所屬欄目:項目管理論文 發布日期:2010-08-31 08:21 熱度:
摘要:軟土地基的處理在建筑施工、道路工程上有著重要的意義。本文首先分析了軟土地基的特點,根據其危害指出了對其處理的重要意義,然后詳細分析了主要的軟土地基處理方法,在實際施工中可以起到良好的借鑒意義。
關鍵詞:軟土地基;建筑施工;地基處理;強樁法;表面處理
引言
軟土在我國濱海平原,河口三角洲,湖盆地周圍及山澗谷地均有廣泛分布,特別是在珠江三角洲地區普遍分布。在這種地方的土木工程作業,軟土地基承載力達不到其上面的結構物的要求,會發生建筑物下沉,危及人身安全的事故。只有充分考慮地基的變形和穩定問題,滿足在軟弱土地基上的建設需求。
一、軟土地基的構成及特性
軟土地基包括:軟粘土、雜填土、沖填土、飽和粉細砂、濕陷性黃土、泥炭土、膨脹上、多年凍土等。軟土是在靜水或緩慢水流、缺氧、多有機質的條件下生成的,往往與泥炭和粉砂交錯沉積。一般來說軟土具有下列性質:
(一)流變性強軟土層中因夾粉細砂透鏡體,在平面及垂直方向上呈明顯差異性,在荷載的作用下,軟土承受剪應力的作用產生緩慢的剪切變形,并可能導致抗剪強度的衰減,其長期抗剪強度只有一般抗剪強度的0.4-0.8倍。
(二)含水量高、空隙比大成份主要是由粘土粒組和粉土粒組組成,礦物晶粒很細呈薄片狀,沉積形成各種絮狀結構。含水量一般在34%-72%之間,飽和度一般大于95%,塑性指數為13-30,天然容重約為15kN/m3-19kN/m3,孔隙比在1.0-19之間。土中含大量微生物、腐植質和可燃氣體,故壓縮性高,且長期不易達到國結穩定。
(三)剪強度低通過現場作原位試驗,可以發現軟土抗剪強度很差。在荷載的作用下,如果地基能夠排水固結,軟土的強度將產生顯著的變化,土層的固結速率愈快。
特別是軟土一般出現在山區沿海等工程領域,更有著如下的一些忒但:不均勻性,即軟弱層厚度的不均勻性。往往在較小的范圍,如20m~30m內軟土厚度急劇變化;地下水的隱患同時存在,這些路段一般泉水較發育,地面有間斷性流水;軟土底部往往有一傾斜面,且有時可能與路線平行,有時又可能與路線斜交,增加了處理的難度
二、軟土地基處理的重要性
由于軟土地基存在這些特點,所以軟土地基的處理與一般地基不同,存在著很多風險。(1)強度和穩定性問題。當地基的抗剪強度不足以支承上部結構的自重及外荷載時,地基就會產生局部或整體剪切破壞。(3)液化問題。在動荷載(地震力、爆破、機器、車輛、波浪等等)作用下,飽和松砂的孔隙水壓力增大,有效應力下降,砂土就像液體一樣,這時輕的構筑物就會浮起來,重的構筑物就會沉下去。(2)沉降問題是軟弱地基的第一個大問題。軟粘土地基含水量高、壓縮性大,在荷重作用下會產生很大沉降;同時軟粘土的滲透系數小,固結系數小,完成沉降所需的時間很長,深厚粘性土層的沉降可達幾十年,次固結沉降在總沉降中占的比例也較大,不能忽視。
三、施工應用中采用適當方法進行處理
(一)強夯法強夯法又名為動力固結法或動力壓實法。強夯機就位,使夯錘對準夯點位置,測量夯前錘頂高程。將夯錘起吊至預定高度,待夯錘脫鉤,自由落下后,測量錘頂高程,并做好現場記錄;若發現因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時,應及時將坑底整平。按設計規定夯擊次數及控制標準,完成一個夯點的夯擊。重復以上步驟,直至完成第一遍全部夯點的夯擊。夯擊一遍后,應用推土機將場地推平,同時測量整平后的場地高程。按規定的間歇時間,重復以上步驟完成全部夯擊遍數,最后用低能量滿夯,將場地表層松土夯實,并測量夯后場地高程。強夯法的順序應該是先深后淺,即先加固深層土,再加固中層土,最后加固表層土
(二)樁加固法而工程造價相對較低的剛性樁(CFG樁、預應力管樁等)由于樁體強度較高,具有較大剛度,能夠滿足較大深度加固要求而被房建工程大量采用,公路工程中近幾年也有少量應用。這里介紹深層攪拌石灰樁加固軟土地基。根據設計確定石灰攪拌樁鉆機的位置,啟動攪拌機,鉆進時噴射壓縮空氣,準備加固的土在原位受到擾動。隨著鉆進到設計標高,鉆機鉆頭反向旋轉,邊提升,邊由壓縮空氣輸送生石灰,向著由鉆頭攪拌葉片旋轉產生的空隙部位噴入被攪拌的土體中,使土體和石灰進行充分拌和,形成具有整體性好,水穩定性好和一定強度的石灰土樁。通過機構攪拌,將軟土重塑的同時摻入適量的石灰,石灰與軟土礦物發生化學反應,形成一種復雜的不溶于水的、將土顆粒粘結在一起的硅酸鈣凝膠,硅酸鈣凝膠起到包裹和聯結的作用,形成網狀結構,在土顆粒間相互穿插,使土顆粒聯系得很牢固,改善了土的物理力學性質,發揮了石灰固化劑的強化作用。
(三)復合地基復合地基主要是指在天然地基中設置碎石樁或砂樁對松散地基進行加固,當時人們將注意力主要集中在碎石樁復合地基的應用和研究上。隨著深層攪拌法和高壓噴射注漿法在地基處理中的推廣應用,人們開始重視水泥土樁復合地基的研究。隨著水泥土樁復合地基的應用,復合地基的概念發生了變化,由碎石樁復合地基這種散體材料樁復合地基逐步擴展到粘結材料樁復合地基。隨著減少沉降量,樁和樁筏基礎的應用和研究,以及各類低強度混凝土樁復合地基的應用,人們將復合地基概念進一步拓寬。
(四)換填法換填法就是將基礎地面以下不太深的一定范圍內的軟弱土層挖去,以質地堅硬、強度較高、性能穩定、具有抗侵蝕性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、礦渣等材料分層充填,并同時以人工或機械方法分層壓、夯、振動,使之達到要求的密實度,成為良好的人工地基。當地基軟弱土層較薄,而且上部荷載不大時,也可直接以人工或機械方法進行表層壓、夯、振動等密實處理,同樣可取得換填加固地基的效果。
(五)表層處理法又分為砂墊層法、表層排水法等等。表層處理法適用于地表面極軟的情況下,通過排水、敷設或增添材料提高地表強度,防止地基局部剪切變形,保證施工機械作業,同時盡可能把填土荷載均勻地分部于地基上。比如表層排水法是在路基填筑前,在地面開挖水溝,以排除地表水,同時降低地基表層的含水量,確保施工機械的作業條件,為了使開挖水溝在施工中發揮盲溝作用,常用透水性良好的砂礫回填。
參考文獻
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文章標題:軟土地基及其處理在施工中的應用
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