、箱基、筏基,可用来提高地基承载力和减少变形。对可液化地基,可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合地基,达到消除地基土的液化和提高承载力的目的。

10、石灰桩法

适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、杂填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土层时,可采取减少生石灰用量和增加掺合料含水量的办法提高桩身强度。该法不适用于地下水下的砂类土。

11、灰土挤密桩法和土挤密桩法

适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基,可处理的深度为5~15m。当用来消除地基土的湿陷性时,宜采用土挤密桩法;当用来提高地基土的承载力或增强其水稳定性时,宜采用灰土挤密桩法;当地基土的含水量大于24%、饱和度大于65%时,不宜采用这种方法。灰土挤密桩法和土挤密桩法在消除土的湿陷性和减少渗透性方面效果基本相同,土挤密桩法地基的承载力和水稳定性不及灰土挤密桩法。

12、柱锤冲扩桩法

适用于处理杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基,对地下水位以下的饱和松软土层,应通过现场试验确定其适用性。地基处理深度不宜超过6m。

13、单液硅化法和碱液法

适用于处理地下水位以上渗透系数为0.1~2m/d的湿陷性黄土等地基。在自重湿陷性黄土场地,对Ⅱ级湿陷性地基,应通过试验确定碱液法的适用性。在确定地基处理方案时,宜选取不同的多种方法进行比选。对复合地基而言,方案选择是针对不同土性、设计要求的承载力提高幅质、选取适宜的成桩工艺和增强体材料。

四、软弱地基形成的原因 软弱地基是由淤泥、淤泥质土、杂填土、冲填土或者其他高压缩性土层形成的地基,这些地基基本上很少受到地质变动或者地形的影响,也从没有受到过地震、荷载等物理作用的影响,更没有受到土颗粒间化学作用的影响。软弱地基是一种不良的地基,其稳定性非常的差、强度较低、压缩性较高、容易出现液化,沉降量也很大。因此在工程的建设过程中,要充分考虑地基的变形和稳定等问题。在软弱地基上建设的工程,由于其他基强度不够和变形,往往不能满足工程的质量,所以要采用一定的措施,对软弱地基进行处理,从而提高地基的稳定性,减少地基的沉降和不均匀下降。

五、软弱地基处理方法的选择

地基处理设计时,应考虑上部结构,基础和地基的共同作用,必要时应采取有效措施,加强上部结构的刚度和强度,以增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力。对已选定的地基处理方法,宜按建筑物地基基础设计等级,选择代表性场地进行相应的现场试验,并进行必要的测试,以检验设计参数和加固效果,同时为施工质量检验提供相关依据。

地基处理工程要做到确保工程质量、经济合理和技术先进的原则。可根据下列条件进行选择:

1、地质条件:查明岩土的性质、成因类型、地质年代、厚度和分布范围。对于岩层,还应查明风化程度及地层的接触关系,调查天然地基的地质构造,查明水文及工程地质条件,确定有无不良地质现象:如滑坡,崩塌、岩溶、土洞、冲沟、泥石流、岸边冲刷及地震等。

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应该时间充分在施工工期紧迫,时间有限的情况下,除个别路堤在不影响总体施工的情况下,可适当的不作地基处理。桥梁基础处,可用多种方案进行优选,选择最合适经济的方案,同时选用有资质有大型先进设备的建设单位以保证施工的质量和安全性。施工时地基稳定性一定要好,而且对于工程遗留问题一定要少。工程用料要求就地取材。施工时应采用科学的管理方法。

3、场地环境条件:首先要弄清楚软土地区的水文地质情况,由于软土地基的复杂性,用于强度计算的土工参数,无论从测定方法中还是测定过程中都存在 诸多的不确定性,理论上也无法达到完善。所以勘察人员要考察地质资料,实地进行多元勘探。工程地质条件复杂,还应进行工程地质分区,做到勘探详细化。在勘察设计时如地质工作做的不详细,在施工时如有不能实施或实施危险性高,必须进行补充勘察及勘探工作,对地质情况作进一步了解之后在作出修改方案。还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。

六、总结

我国地域辽阔,工程地质条件千变万化,公路穿越软土地区是经常发生的事情。软土地基的危害性很大,如果在公路施工过程中处理不当或干脆不处理,或者因为工作中的细小疏溜,往往会给建筑物的正常使用留下隐患,一旦发生问题再进行处理,便直接造成经济损失和社会形象的负面影响。因此根据不同施工条件选用合适的方法处理软土地基,可以有效的防止或解决出现的问题,保证工程的顺利完成,减少财务支出,避免更大的事故或破坏情况发生。软土地基的处理方法很多,每种处理方法都有一定的试用范围、局域性、优缺点。没有一种方法是万能的。要根据具体的工程情况,因地制宜确定适合的地基处理方法。

第三篇:地基处理

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地基处理在高速公路中的应用

[摘要] 软土地基是指分布在滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、压缩性大、抗剪强度低的细粒土软弱地基。淤泥、淤泥制土、高压缩性饱和粘性土和粉土等均属于软土。软弱地基处理的优劣,关系到整个工程的质量。合理的软弱地基处理、上部结构设计,可以减轻和消除软弱地基对上部建筑物的不利影响。[关键词] 高速公路 软基处理方法

0.前言

1.在建筑工程和土木工程中,经常会遇到软土地基,地基中常见的软土,一般是指处于软塑或者流塑状态下的粘性土,习惯上常把淤泥、淤泥质土、软粘性土总称为软土。它具有天然含水率高(一般天然含水量在34% 一72%之间)、孔隙比较大(孔隙比在0.9~1.0之间)、压缩系数高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、透水性差,并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质,工程地质条件较差,地基承载力低,不易满足建筑物地基设计要求,故需进行处理。

软土主要由水流缓慢淤积而成,形成年代一般比较长远,沉积厚度一般较深。在漫长的沉积过程中,由于植物的生长与腐烂,在软土中有时加有少量的腐泥或泥炭层。我国软土基本上分为两大类别:第一类是属于海洋沿岸的淤积:第二类是内陆、山区以及河、湖瓮地和山前谷地的淤积.本地区即属于第二类的河床、河漫滩相.一般厚度不超过2O米,成层情况不均匀,以淤泥及软粘土为主,含砂与泥炭夹层。在软土地基上修筑公路,特别是填筑高度相对较高、填筑材料自重较大时,如果对软土地基不加处理或处理不当,往往会产生路基失稳或过量沉降的问题,造成公路、桥梁不能正常使用,甚至会发生交通事故.因此必须对土地基的处理给予充分的重视。而在公路改扩建工程中,除对加宽部位的软土地基加强处理外,还要依据改扩建后的行车荷载和交通量的变化情况,检查分析旧路部位是否存在地基处理不到位等问题,必要时进行加强。路基处理原则与注意事项

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2.1 处理的一般原则

(1)即尽早用堆载预压不作深层处理软基的方法,这种以自然沉降逐渐达到地基稳定,是一种最经济也简单的方法。但由于我国公路基本建设的程序不能尽早拔款、征地、从容施工,而一旦工程项目付诸实施时,又往往限于工期,一

般情况用自然沉降法将难以实现。

(2)即在施工工期紧迫,时间有限的情况下,除非个别低路堤地段高度在临界高度以下,可不作地基处理。桥梁采用基础处,其余软土都需采用不同方法处理,只不过可用多种方案进行优选。2.2 勘察、设计和施工

设计。如采用机械施工,在确定砂垫层厚度时,应考虑机械的重量,轮胎对地面接触压力,偏心程度及软土地基表层强度等。在极软地基上,仅用砂垫层来确保大型施工机械的通行,往往需要较厚的砂垫层,是不经济的,所以常与表层排水或敷垫材料等法并用。填土面积大且排水距离长,预计有多处地下水渗出时,若仅用山砂作砂垫层,不能获得充分排水效果,应采用设置盲沟,砂垫层内的排水距离宜短不宜长。施工。砂垫层施工时应设放样板,摊铺作业一般采用自卸汽车与推土机联合操作,要尽量做到均匀一致。用透水性差的粉土作填料时,其坡脚附近的砂垫层一旦被土复盖,就有可能妨碍侧向排水,因此对砂垫层的端部要妥善处理。如能树立质量第一的思想,严格做好工作,应该说软土路基施工,可以达到安全、优质的目的。2.3 软土路基的处理方法

(1)处理软土地基常用的方法在公路方面是排水固结,多用各种不同长度和间距的袋装砂井(直径7—10 cm)或塑料排水板(宽10 cm,厚4.5~6.0)与砂垫层(厚3O一80 cm)相结合,虽然这些方法是一般的,但却是有效的经济的。为了加快固结而且可提高地基承载力,也可用直径3O~50 em或更小一些的砂桩或碎石桩,但造价比上述常用。

3.软土路基处理方法

进行软土路基处理.要分别对待.有针对性地采取措施。首先要搞好前期勘察设计工作。根据软土岩性特征和物理力学指标,通过对比分析。选择合适的软土路基处理方案。常用的软土路基处理方法有以下几种:

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3.1换填法

就是将地基软弱层的全部或部分换填强度较高、透水性好的材料可以提高地基承载力降低沉降量。在软土厚度不大于3m,工期较紧、优质材料来源充足时.利用透水性材料进行置换填土可降低压缩性,提高承载力,提高抗剪强度,减少沉降量,改善动力特性,加速土层的排水固结。换填材料为砂砾、片石、开山石等渗水性材料。同时还应注意度和设置位置。3.2抛石挤淤

这是强迫换土的一种形式,它不必抽水挖淤,施工简便。抛石挤淤应采用不易风化的石料,片石大小随泥炭稠度而定。对于容易流动的泥炭或淤泥,片石可稍小些,但不宜小于3Ocm,且小于30cm粒径含量不得超过20%。当软土地层平坦时,抛投应沿路中线向前抛填,再渐次向两侧扩展,使泥沼或软土向两侧挤出。软土地层横坡陡于1:10时,应自高侧向低侧抛投,并在低侧边部多抛投,使低侧边部约有2m宽的平台顶面。片石抛出软土面后,应用较小石块填塞垫平,用重型机械碾压紧密,然后在其上设反滤层,再行填土。3.3砂垫层或砂砾垫层

砂垫层为设置在路堤填土与软土地基之间的透水性垫层,可起排水的作用,可保证填土荷载作用下地基中孔隙水的顺利排出,从而加快了地基的固结。砂垫层材料宜采用洁净中、粗砂,含泥量不应大于5%,并应将其中的植物、杂质除净。也可采用天然级配砂砾料,其最大粒径不应大于5cm,砾石强度不低于四级(即洛杉矶法磨耗率小于6o%)。摊铺后适当洒水,分层压实,压实厚度宜为15~20em。如采用砂砾石,应无粗细粒料分离现象。砂垫层宽度应宽出路基边脚0.5~1.0m,两侧端以片石护脚或采用其他方式防护,以免砂料流失。3.4搅拌桩法

运用这类方法。就是在软上地基上中渗入水泥、石灰等,用粉喷、搅拌等方法使之与上体充分混合和固化:或把一些能固化的化学浆液(水泥浆、水玻璃、氯化钙溶液等)注入地基上孔隙,以改善地基上的物理学性质,达到加固目的。因此又统称为化学加固法。所用化学加固材料可分为粉体类(水泥、石灰粉)、浆液类(水泥浆及其他化学浆液)。这此需要加固的类型有搅拌桩法(粉体喷射搅拌桩、水泥浆搅拌桩、高压旋喷桩统称深层搅拌桩)及胶结法(硅化法、水泥灌注法)

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两类。

3.5反压护道法

当软土和沼泽土较厚.路堤高度不超过极限高度的2倍时,在路堤两侧填筑适当厚度和宽度的护道.在护道附加荷载的作用下-保持路基土的平衡,增加抗滑力矩肪止路堤的滑动破坏。特点是施工工艺简单、费用较低,但施工用地较大。为解决软土路基的沉降和稳定问题.以上治理方法可单独使用,也可采用2种以上方法结合使用’从而加速排水固结及增加地基强度同时,也应注意避免所选措施问的相互干扰。2.6排水固结法

排水固结法是根据固结理论在软土中设置排水通道.通过加压排水促使固结沉降,提高抗剪强度。常用的方法有砂垫层、碎石垫层、砂井、袋装砂井、塑料排水板、降水预压、真空预压、加载预压法等。此法通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等.以提高路基承载力、减小沉降和维持建筑物的稳定。

3.7土工合成材料加筋路堤

用变形小、老化慢的土工合成材料作为路堤的加筋体,可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降,又可以提高地基承载能力,同时也不影响排水,故可提高路基的整体性和稳定性。土工合成材料应具有质量轻、整体连续性好、抗拉强度较高、抗腐蚀性和抗微生物侵蚀性好、施工方便等优点;非织型的土工纤维应具备当量孔隙直径小、渗透性好、质地柔软、能与土很好结合的性质。应根据出厂单位提供的幅宽、质量、厚度、抗拉强度、顶破强度和渗透系数等测试数据,选用满足设计要求的土工合成材料。土工合成材料在存放以及施工铺设过程中应尽量避免长时间暴露或暴晒,以免其性能劣化。土工合成材料加筋路堤施工时应符合以下规定:

(1)应在平整好的下承层上按路堤底宽断面铺设,摊铺时应拉直平顺,紧贴下承层,不致出现扭曲、折皱、重叠。在斜坡上摊铺时,应保持一定松紧度(可用u型钉控制)。

(2)铺设土工聚合物,应在路堤每边各留足够的锚固长度,回折在压实的填料面上,平整顺适,外侧用土覆盖,以免人为破坏。锚固长度应满足设计要求。

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(3)应保证土工合成材料的整体性,当采用搭接法连接时,搭接长度宜为30~90cm;采用缝接法时,缝接宽度应不小于5cm;采用粘接法时,粘接宽度不应小于5cm,粘合长度应不低于土工合成材料的抗拉强度。

(4)现场施工中发现土工合成材料有破损时必须立即修补好。双层土工合成材料上、下层接缝应交替错开,错开长度不应小于0.5m。

结语

公路软土地基有极大的危害性。如果不处理或处理不当.就会造成地基失稳。使构造物沉降过大或产生不均匀沉降。对构造物造成不同程度的危害。同时,由于软土地基成因类型不同、厚度不

一、性质各异,因此在施工过程中不能一律对待应首先查明地质特点和土质条件。对每一个道路工程具体分析,从路基条件、处理要求、施工工艺工程费用以及材料、机具来源等各方面进行综合考虑。可根据工程具体情况,对几种路基处理方法进行技术、经济以及施工进度等比较.通过比较分析可以采用一种路基处理方法或由2种以上的路基处理方法组成的综合处理方案;同时在确定路基处理方法时,还要注意节约能源,注意保护环境。避免因路基处理对地面水和地下水产生污染,以及振动噪音对周围环境产生不良影响等。

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参考文献

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第四篇:地基处理

1、试验检测在软土地基处理效果评定中的基本原则及常用方法

基本原则:

对地基处理效果的检验,应在地基处理施工结束后,经过一定时间休止恢复再进行。

为了检测地基处理的效果,通常在同一地点分别在处理前后进行测试,以进行比较,要注意:

(1)前后两次测试应尽量使用同一台仪器,统一标准进行。

(2)由于各种测试方法都有一定的适用范围,因此必须根据测试目的和现场条件选择最有效的方法。

(3)无论何种方法,都有一定的局限性,故尽可能多采用多种方法进行综合评价。(4)测试位置应尽量选择有代表性的部位,测试数量按有关规定的要求进行。

方法:

地基与桩体强度:包括单桩和复合桩地基静荷试验、标准贯入试验、静力触探与动力触探试验、桩身高应变检测、钻芯法等。地基变形:包括地基沉降与水平位移测试。应力监测:包括土压力和孔隙水压力测试。

桩身完整性:采用桩身低应变检测和声波透射法测试。动力特性;采用波速测试、地基刚度测试。

2、软土地基的主要特性

软土地基是指压缩层主要由淤泥、淤泥质土或其他高压缩性土构成的地基。其承载能力很低,一般不超过50KN/m2。在软土地基修筑堤防工程,必须解决好四个方面的问题:①地基的强度和稳定性问题。②地基的变形问题。③地基的渗漏和溶蚀问题。④地基的振动液化与振沉问题。因此,研究堤防工程软土地基的特征,提出相应的处理措施就十分重要了。

软弱土包括淤泥、淤泥质土、杂填土及饱和松散粉细砂与粉土。堤防工程中主要是指天然孔隙比大于或等于1。5的亚粘土、粘土组成的淤泥和天然孔隙比大于1。0小于1。5的粘土组成的淤泥质粘土。其主要特征如下:

1、孔隙比和天然含水量大我国软土的天然孔隙比e一般在1~2之间,淤泥和淤泥质土的天然含水量W=50~70%,高的可达200%,普遍大于液限。

2、压缩性高我国淤泥和淤泥质土的压缩系数一般a1~2都大于0。5MPa-1,建造在这种软土上的建筑物将发生较大的沉降,尤其是沉降的不均匀性,会造成建筑物的开裂和损坏。

3、透水性弱软弱土尽管其含水量大,透水性却很小,渗透系数K≤1(mm/d)。因此,土体受到荷载作用后,呈现很高的孔隙水压,影响地基的压密固结。

4、抗剪强度低 软土通常呈软塑~流塑状态,在外部荷载作用下,抗剪性能极差,我国软土无侧限抗剪强度一般小于30KN/m2(相当于0。3KN/m2)。不排水剪时,其内摩擦角几乎为零,抗剪强度仅取决于凝聚力C,一般C<30KN/m2;固结快剪时,内摩擦角=5°~15°。

5、灵敏度高 软粘土上尤其是海相沉积的软粘土,在结构未被破坏时具有一定的抗剪强度,但一经扰动,抗剪强度将显著降低。其灵敏度(含水量不变时原状土与重塑土无侧限抗压强度之比)一般在3~4之间,有的甚至更高。

3、强夯法的原理及适用性

强夯法加固地基的机理,虽然国内外学者从不同的角度进行了大量的研究,但至今尚未形成成熟和完善的理论。对强夯法加固地基的机理认识,首先应分宏观机理和微观机理。宏观机理从加固区土所受冲击力、应力波的传播、土的强度对土加密的影响做出解释。微观机理则对冲击力作用下,土微观结构的变化,如土颗粒的重新排列、连接做出解释。宏观机理是外部表现,微观机理是内部依据。其次应对饱和土和非饱和土加以区别,饱和土存在孔隙水排出土才能压实固结这一问题。还应区分粘性土和无粘性土,它们的渗透性不同,粘性土存在固化内聚力,砂土则不然。另外对一些特殊土,如湿陷性黄土、填土、淤泥等,由于它们具有各自的特殊性能,其加固机理也存在特殊性。强夯机理研究中还有一个必须研究的内容就是夯击能量的传递,即确定夯击能量中真正用于加固地基的那部分能量和该部分能量加固地基的原理。

Leon认为,强夯加固作用应与土层在被处理过程中的三种不同机理有关。其一是加密作用,以空气和气体的排出为特征;其二是固结作用,以孔隙水的排出为特征;其三是预加变形作用,以各种颗粒成分在结构上的重新排列以及颗粒结构和形态的改变为特征。由于加固地基土的复杂性,他认为不可能建立对各类地基具有普遍意义的理论。

目前普遍一致的看法认为,经强夯后,土强度提高过程可分为四个阶段:①夯击能量转化,同时伴随强制压缩或振密(包括气体的排出、孔隙水压力上升);②土体液化或土体结构破坏(表现为土体强度降低或抗剪强度丧失);③排水固结压密(表现为渗透性能改变、土体裂隙发展、土体强度提高);④触变恢复并伴随固结压密(包括部分自由水又变成薄膜水,土的强度继续提高)。其中第①阶段是瞬时发生的,第④阶段是强夯终止后很长时间才能达到的(可长达几个月以上),中间两个阶段则介于上述两者之间。

强夯法适用性:

实践证明,强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。对高饱和度的粉土与粘性土等地基,当采用在夯坑内回填块石、碎石或其他粗颗粒材料进行强夯置换时,应通过现场试验确定其适用性。

4、固结度的计算方法及在软基加固施工中的作用

固结度计算

在进行地基的固结度计算时,将砂石桩的排水近似看成砂井

地基的排水来进行计算,它建立在三维比奥渗透固结理论的基础上。砂井地基既有竖向排水固结,又有径向排水固结,如图1 所示,整个渗流是一个轴对称的三维渗流。

首先介绍瞬时加荷条件下的固结度理论。

竖向排水固结度

式中: Uv ———竖向排水平均固结度,m ———正奇数

Tv ———竖向固结时间因数(无因次)

cv ———竖向固结系数,t ———固结时间,s;

H ———土层的竖向排水距离,cm ,双面排水时H 为土层厚

度的一半,单面排水时H 为土层厚度。

径向排水固结度

总平均固结度

以上是瞬时加荷条件下的固结度理论,在实际工程中,荷载总是分级逐渐施加的,因此,由上述理论方法求得的固结时间关系必须加以修正,修正的方法有改进的高木俊介法和改进的太沙 基法。

改进的高木俊介法

该法是根据巴伦理论,考虑变速加荷使砂井地基在辐射向和垂直向排水条件下推导出砂井地基的总平均固结度,其特点是不需要求得瞬时加荷条件下的地基固结度,而是可以直接求得修正后的平均固结度,其固结度的计算式为:

改进的太沙基法

该法得到的固结度仅是对本级荷载而言的,总固结度等于各级荷载增量作用下固结度的叠加,对总荷载还要按荷载的比例进行修正。修正后的太沙基法总平均固结度为:

其中,竖向和径向固结系数的选取很关键。不同的土层因为土的物理力学参数不同,因此竖向和径向固结系数也有差异,计算的固结度也将不同

分别计算各个土层的固结系数并求出固结度,进行对比分析,可以看出不同土层的固结情况。而且,在堆载作用下各个土层的抗剪强度增长量和沉降量也会不同,在由上述方法计算的固结度基础上可以求得各个土层的抗剪强度增长量和沉降量。另外,在不同的堆载等级作用下,软土地基的受力状态必将发生改变,进而影响土的物理力学参数,因此,在不同等级的堆载作用下,土的固结系数是不同的。在每级加荷结束后,都要重新测量土工参数,以求得固结系数,再计算在该级堆载作用下的固结度或固结度增量。根据改进的高木俊介法和太沙基法计算的地基固结度可以看出: 1)高木俊介法计算的结果稍微偏大,但随着堆载等级的增加,两种方法的计算结果渐趋一致。其原因主要是太沙基法是假定每一级荷载增量Pi 所引起的固结过程是单独进行的,与上一级荷载增量所引起的固结度无关,总固结度是在各级荷载增量作用下固结度的叠加,而高木俊介法不需要求得瞬时加荷条件下的地基固结度,这些假设条件和计算方法的不同导致两种计算结果的差异。

2)地基土在第一级堆载下的排水固结效果最显著,土的平均固结度均大于60 % ,在达到最大的堆载等级时,两种方法计算的固结度都接近了100 % ,表明堆载预压排水固结法能够较好地消散孔隙水压力,加速地基土的固结,从而使土的有效应力增大,使土体强度得到逐步增长。用砂石桩结合堆载预压法处理软土地基达到了预期的效果。

作用:

1、计算平均附加应力,计算残余变形

2、计算达到允许残余变形所需要的时间

3、估算强度增长

4、减少排水距离

5、分析比较复合地基、柔性桩、散体桩、刚性桩的变形特征

复合地基一般按强度可分为散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基(半刚性桩复合地基)、及刚性桩复合地基。散体材料桩复合地基和柔性桩复合地基容易区别,因为前者需要土的围裹才能称得上“桩”,后者则可以独立成型。柔性桩复合地基和刚性桩复合地基也应该是强度上的区别,但又为量化的区分点,因强度和诸多因素有关,也不可能有,只是一般把CFG桩复合地基,低强度混凝土桩复合地基等视为刚性桩复合地基,其它一般可视为柔性桩复合地基。

柔性桩是指无须桩周土的围箍即能自立,桩身刚度和强度较小、压缩量较大,单桩沉降以桩身压缩为主、受桩端持力层性状影响不大的复合地基竖向增强体。一般常把水泥搅拌桩、旋喷桩等一类低强度成形桩称为柔性桩。

如果按桩身抗压强度来进行划分,一般强度低于2MPa的称为柔性桩。因为柔性桩桩身强度很低,在荷载作用下,很容易产生侧向变形,且土所能提供的约束作用较小,这也是柔性桩复合地基变形和沉降的主要原因。

与散体材料桩依靠桩周土提供的被动土压力维持桩体平衡、承受上部荷载的作用不同,柔性桩同刚性桩一样是依靠桩周摩阻力和桩端端阻力把作用在桩体上的荷载传递给地基土的,因而柔性桩复合地基中土的垂直应力的扩散范围较散体材料桩复合地基大、深度深,加固效果也明显。

碎石桩是地基处理中应用最广泛的桩型之一,碎石桩是以碎石为主要材料制成的复合地基加固桩。碎石桩和砂桩等在国外统称为散体桩或租颗粒土桩。所谓散体桩是指无粘结强度的桩,由碎石柱或砂桩等散体桩和桩间土组成的复合地基亦可称为散体桩复合地基。目前在国内外广泛应用的碎石桩、砂桩、渣土桩等复合地基都是散体桩复合地基。

6、分析比较复合地基的承载力传力区别

由于桩体刚度大小的差异,柔性桩与刚性桩在荷载传递的规律上也不尽相同。在均质地基中,柔性桩在荷载作用下,桩体的压缩应变由上而下逐渐减小,桩与四周土体之间的相对位移也由上而下逐渐减小,桩侧摩阻力也是自上而下逐渐减小,桩侧摩阻力的发挥远早于桩端端阻力的发挥。柔性桩桩身变形和桩侧摩阻力均主要发生在临界桩长范围内。而在均质土中的理想刚性桩,在荷载作用下桩周各处摩阻力和桩端端阻力的发挥是同步的;桩侧摩阻力桩体深度方向的分布也是均匀的,并且随着作用荷载的增加同时达到极限摩阻力。然而,由于理想的刚性桩实际上并不存在,在荷载作用下的桩体,总会产生一定的压缩变形,桩侧摩阻力总是先于桩端端阻力,即使是对于模量很大的钢筋混凝土桩,在长细比足够大的情况下,同样可能呈现出柔性桩的性状。因此,柔性桩是相对于刚性桩而言的。

刚性桩强度与刚度都很高,在置换率与柔性桩同样的情况下,桩承担大部分基础荷载,土所分担的荷载很小。刚性桩顶的轴向荷载大,在桩径与长度与柔性桩相同时,传至底部的轴向力方面刚性桩就比柔性桩大

由于柔性桩复合地基中桩间土分担的荷载份额较多,桩土应力比小,地基中的主要受力区与天然地基相似,位于基础底面处的沿线处,且超出基础宽度较多。刚性桩则相反,因主要荷载由桩承担,沿桩身下传,桩间土所受的应力是越往下越大,到了桩底时最大。桩底以下的土是主要的受力区,因为桩底轴力也全部传到土上,桩底以下的土中应力分布状态与天然地基相近,但深度却在桩长以下,刚性桩将土的主要受力区推到桩长以下去了。

半刚性桩介于柔性桩与刚性桩之间,土的主要受力区可能在加固深度的中间,或者接近于基底或者近桩底,视桩长与土应力比的不同而变化。

7、分析比较格栅、土钉、锚索、锚杆的加固机理

锚杆:将拉力传至稳定岩土层的构件。当采用钢绞线或高强钢丝束作杆体材料时,也可称为锚索。

土钉:是一种基于新奥隧道法原理,在天然边坡或开挖形成的边坡、基坑原位岩土体中近于水平设置加筋杆件并沿坡面设置混凝土面层,使整体土工系统的力学性能得以改善从而提高边坡、基坑稳定性的原位加筋技术。土工格栅加固土工的机理

土工格栅对土的加固机理存在于格栅与土的相互作用中,一般认为,这种相互作用可归纳为以下三种情况: 1)格栅表面与土的摩擦作用; 2)格栅孔眼对土的“锁定”作用; 3)土对格栅肋条的被动阻抗作用。

上述三种作用均能充分约束土颗粒的侧向位移,从而,大大地增加了土体的自立稳定性,至于这三种作用在土体中各自发挥的程度将随格栅种类,开孔大小,土颗粒级配等因素而定。

土钉墙加固与传统的护坡和挡土墙支撑机理不一样,土钉墙在边坡的一定范围内形成了一个加固区,由于很密的土钉锚杆的作用,滑移面不可能出现在加固区,只能产生于非加固区,从而使滑移面远离边坡,达到稳定边坡的目的,加固区的整体稳定,包括加固区抗倾覆与抗滑移问题,用增加加固区的宽度和底排土锚杆打成向下倾斜穿过滑移面等措施来解决,土钉墙通过下述几个方面的综合作用使边坡周边土体形成加固区。

1.锚固作用

密布的锚杆与砂浆柱体相结合对周围土体产生有效的锚固作用,限制了砂浆柱体周围的土体变形。①土钉不需要施加预应力,而是在土体发生变形后使其承受拉力工作;②土钉支护在边坡中比较密集,起到了加筋的作用,提高了土的强度,为被动受力机制。由于土钉在全长范围内与土体接触,其荷载传递沿整个土体进行。

2.土钉浆孔对土体的挤密作用

由于土钉锚杆的密度比较大,挤密作用的影响也较大,使加固区的土体比非加固区土体密度大。密集的土钉与土钉之间土形成复合土体,其结构类似重力式挡土墙,个别土钉的破坏不会使整个结构的功能完全丧失。

3.护坡作用

土钉墙的面层不是主要受力结构,其主要作用在于保持土体的局部稳定性。在公路边坡治理中,土钉墙的面层还起到防止冲刷、防止雨水渗入坡体影响边坡稳定性的重要作用。

4.土钉受力及规模

一般锚杆长度在15~45m之间,直径较大,锚杆所承受的荷载可达400kN以上,某些预应力锚索设计荷载更可达3000kN。其端部的构造较土钉复杂,以防止面层冲切破坏;而土钉长度一般为3~10m,浆体直径100mm左右,一般不提供很大的承载力。单根土钉受荷一般在100kN以下,面层结构较简单,利用小尺寸垫板及挂网喷射混凝土即可满足要求。

在国内,一般情况下,锚索是需要施加预应力的,因此它是主动受力,多应用于已出现变形或对变形要求严格的工程部位;锚杆则一般不施加预应力(有时也会施加很小的预应力),因此它是被动受力,只有当被锚固岩土体发生一定变形时它才发挥锚固力。此外,锚索长度一般在20-50米,锚杆则不到20米。在国际上,锚索只是锚杆的一种类型。

预应力锚索框架梁支护结构采用对预应力锚索施加的预应力将滑动岩土体与稳定岩体紧密连结为一体,增加岩土体各层面的抗滑力,同时又通过坡面上框架梁将各个锚索有效地连成一个整体,形成一个由表及里的加固体系,进而达到防止整体边坡失稳的目的,是一种新型的抗滑结构。

喷锚支护体系是由密集的锚杆群、被加固的原位岩土体、喷射混凝土面层和必要的防水系统组成的。锚杆依靠于土体之间的界面粘结力或摩擦力,使锚杆沿全长与周围土体紧密连接成为一个整体,形成一个类似于重力式挡土墙的结构,抵抗墙后传来的土压力和其他载荷,达到加固边坡的目的 1.喷锚支护体系作用机理

喷锚支护体系是靠锚杆、土体、钢筋网和混凝土面层共同工作来提高边坡岩土的结构强度和抗变形刚度,减少岩土体侧向变形,增强边坡的整体稳定性的一种支护体系。

锚杆的主要作用是约束和加固土体,它不仅能够弥补土体抗拉、抗剪的不足,而且锚杆在注浆施工过程中,水泥浆能够渗入到岩土体内部的裂隙中,通过水泥浆对岩土体的补强作用,提高岩土体自身的结构强度。

挂钢筋网喷射混凝土面层能够将单个锚杆连接成一体,形成锚杆群,使锚杆与土体紧密的连接成为一个整体。同时,喷射混凝土能封闭坡面,避免坡面受到水流的冲刷。

喷锚支护能改善岩土体的性质,加强岩土体的内在强度和整体性,提高其自身的自承自稳能力,充分发挥岩土体的潜能。

锚索穿过滑动面 靠稳定岩体来提供的拉力来加固非稳定岩体

土钉更多的是起到土钉挡土墙的作用 锚杆的作用介于两者之间

8、如何理解岩土工程中变形控制是一门艺术

在岩土工程中,很重要的是控制变形,控制变形的目的是为了保证建筑结构的安全,满足人们生产生活的正常需求。岩土工程作为上部结构的基础,不能产生超过设计许可变形。变形控制的精髓是让变形在可控的的范围内较大程度发挥岩土体自身的强度,在满足安全性的情况下,节约成本,节约资源。

变形控制要建立在符合相应的工程特点上的,变形控制要因地制宜,具体情况具体分析。例如复合地基要使桩体上有一定厚度的垫层,发挥上部地基的承载力。新奥法施工也是边检测边施工,发挥围岩自身的承载潜力。另外还应注意的是,在现行的地基设计中,地基与上部结构设计是分开的,但是应在地基设计时考虑上部结构形式,选用合适的地基,如果上部结构为超静定,则下部基础不应产生较大形变,以免上部结构产生大的应力。

9、浅谈含水量对地基力学特性的影响

第五篇:地基处理竣工资料目录

绵阳市美福地物流园灾后重建工程一期

复合地基处理竣工报告

目录

一、文字部分

1.工程概况

2.场地工程地质条件及水文地质条件

3.主要技术指标

4.完成的工作量统计

5.关键性过程控制措施

6.褥垫层施工注意事项

7.复合地基检测

8.工程验收

二、工程质量控制文件

1、施工图审查报告………………………………………………………10页

2、水泥材质证明…………………………………………………………1页

3、水泥检测报告…………………………………………………………1页

4、砂子检测报告…………………………………………………………1页

5、卵石检测报告…………………………………………………………1页

6、普通混凝土配合比设计报告…………………………………………1页

7、复合地基检测报告……………………………………………………10页

三、施工记录

1.单位工程开工报告……………………………………………………1页

2.工程开工报审表………………………………………………………1页

3.施工组织设计(方案)报审表………………………………………1页

4.建筑物(构筑物)定位(放线)测量记录…………………………2页

5.建筑工程材料见证取样、送检单……………………………………16页

6.施工测量放线报审表…………………………………………………1页

7.建筑材料报审表………………………………………………………1页

8.CFG桩施工记录表……………………………………………………1页

9.CFG桩复合地基加固工程质量检验评定表…………………………3页

10.混凝土立方体抗压强度检测报告……………………………………8页

11.单位工程混凝土试块强度汇总表……………………………………1页

12.砼强度合格评定………………………………………………………1页

13.分项工程质量验收记录………………………………………………3页

14.地基处理工程质量验收报告…………………………………………1页

四、CFG桩桩位竣工平面位置图

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