超软土地基范文

2024-07-13

超软土地基范文(精选7篇)

超软土地基 第1篇

1 软土地基深基坑支护施工控制要点以及施工监测

在某软土地基工程中, 由于周边环境复杂, 地下室开挖面积达到21000平方米, 基坑周长为670米, 深度自9米到10.7米之间, 最大深度的坑中坑达到14米, 挖土达到19万立方米。该工程以淤泥性粘土为主, 由于含水量、压缩性高。在工程力学性能差、强度不高的影响下, 对软土地基基坑变形以及底坑隆起造成了很大的影响。在基坑支护中, 该工程采用二道钢筋支护体系+灌注桩钻孔的方式组成, 第一道环梁标高为-2.5米, 冠梁标高为-1.65米, 第二道标高为-7.2米, 底板标高为-10.2米。在土方开挖中, 该工程由五个作业点组成, 通过5台ZX200的挖机, 对各个区域进行有顺序的开挖。在施工中, 施工流程按照灌注桩钻孔、高压旋喷桩、冠梁标高、冠梁出土以及坡面设置的方法进行施工。

1.1 软土地基深基坑支护施工控制要点

超深基坑开挖作为整个地下室施工的关键工序, 开挖质量对工程施工质量具有重要影响。该工程将基坑开挖分成两次中心岛+一次卸土和四个阶段进行。通过第一阶段和第二阶段合理配置中心标高, 让工程挖土剖面设计根据施工环境, 明确开挖剖度、层厚以及台阶深度, 软土层剖度一般在1.0米, 根据开挖分层、杜绝超挖、先支撑后开挖以及支撑开槽的原则, 结合预先设计好的基坑设计标高, 进行边凿、边挖、边浇、边铺、边砌的“五边“施工, 开挖坡度不大, 一般在1.5米以内。

在挖土过程中, 为了保障地下水位开挖面积始终在1.0米以上, 在确保排水效果的同时, 必须配上足够的潜水泵;通过严格控制工程标高和超挖深度, 当挖土机施工到和基坑距离300毫米时, 必须由人工进行铲挖;当工程开挖到底层土方时, 再对其进行垫层浇捣, 从而保障基坑土暴露时间始终在两个小时以内。

坑部作为整个工程控制的关键点, 在软土超深基坑施工中, 必须对旋喷桩施工质量进行有效控制;通过对留土部位和中坑进行支护保护, 从源头上杜绝二级支护被损坏。在支撑区控制点, 为了保障工程施工质量, 在支撑体系、塔吊桩以及工程桩维护中, 必须使用盆状式开挖, 对软土地基分别进行缓坡、薄层以及对称开挖, 让开挖深度始终在1米以内。

1.2 软土地基深基坑施工监测

经过调查, 该工程南边地块为11#, 坑边线为45米;北边地块为10#, 坑边线为14米, 东边为规划前的河南路。在地质资料报告中, 东侧人行道由输油管线和输水管线组成, 基坑边线和管线最近的距离为2米。在整个施工过程中, 为了密切监测围护体系以及土体变形情况, 必须根据变形特征, 及时协调工程施工工艺, 在施工信息化的途中, 对基坑围护以及开挖进行项目监测。

在超深基坑位移监测中, 为了准确掌握工程土体位移情况, 将13个土体位移设置为对应的检测点;通过提前10天对其进行预埋, 从根本上保障孔深在20米到28米之间。在这过程中, 地下水观测孔通常是4个, 周边各设一个, 沉降观测以及水平位移监测共有38个, 通过水准仪或者全站仪对其进行监测。在轴力支监测中, 通过在两侧部位设置轴力监测点, 使用钢筋对其进行阵弦式监测。在频率监测中, 通过综合分析挖土进展以及变形特征, 对超深基坑标高进行两天一次的监测;当工程挖土到设计标高时, 再每天增加一次;当警戒值小于监测值时, 通过提高监测次数, 减少砖模型以及垫层次数, 保障拆撑期间频率监测力度。在这过程中, 警戒值是超深基坑累积位移60毫米以后, 接连3天的位移速率都在8毫米每天, 水位变化始终在500毫米每天;环梁位移为30毫米, 从而可以接连4毫米每天。

在软土地基超深基坑施工中, 为了保障施工质量, 必须邀请有资质的监测单位对现场进行监测, 通过及时上报监测结果, 一旦发现异常情况, 及时向施工单位或者设计单位进行协商。在基坑测点中, 必须根据场地空间以及施工要求, 在周边建筑物或者基坑边缘设置28个观测点, 并且在基坑边缘设置6个测孔, 在确保地层部位的同时, 对基坑变形进行全面了解。在斜管埋设时通常采用120型钻机, 让钻孔进入泥浆护臂, 从而有效防止坍塌造成的不利影响;当钻孔达到200米土层时, 再对其进行终孔。在斜管测试中, 必须对管壁和孔壁进行砂土回填。在变形观测中, 斜管测试通常用于地层水平变形测量, 通过及时测量南北方和东西方水平位移情况, 及时校准临近设施以及施工安全性能 (如图1所示) 。

2 软土地基深基坑支护施工发展方法

在建筑工程中, 深基坑设计和建筑造价具有直接联系, 恰当的设计是整个建筑工程施工造价和进度的关键。由于施工环境以及地基的不确定性, 对超深基坑设计合理性造成了很大的影响。因此, 在实际施工中必须注重水文条件和支护设计的合理性, 通过地基参数选择适宜的地下水以及实验方法;通过岩土工程经验以及结构设计, 明确深基坑施工设计方案, 在进一步完善深基坑结构原理的同时, 提高建筑工程施工质量。

为了提高软土地基深基坑支护技术, 在加强深基坑资金建设力度的同时, 根据技术经验, 对支护结构上的被动土、水以及主动土压力进行科学测试;在积累好一定的实测结构后, 进一步增强施工技术以及超深基坑支护。从而在不断总结经验做法的同时, 形成独特的设计方案以及定量分析方法, 让超深基坑施工、设计水平更高。在信息设计以及施工中, 岩土工程设计通常依赖于工程实践, 由于受力不确定以及临时性结构影响, 为了进一步保障施工效益和施工安全, 必须将设计意图努力贯彻到实际条件处理以及应用中;通过及时修改设计方案, 再根据相关措施弥补设计不足造成的影响。

在软土地基超深基坑支护稳定性分析中, 支护体系入土深度, 除了必须保障基坑支护结构稳定性和强度, 还避免避免基坑底部管涌和失稳造成的影响。在基坑开挖中, 根据板桩以及基底隆起特征, 正确分析桩背后流动、基坑回弹原因。降低入土深度作为保障建筑工程造价最有效的方法, 必须加强挡墙回收力度, 一旦入土温度过小就会造成土体不稳定;因此, 必须根据施工要求, 正确制定入土深度, 在保障支护以及土体稳定性的过程中, 让超深基坑支护施工达到经济合理的施工要求。

最后, 在现场监测中, 为了从根本上保障施工质量, 对于土体深层或者坑顶位移过大的情况, 必须对其进行坑外卸土, 在无放坡条件下, 再对其进行土钉加固、钢管斜撑;当环梁速率过快、位移较大时, 通过增设斜管或者钢管, 从根本上防止沉陷、滑移造成的不良影响。

3 结束语

软土地基超深基坑支护施工作为建筑工程施工效益以及社会效益的重要因素。在实际工作中, 必须根据控制要点以及施工监测, 缩短施工工期, 降低工程投资, 从根本上做好土体滑移以及地下水问题, 不断提高工程综合效益。

摘要:软土地基深基坑设计、支护施工以及监测技术作为我国建筑工程的技术难点, 对建筑工程施工效益以及施工质量具有重要影响。近年来, 由于城市化建设力度加快, 大量建筑物涌现, 在建筑施工中, 由于施工技术、施工经验参差不齐, 让软土地基深基坑施工事故频繁发生。因此, 在日益增多的深基坑施工中, 怎样提高深基坑施工经济效益、社会效益逐渐成为建设单位以及相关部门共同重视的问题。本文结合我国软土地基超深基坑支护技术, 根据工程实例, 对超深基坑施工质量控制要点、施工监测以及审计坑支护技术发展方法进行了简要的探究和阐述。

超软土地基 第2篇

超孔压排水的原理就是在淤泥表面进行填砂、设置水平排水通道, 布设集水井;在淤泥内插打塑料排水板, 设置竖向排水通道;通过施加动荷载, 使淤泥内产生超孔隙水压力, 淤泥内的水在超孔隙水压力作用下顺竖向排水通道和横向排水通道快速排出, 最终达到淤泥快速固结, 提高淤泥的承载力与强度, 满足使用功能的要求。超孔压排水的关键点:淤泥在加固过程中不得受到扰动破坏, 不然透水性就大幅降低, 研究表明, 淤泥扰动土的渗透系数只有原状土30%~50%, 固结系数不足原状土的10%, 因此, 通过设置排水板缩短排水路径, 先施加较小的动荷载, 在不破坏土体结构的条件下小幅提高孔隙水压力, 使浅层软土中的水迅速排出, 并提高软土强度;然后再增加动荷载, 动荷载分级为600kJ、800kJ、1200kJ、2000kJ, 使淤泥排水固结不断向深部发展, 最终达到固结效果。

1 工程概况

漳州市某大道东延长段标段, 项目总投资一亿三千多万, 软基处理三千多万, 全长3.6km, 软基处理2km左右。建设期间软基处理为工程建设的一个重点难点问题。

1.1 地质概况

该工程处于九龙江边, 沿线多为鱼塘、小溪、农田等。地层自上而下为: (1) 人工填土, 色杂、松散一稍密, 厚度1.0m~2.0m; (2) 海陆交互相沉积层 (软土层) , 为淤泥, 淤泥质粉质黏土, 夹淤泥质细砂, 灰黑色, 饱和, 流塑, 松散, 该层层底埋深3m~10m左右; (3) 冲积层, 杂色, 花斑状粉质黏土, 可塑, 灰黑色淤泥质粉质黏土, 饱和、流塑及灰黑色中砂层, 饱和、松散一稍密, 厚约0~8m; (4) 残积层, 为黄一灰黄色砂质黏性土、硬塑为主, 为花岗岩残积土, 厚约0~6m。

1.2 软土层物理力学指标

天然含水量ow=63.4%~72.3%, 液性指数IL=1.66, 塑性指数Ip=24.8, 孔隙比eo=2.013, 压缩系数a=2.24 7MP a-1, 竖直向固结系数Cv=0.792×10-3cm2/s, 水平向固结系数Ch=5.019×10-3cm2/s, 内摩擦角ϕ=0.4°, 凝聚力c=6.2k Pa, 容许承载力[σo]=40kPa。根据估算, 在不作软基处理情况下路基极限填土高=1.86m左右。

1.3 质量、工期要求

由于该地区软土属高含水量、低强度、高压塑性的超软弱黏土, 根据路基软基稳定控制、工后沉降控制、路面结构的基底强度要求必须对软基采取处理。因种种原因道路的施工期只有10个月。所以选择的软基处理方案需满足该工程工期要求。

2 设计

2.1 方案论证

以下就常用的软土路基处理方法比较 (见表1) 。

袋装砂井 (插塑板) 加强夯法:它通过设置竖向排水体系 (袋装砂井) , 并结合静荷载 (填土堆载) 和动荷载 (强夯夯击能) , 使得地基土在较短时间内完成大部分固结沉降, 减少工后沉降并迅速提高承载力;此外, 还可通过对地基的预震作用, 有效地消除砂土液化、管线开挖涌砂现象;有利于地下管线的开挖埋设。

本工程中, 我们通过对不同处理方法的对比, 并结合周边已建工程的实例及效果, 对于软土埋深小于8m的地段, 我们采用动力固结超孔隙水压力排水强夯法.对于上部分布杂填土软基, 则单纯采用强夯法处理。本文仅对进行路基进行简要介绍 (桥头路堤处理方式另行介绍) 。

2.2 作用原理

强夯法加固非饱和土的过程, 就是土中的气相被挤出的过程。而对饱和土, 传统的固结理论认为, 在快速加荷条件下, 孔隙水无法瞬间排出, 所以是不可压缩的, 但无法解释饱和土在强夯后产生的明显较大沉降。L·梅耶动力固结理论认为如下。

(1) 强夯中土的渗透系数是随时间变化的。

(2) 强夯中饱和土孔隙水具有压缩性。

(3) 强夯中饱和土有局部液化现象。

(4) 强夯中饱和土有触变现象。

所以在重复夯击作用下土体中产生裂纹, 土中部分吸附水变成自由水.随着孔隙水压力的消散, 土的抗剪强度和变形模量不断增长。

单纯的强夯由于竖向裂缝的产生并非规则的和连续贯通的, 因而在孔隙水和气体排除过程中并非很畅通, 这就造成在施工过程中孔隙水压力消散缓慢, 从而影响到加固的效果和施工进度, 效果不佳。采用排水固结法结合强夯, 当土体受到冲击荷载时, 土中孔隙水压力增加, 孔隙水可渗透到袋装砂井中, 沿袋装砂井直接排到地表, 这样缩短了排水距离, 加速了孔隙水压力的消散过程和地基沉降的发展, 而达到加固的目的。

2.3 设计参数

到目前为止, 强夯施工法还没有研究出一套成熟和完善的理论与设计计算方法, 只能通过试夯的方法确定施工参数。试夯区面积不应小于20m×40m, 对不同地质条件, 至少进行一处试夯, 通过试夯确定施工参数, 如夯锤重量、夯锤落距、单点总夯击能、夯点距离、间歇时间、夯击遍数及有效加固深度等。

(1) 加固深度按式 (A) 估算。

式中:m为锤自重, t;

h为锤落距, m;

a为修正系数, 黏性土取0.6左右;

H为强夯影响深度, m。

(2) 强夯机具、夯锤重量、夯锤落距的选择。强夯机械采用履带式起重机械, 一般国内夯锤重为10t~25t, 我国至今采用的最大夯锤重为40t, 夯锤一般采用圆形, 带气孔的锤较好。同时, 由于软基强夯过程中产生较深的夯坑, 会产生一定的能量损失, 所以对于软黏土, 锤底的面积不宜小于6m。目前我国通常采用的夯锤落距一般为8m~20m。

(3) 软土夯击工艺及参数往往决定强夯法的效果我们选择淤泥深度在6m~10m较具代表性的100m路段进行试夯, 强夯夯击遍数、单点夯击能、夯击次数、夯点间距、每遍间隔时间、夯击顺序等参数参考值见表2及图1。

地表上铺设1.0m厚砂垫层。砂垫层起到支承起重设备、扩散“夯击能”的作用, 也起到作为地下水排出通道的作用。袋装砂井布置间距1.5m~2.0m, 直径0.07m, 等边三角形布置。根据设计初步确定的参数, 通过测试, 数据对比, 检查其强夯效果, 以便确定工程采用的各项参数。

强夯过程中严格控制施工前后两遍的夯击间隔时间, 以利超孔隙水压尽可能消散。本工程采用预埋孔隙压力计算进行观测, 当完成全部夯击遍数, 最后用低能量满夯。

3 效果检测

测试应在孔隙水压力消散后进行, 一般应在强夯结束一定时间后进行检验。试验点应分别取在夯点及夯点间, 常用的方法有静力触探和动力触探、荷载试验、波速试验等。 (如图2)

从图2可以看出, 孔隙水压力一般在一个星期内基本消散完毕, 设置的排水措施使其达到原设计参数条件要求, 起到了不错的效果。避免了由于孔隙水压力消散慢, 导致土体液化出现“橡皮土”的现象。

从图3可以看出, 本工程的加固深度在12m以内, 但处理效果明显的只在表层8m以内。由此对软土分布深度在8m以上的地段要采用其他处理措施。

由表3看出:软土地基超孔隙水压力排水强夯法处理能短时间内降低含水量、孔隙比, 增大粘聚力及承载力, 能有效减少后期沉降影响。

4 在处理饱和软黏土应用的几个问题探讨

(1) 动力固结理论未完全成熟。土体的沉降主要是动力固结、侧向变形、上部一部分土体发生超固结等组成。目前强夯法的施工沉降主要靠试夯得出, 如何根据理论计算也是今后待解决的问题。

(2) 软黏土地基强夯必须关注如何降低孔隙水压和增大有效深度。然而两者有所矛盾, 增加加固深度, 要求增加能量, 而增加能量, 按常规工艺会增大孔压。

(3) 强夯法宜用于软基处理要求施工期短缺少预压时间、或者缺少预压荷载、软土层较浅、宽大场地排水不易等情况, 特别是在上覆杂填土或大块石的地基。对于一般在正常条件下处理的软基, 强夯法由于同样需要结合砂井及垫层, 所以处理费用比普通填土预压措施要贵, 但它比复合地基便宜, 施工也方便。

5 结语

软基处理的施工质量控制不好, 检验不认真, 致使存在的问题在被路基填筑或构筑物所覆盖时。便易构成隐患且不好复检及补救。因此, 紧抓施工环节、严格管理施工过程、按规定进行检验就显得非常重要, 只有严格控制好每个环节才能确保工程质量。经过对本工程施工总结, 对预压期不足, 且淤泥深度在8米以内的地层进行排水固结时, 该工艺具有明显优势, 可大范围应用。

摘要:通过作者多年来对市政道路工程施工中软基处理工作的实践与研究, 本文主要结合漳州市某大道东延工程实例, 对软土地基超孔隙水压力排水强夯法进行简要的分析。

超软土地基 第3篇

本文提供了一种柔性桩复合地基与桩筏同断面组合加固的路基施工技术, 解决了无砟轨道路基在施工中存在的各种问题。

1 工程背景与施工难点

温州市域铁路S1线一期工程土建施工SG11A标段起于奥体中心站 (不含) , 终于永强站 (不含) , 起止里程为DK34+448.0~DK36+083.11, 路线全长1 635.11 m, 位于温州市龙湾区内围垦路段下, 自起点开始相继下穿高新大道、建中街路、普门南街、遐福河、前房河、太师路、罗东南街、北洋大河等。场地周边为城镇区域, 以住宅、厂房为主, 河网发育。

传统的软土高含水量路基的施工, 主要是采用钻孔灌注桩加固地基的方式, 但是由于涉及到超软土, 含水量饱和情况严重, 在施工中经常会遇到各种困难, 如塌孔、地基沉降、桩位偏移等, 导致施工进度缓慢, 施工长期处于停滞状态状态, 施工工效低下。

2 关键施工技术研究

2.1 工艺原理

本技术路基体系由钻孔灌注桩、筏板、粉喷桩、水泥土板、预制脚墙、水泥级配碎石、客土撒播护坡等组成;水泥土板与筏板通过连接台阶连接;钻孔灌注桩主筋套PVC隔离管、顶部预埋环形PVC管, 管中注入静态破碎剂;筏板中预埋钢测杆固定件, 并留有动态后注浆孔。

钻孔灌注桩施工前先进行粉喷桩施工, 稍微提高路基的承载力后, 在粉喷桩区域进行钻孔灌注桩的施工;钻孔灌注桩钢筋笼外面设置一层密目网, 超灌部分主筋用PVC套管隔离, 并预埋了环形PVC管, 管中灌入静态破碎剂后可实现生态截桩;钻孔灌注桩顶部浇筑筏板, 筏板中预埋钢测杆以及PVC护管, 同时预留后注浆孔, 并用塞子封闭;两侧边坡采用粉喷桩进行路基的加固, 顶部设有水泥土板, 与筏板通过连接台阶相连;预制脚墙通过拉结筋与水泥土板连接;筏板上方为不同级配水泥级配碎石 (分三层) , 两侧是客土撒播护坡, 外砌筑一层空心砖。具体如图1, 图2所示。

2.2 施工工艺及操作要点

1) 施工工艺 (见图3) 。

2) 操作要点。

a.测量放样。根据施工方案的要求, 对施工区域内的障碍物进行清理。复测完成并报监理工程师批准后, 依据复测合格的导线点和水准点按设计进行施工放样。

b.土方开挖。开挖时应严格按照基坑上下口的白灰线开挖, 并严格控制开挖边线。应密切注意土质情况, 接近标高时应由测量人员随时观测标高, 严防超挖。根据现场实际的施工要求修筑便道, 并按照设计要求优先进行排水沟的排水设施施工。

c.粉喷桩施工。钻孔灌注桩施工区域先用低掺灰量粉喷桩进行地基的预加固, 粉喷桩顶部预埋钢护筒固定件。

d.钻孔灌注桩施工。安装钢护筒, 并通过钢护筒固定件固定位置, 随后钻孔, 清孔完毕后进行钢筋、混凝土的施工。

e.筏板施工。浇筑一层垫层, 绑扎筏板钢筋与钻孔灌注桩顶部外伸钢筋连接, 预埋好钢测杆固定件、PVC护管, 并留设动态后注浆孔。

f.水泥土板施工。水泥土板与筏板通过连接台阶过渡连接, 立模板, 其顶部设置预埋拉结筋, 与模板绑扎在一起, 随后进行混凝土的浇筑, 达到强度后拆模。

g.预制脚墙安装。安装两侧预制脚墙, 脚墙拉结筋与水泥土板中预埋拉结端连接。

h.路基填筑。路基填筑分三层不同级配的水泥级配碎石, 并压实, 两侧为客土撒播护坡, 并外砌一层混凝土空心砖。

i.位移边桩施工。路基两侧打设位移边桩、路面两侧打设监测桩, 施工中动态监测位移沉降。

2.3 质量控制措施及手段

1) 材料进场前, 需由监理工程师检验合格方可入场, 不合格材料要清退出场。

2) 现场安排指挥人员值班, 时刻检查施工情况, 及时应对施工中出现的问题, 以保证施工质量。

3) 严格按照施工组织设计方案施工, 按图施工。

4) 利用检测仪器, 实时监控混凝土内部温度变化情况, 做好测温记录, 并编写好应急措施, 应对施工中的突发情况。

5) 基础底板的浇筑必须是一次性浇筑, 施工时要尽量减少间歇时间, 避免有冷缝的情况出现。混凝土应按照从一端向另一端的顺序, 根据踏步式的方法进行从下到上的分层浇筑。

3 结语

本技术应用于温州市域铁路S1线一期工程土建施工SG11A标段起于奥体中心站等工程, 取得了良好的经济技术效益。地基加固主受力区主要采用钻孔灌注桩形式, 上设钢筋混凝土筏板;两侧采用水泥土桩复合地基, 坡脚设置浆砌片石墙角。钻孔灌注桩超灌部分钢筋笼主筋采用PVC管隔离, 结合静态破碎剂采用生态型环保方式截桩;在水泥搅拌桩顶部设置浅层固化水泥土板, 同时浆砌片石脚墙设置于浅层固化水泥土板上, 有效提高了其稳定性。本技术涉及的柔性桩复合地基与桩筏同断面组合路基施工结构稳定, 施工方便, 具有广阔的应用前景。

摘要:针对温州市域铁路S1线一期工程软土地质高含水量的特征, 提出了柔性桩复合地基与桩筏同断面组合加固的路基施工技术, 并阐述了具体的施工操作要点与质量控制措施, 有效提高了该工程路基的稳定性。

关键词:铁路,软土,路基,柔性桩,桩筏

参考文献

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超软土地基 第4篇

1 CFG桩施工对地基土的影响

1)CFG桩采用振动沉管法处理海相软土地基,其成桩过程对桩周土会产生较大的影响,沉管过程对地基土体有明显的挤土效应,使桩周附近土的超静孔隙水压力得到显著增强,从而导致短时间内桩周土的强度下降。此外,振动拔管对桩周土也有一定的影响,可使桩周土超静孔隙水压力进一步增长;

2)在海相软土地基中,CFG单桩施工产生的超静孔隙水压力增长较快,其峰值可达105 kPa(深9 m左右处),水平向的影响范围大致为3 m,而且距离CFG桩越近,桩周土的超静孔隙水压力越大,影响越加显著;

3)CFG单桩施工后超静孔隙水压力初期消散较快,1 d内大部分超静孔压可得到消散,以后消散速度就较慢,桩周土固结短时间内难以彻底完成,这将影响其强度的恢复;

4)CFG群桩施工过程中,前期超静孔隙水压力增长速度较慢,在整个试验区几乎同时增长,施打试验区后才取得峰值;

5)CFG群桩施工,桩间土超静孔隙水压力消散缓慢,后期还有较大的剩余超静孔隙水压力(可达36 kPa),说明在海相软土地基中,由于CFG群桩施工影响,桩间土的固结在较长的时间内难以彻底完成,强度恢复较慢;

6)CFG桩采用振动沉管的施工方法,施工过程中,导致桩周具有强结构性的连云港天然沉积土的结构破坏,从而致使桩周土强度降低,而且该土层强度很难恢复,径向影响范围超过1.0 m;

7)对软土层,在同一深度,单桩、群桩施工后桩周土的锥尖阻力与施工前天然沉积土的锥尖阻力比随着离桩边的距离增大而增大,并趋向于1.0;

8)单桩施工后,对典型软土层,锥尖阻力比主要在0.7~1.0范围内变化;群桩施工后,对典型软土层,锥尖阻力比主要在0.55~0.9范围内变化;到了10 m以下的土层,锥尖阻力比主要在1.0~1.5范围内变化;

9)施工后1 d土体强度降低最多,其后强度得到逐渐恢复,但是对于软土层土体短期很难恢复到原状土的强度水平;

10)施工后桩周土十字板剪切强度Cu与锥尖阻力qc有较好线性相关关系,可用qc=14Cu表示;

11)CFG桩采用振动沉管的施工方法,群桩施工中,在桩间距为1.3 m,1.4 m和1.5 m(3D~4D)时,存在明显的挤土效应,现场施工结束后,地表普遍隆起0.5 m~1.0 m。

2 CFG桩复合地基荷载试验

2.1 单桩荷载试验(见表1)

2.2 单桩高应变试验(见表2)

2.3 CFG桩桩身轴力和桩侧摩阻力(见表3)

CFG桩单桩桩身轴力主要由桩侧摩阻力承担;CFG1桩在地面处,由于硬壳层影响,单桩侧摩阻力较大,两桩桩体下部侧摩阻力较接近。

2.4 单桩高应变试验与静载荷试验对比

QS曲线对比可见复打高应变试验与静载荷试验可取得较一致的结果。

2.5 复合地基荷载试验(见表4)

2.6 桩土应力比试验

1)随着荷载增加,桩土应力逐渐增大,而桩顶处应力增大较快,产生了向桩体的应力集中;2)桩土应力比随荷载增大而增大,之后随荷载增大趋于稳定,最大值13.7~23.7,平均值17.2,说明随荷载增大桩土共同作用变形趋于一致。

3 结语

1)连云港地区海相软土具有高含水量、高液限、高压缩性、低强度、高孔隙比以及高灵敏度等物理力学特性。此外,该地区软土还具有很强的结构性,施工扰动易使其结构性丧失,强度降低;

2)试验段桩间软土的粘聚力普遍较小,但含有细砂颗粒,软土层局部还含有薄砂层,因此内摩擦角较大。打桩后桩间软土的结构性破坏,强度迅速降低,但经过一段时期的恢复,其物理力学性质有较大改善,容重、液限塑限、抗压强度及压缩模量等都有较大的提高;

3)采用振动沉管法CFG桩处理海相软土地基,其成桩过程会对桩周土产生较大的影响,其影响范围可达3 m以上,导致桩周附近土的超静孔隙水压力显著增长,强度下降,且短期内很难恢复。从现场施工结果看,CFG桩对地基土体有较明显的挤土效应,易产生地表隆起;

4)CFG桩单桩施工产生的超静孔隙水压力增长较快,且距离单桩越近,超静孔隙水压力越大,施工后超静孔隙水压力消散较快;而群桩施工产生的超静孔隙水压力增长相对较慢,在试验区几乎同步增长,施工结束后超静孔隙水压力消散也缓慢,后期剩余超静孔隙水压力较大,因此群桩施工后桩间土强度恢复较慢;

5)CFG桩施工后桩周土的十字板剪切强度Cu及锥尖阻力qc都显著降低,其中施工1 d强度降低最多。施工后桩周土的锥尖阻力与施工前天然沉积土的锥尖阻力之比(锥尖阻力比)随离桩边的距离增大而增大,并趋向于1.0。

CFG桩复合地基在国内高速公路软基处理中的应用还处于初级阶段,文中经过分析研究得出了一些结论,但是鉴于问题的复杂性,有些问题有待于进一步的研究分析。

摘要:结合具体工程实例,分析了单桩和群桩施工对地基土的影响,进行了CFG桩单桩荷载试验、单桩高应变试验、单桩高应变试验与静载荷试验对比分析,以促进CFG桩复合地基在高速公路路基处理中的应用。

关键词:海相超软土,CFG桩,复合地基,高速公路

参考文献

[1]杜广印,余闯,朱宜生,等.刚性桩复合地基在高速公路软基处理中的应用[A].全国第九届地基处理会议[C].太原,2006.

[2]龚晓南.复合地基理论及工程应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.41-42.

[3]刘松玉.公路地基处理[M].南京:东南大学出版社,2000.16-17.

软土地基处理方法 第5篇

随着我国建设工程项目的不断增多, 软土地基的处理变的越来越重要, 软土地基处理的好坏, 不仅关系到工程建设的速度, 还关系到工程建设的质量, 因此掌握软土地基处理的方法具有重要的意义。

1 软土地基处理的重要性

软土地基是由强度低、压缩量较高的软弱土层形成的地基, 软土地基具有孔隙比和天然含水量大、压缩性高、透水性弱、抗剪强度低, 沉降量大的特点。在建筑物荷载作用下会产生很大的沉降, 而且沉降的延续时间长, 很可能影响建筑物的正常使用, 另外, 由于其强度低, 地基承载力和稳定性往往不能满足工程要求。为了确保建筑物的安全, 对软土地基采取合理的处理措施就显得尤为重要。

2 软土地基处理的目的

地基处理的目的是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法对地基土进行加固, 用以改良地基土的工程特性。

3 软土地基处理方法

3.1 加筋法

加筋法是在土中加入条带、成片纤维织物或网格片等抗拉材料, 依靠它们限制土的侧移, 改善土的力学性能, 提高土的强度和稳定性的方法。

常见的种类有三种:土钉墙技术、加筋土和土工合成材料等。

土钉墙是一种原位土体加筋技术。主要是通过钻孔、插筋、注浆等方式将由钢筋、型钢、钢管等材料制成的土钉打入软土地基, 主要构造为设置在土体中的土钉 (即加筋杆件或锚杆) 与其周围土体牢固粘结形成的复合体, 在土体发生变形的情况下, 共同受力来达到软土地基加固的目的。采用土钉墙处理适用于地下水位以上或经降水后的人工填土、粘性土、弱胶结砂土的基坑支护和边坡加固。

加筋土是将抗拉强的筋体埋置于土中, 由土和筋材组成复合土体, 在软土地基受力时, 由复合土体中的筋材与土之间产生的摩擦力共同对抗土体变形。在工程过程中主要采用铺设加筋带或土工格栅或土工织物等加筋材料, 以增强土体的抗拉、抗剪强度和整体稳定性。主要用于堤坝和挡土结构物中。

土工合成材料是土木工程应用的合成材料的总称, 主要是以人工合成的聚合物为原料, 制成的各类产品, 将这类土工合成材料放置于土体内部, 能够起到加强土体抵抗外力的能力。这类材料应用最为广泛的有土工织物、土工膜、特种土工合成材料等类型。

3.2 水泥土搅拌法

水泥土搅拌加固机理是用水泥做固化剂, 通过使用特制的深层搅拌机械, 在钻进的同时往软土中喷射水泥浆液或干水泥粉, 在地基深处将软土固化成为具有足够的强度、变形模量和稳定性的水泥土, 这些加固土、柱体与柱体间的土构成了一种复合地基, 从而达到地基加固的目的。在工程施工中, 保证水泥掺入量, 控制搅拌桩机钻进、提升速度及搅拌均匀性是保证地基处理成功的关键因素。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土和含水量较高的地基及承载力特征值不大于120k PA的黏性土、粉土等软土地基。不宜用于处理泥炭土、塑性指数Ip>25的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基。

3.3 强夯置换法和强夯挤密法

强夯置换法和强夯挤密法在加固机理上是不同的, 应用范围也不相同。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。

强夯挤密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。对于饱和度较高的黏性土等地基, 如有工程经验或试验证明采用强夯法有加固效果的也可以采用。通常认为强夯挤密法只适用于塑性指数Ip≤10的土。

3.4 排水固结法

排水固结法的原理是通过在预压荷载作用下使软粘土地基土体中孔隙水排出, 土体发生固结变形, 土中孔隙体积减小, 同时随着超静空隙水压力的逐渐消散, 土的有效应力增大, 地基强度逐步增加。

排水固结法是解决淤泥软粘土地基沉降和稳定问题的有效措施, 由排水系统和加压系统两部分组成。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板排水两种。

由于排水固结法需要预压荷载, 且预压时间长, 对工期紧迫, 缺乏压载条件的工程难以采用。

3.5 换填垫层法

换填垫层法即将基础下一定范围内的土层挖去, 然后回填以强度较大的砂、砂石或灰土等, 并分层碾压夯实达到设计要求的压实度, 形成良好的受力承载层, 由此改变地基的承载力, 提高地基稳定性。

具体施工方法有砂砾垫层法和换填法等几种方法。

砂砾垫层法:当软土层较薄、填筑材料比较困难或雨季施工时, 采用砂砾垫层是在填土与基底间铺设一层砂层, 作用是在软土顶面增加一个排水面, 在填土的过程中, 荷载逐渐增加, 促使地基土中的空隙水从砂垫层中排出, 加快固结速度, 提高地基承载力, 较少沉降, 防止地基局部剪切变形。为确保砂垫层能通畅排水, 要采用渗水性能好的材料。

换填法:是将基底下一定范围内的软弱土挖去, 换填砂、碎石和素土等材料, 并分层夯实成低压缩性的地基持力层。利用砂、碎石等透水材料进行置换填土, 可以降低压缩性, 提高承载力, 提高抗剪强度, 减少沉降量, 加速土层排水固结。

4 结论

软土地基的复杂性和不可见性, 使得地基处理在工程建设中具有举足轻重的地位, 如果处理不当, 会造成地基失稳, 使建筑物沉降过大或造成不均匀沉降, 对建筑物具有不同程度的危害。本文介绍了软土地基处理的几种常用方法, 每一种软土地基处理方法均有其针对性、使用范围以及局限性, 必须根据工程实际条件选择符合设计要求的软土路基处理方法, 才能取得理想的处理效果。

参考文献

[1]李彰明.软土地基加固的理论、设计与施工[M].北京:中国电力出版社, 2006.

[2]陈杆义.公路工程中软土地基处理[J].黑龙江交通科技, 1999.

软土地基处理方法综述 第6篇

所谓软土地基主要是指由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基, 其特点是强度低、变形量大且持续时间长, 含水量高且透水性差。软土地基在我国分布较广, 在很多地区的江河湖泊、稻田、沼泽、湿地等处, 往往成为工程的软地基。我国的软土按其成因可分为海洋沿岸沉积、内陆湖盆地沉积和河滩沉积三大类。按沉积环境的不同, 可分为八种类型:泻湖相沉积、溺谷相沉积、湾海相沉积、三角洲相沉积、湖相沉积、山岭谷地相沉积、河漫滩相沉积和牛轭湖相沉积。

软基处理就是利用换填、固结、挤密等各种方法, 对承载力达不到要求的软弱地基土进行加固, 主要目的有以下两点:

1) 提高地基的抗剪切强度, 保证地基的稳定性;2) 降低不良地基的压缩性, 减少基础的沉降, 尤其是不均匀沉降。

软土地基有较大的危害性, 它可对构造物造成不同程度的破坏, 严重者不但影响使用, 甚至造成建筑物的彻底报废。公路是一条带状的, 承受动静两种荷载, 由于它分布较广, 使用要求较高, 因而对地基有较高的要求。公路软土地基的特点是地质条件复杂, 荷载形式复杂多样, 高速公路对路堤不变形的要求高。在软土地基上修筑公路, 如果处理不当, 将会带来路堤的位移滑塌、失稳、沉降变形和结构物与路堤接触部位的差异沉降等诸多工程问题, 进而引起公路路面的早期损坏, 影响和缩短公路的使用年限。处理软土地基, 已成为公路建设必不可少的环节。

2 常用的软基处理方法

1) 轻型材料转换处理技术。

在软土地基上修建路堤, 常遇到的破坏方式是路堤沉降或不均匀沉降过大、堤坡下滑失稳。其中路堤形变由堤身和地基两部分沉降组成, 前者可由提高填筑物密实度来控制, 而后者是由于地基土的压缩性和强度过低所致。堤坡下滑失稳破坏也是由于地基土的强度过低所致, 而产生地基沉降和堤坡下滑失稳破坏的根本原因是路堤的重量, 因此采用轻型填筑材料、减小路堤的重量是解决软土地基上修建路堤问题的根本办法。

减小路堤的重量可以通过采用轻型材料进行路堤填筑的方法实现。轻型材料是指应用于岩土工程中密度小于一般天然土体的材料, 主要有粉煤灰、炉渣、EPS (Expanded Polystyrene) 聚苯乙烯硬泡沫塑料、气泡混合轻质土等。它可以通过减轻作用在地基或地下结构物上的竖向附加应力, 从而减少软弱地基的沉降, 提高地基的稳定性。

2) 土工织物加固地基技术。

路堤经过软基地段或一般路段可能受建筑物、河湖等限制, 需要改变堤坡为陡坡, 为达到稳定堤身和地基的目的, 总是以土工织物作为补强材料分层铺设构成加劲垫层。这种方法能达到加固地基, 分散荷载, 防止地基深层滑动面的形成, 保持基底稳定的目的。

高速公路所用的土工合成材料包括织造土工织物、非织造型土工织物、土工格栅和土工格室等, 应具有足够的抗拉强度、较高的抗拉刚度、较小的变形性能, 还需与填料之间有较大的摩擦系数和咬合力。受力时抗拉强度应大于50 kN/m, 延伸率不大于10%。从技术经济出发, 宜选择强度高的织造型 (有纺) 土工织物和土工格栅。

3) 复合地基处理技术。

复合地基 (Composite subgrade, Composite foundation) 是指天然地基中按一定面积比例加入加筋材料的增强体后构造的地基, 作用在该地基的垂直荷载由两者共同承担。由于地基是由两种或两种以上不同刚度的材料所组成, 因而复合地基工程是非均质和各向异性的。实践证明, 由于加入了增强体, 土层的承载力得到较大提高的同时压缩性有较显著的减少。

根据地基中增强体布设方向, 复合地基可分为竖向和横向增强体两类。将土工织物、土工格栅、加筋土等组成的人工地基称横向增强体复合地基;取强度和模量相对比原天然地基高的材料向垂直或倾斜方向压入或注入组成的人工地基称竖向增强体复合地基, 按竖向增强体材料不同, 竖向增强体复合地基可分为散体桩 (振冲碎石桩) 、柔体桩 (水泥土搅拌桩) 、刚体桩三种复合地基。

实际工程应用中, 在复合地基上又会遇到基础的刚度不同的条件, 分为刚性基础和柔性基础, 在荷载作用下, 形成桩体和桩间土共同承担上覆荷载, 但不同刚度的基础下桩体顶部与桩间土的变形形成条件是不同的。

刚性基础下复合地基由于基础刚度大, 在荷载作用下基底始终保持平面, 复合地基中桩和桩间土在竖向是等应变的。但在柔性基础条件下, 如路堤、堤坝工程, 在填方荷载和交通荷载作用下, 复合地基中桩体会刺入柔性填方路堤中, 导致复合地基中桩、桩间土的沉降不一致, 两者之间会有竖向相对位移, 即基础底桩、桩间土竖向变形不相同。柔性基础下复合地基由于基础刚度不大, 受力变形后基础底面不能保持平面, 因此刚性基础和柔性基础下复合地基中桩、桩间土的工作性状不完全相同, 刚性基础下复合地基理论不适合于柔性基础下复合地基承载力和沉降计算。

复合地基与桩基础不同, 其本质就是通过垫层协调发挥和保证桩土共同工作, 并充分发挥原地基的承载能力, 这就是复合地基较荷载仅由桩体来承担的桩基础经济的主要原因。

4) 设竖向排水系统处理深厚软基预压法。

对于表层以下存在大于5.0m的深厚软土层的情况, 可采用竖向排水系统, 以改变地基原有排水边界条件, 借助排水系统增加孔隙水排出的途径, 缩短排水距离, 在路堤填筑荷载作用下, 加快地基土的排水固结速度, 缩短加固时间, 使地基土的有效固结压力快速增加, 排水系统包括竖向排水体 (砂井、袋装砂井、塑料排水带、钢丝滤管) 和水平排水体 (砂垫层、水平排水用合成材料) 。预压荷载包括路堤自重和堆载预压、真空荷载和真空加路堤自重预压等。

3结语

本文简要介绍了几种软土地基的处理方法, 软基处理是否恰当关系到工程质量、进度和投资。在满足工期前提条件下, 应从技术可行、经济及工艺的配合与衔接合理等方面, 合理的选择软基处理方法。

参考文献

[1]冯守中.公路软基处理新技术[M].北京:人民交通出版社, 2008.

[2]徐泽中.公路软土地基路堤设计与施工关键技术[M].北京:人民交通出版社, 2008.

常见软土地基处理措施 第7篇

软土地基孔隙比大、压缩系数高、天然含水量大、强度低, 并具有蠕变性, 一般是指处于软塑或者流塑状态下的粘性土, 工程地质条件较差,

2 软土地基处理方法及应用范围

2.1 换填垫层法

当软土层厚度不很大时, 可将路基面以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除, 然后换填强度较大的土或其他稳定性能好、无侵蚀性的材料 (通常是渗水性好的中粗砂) , 称为换填垫层法。此法处理的经济实用高度为2~3 m, 如果软弱土层厚度过大, 则采用换填法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。通过换填具有较高抗剪强度的地基土, 从而达到增强地基承载力的目的, 满足构筑物对地基的要求。换填垫层的常用方法有:换填、抛石挤淤、垫层三种。

(1) 换填法。在软土厚度不大于2 m时, 利用渗水性材料 (砂砾或碎石) 进行置换填土, 可以降低压缩性, 提高承载力, 提高抗剪强度, 较小沉降量, 改善动力特征, 加速土层的排水固结。它的特点是施工工艺简单, 但费用比较高。

(2) 抛石挤淤。当软土或沼泽土位于水下, 更换土施工困难, 且厚度小于3 m, 表面无硬壳、基底含水量超过液限、路堤自重可以挤出的软土之上, 排水比较困难时, 采用抛片石 (直径一般不小于30 m) 挤淤的方法。从中部开始抛石, 逐渐向两边延伸, 挤出淤泥, 提高路基强度, 就是在有软土或弹簧土以及有积水的路段填石头, 填石的高度以露出要处理的路段原有土层 (或积水) 高度为宜。在填石的过程中注意一定要用推土机把石块压实, 不能出现软弹现象。然后再填筑土方。

(3) 砂砾垫层。当路堤高度小于极限高度的2倍, 软土层较薄, 填筑材料比较困难, 或雨季施工时, 采用砂砾 (砂) 垫层, 在填土与基底之间设一排水面, 从而使地基在受到填土荷载后, 迅速的将地基土中的孔隙水排出, 加快固结速度, 提高地基的承载力, 减少沉降, 防止地基局部剪切变形。要注意控制填土速度, 所用的材料为含泥量不大于5%的洁净中粗砂, 或最大粒径小于5 cm的天然级配砂砾。

2.2 深层密实法

主要加固方法主要有:强夯法、挤实砂桩、碎石桩加固法、旋喷桩法。

(1) 强夯法。对于砂土地基及含水量在一定范围内的软弱粘性土地基, 可采用重锤夯实或强夯。它的基本原理是:土层在巨大的冲击力作用下, 土中产生很大的压力和冲击波, 致使土体局部压缩, 夯击点周围一定深度内产生裂隙良好的排水通道, 使土中的孔隙水 (气) 顺利排出, 土体迅速固结。强夯后地基承载力可提高3~4倍, 压缩性可降低200%~1000%。

(2) 挤实砂桩、碎石桩加固法。挤实砂 (碎石) 桩是以冲击或振动的方法强力将砂、石等材料挤入软土地基中, 形成较大的密实柱体, 提高软土地基的整体抗剪强度, 减少沉降。属于复合地基的一种, 当软土层较厚, 换填处理比较困难, 地基土属于非饱和粘性土或砂土时, 采用挤密砂桩或碎石桩加固法, 可以使地基土密实, 容重增加, 孔隙比减少, 防止砂土在地震或受振动时液化, 提高地基土的抗剪强度和水平抵抗力, 减少固结沉降, 使地基变均匀, 起到置换、挤密、排水作用, 防止地基产生滑动破环, 提前完成沉降, 减少沉降差。它的最大有效处理深度20 m。

(3) 旋喷桩法。旋喷桩可分为粉体喷射桩、高压喷射注浆法等。对于强度低、压缩性高、排水性能较差的软土, 采用灰土桩 (水泥土桩、石灰土桩、二灰土桩等) 与地基组成复合地基, 大部分荷载有桩体承受, 它的施工工艺比较复杂, 需要配置专门的旋喷设备。利用工程钻机, 将旋喷注浆管置入预定的地基加固深度, 通过钻杆旋转, 徐徐上升, 将预先配置好的浆液, 以一定的压力从喷嘴喷出, 冲击土体, 使土和浆液搅拌成混合体, 提高地基承载力, 减少工后沉降, 从而形成具有一定强度的人工地基。

2.3 排水固结法

在软土地基上加压并配合内部排水, 加速软土地基的排水, 加快软土固结的处理方法称为排水固结法。适用于处理各类淤泥、淤泥质粘土及充填等饱和粘性土地基。软土地基在附加荷载的作用下, 逐渐排出孔隙水, 使孔隙比减小, 产生固结变形。在这个过程中, 随着土体超静孔隙水压力的逐渐扩散, 土的有效应力增加, 并使沉降提前完成或提高沉降速度。

主要加固方法:砂井法、袋装砂井、降低地下水位法等。

(1) 砂井法。砂井是利用各种打钻机具击入钢管, 或用高压射水、爆破等方法在地基中获得按一定规律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。由于这种砂井在饱和软粘土中起排水通道的作用, 又称排水砂井。砂井顶面应铺设垫层, 以构成完整的地基排水系统。砂井使用于软土层厚度大于5 m时, 最大有效处理深度18 m。

(2) 袋装砂井。对于软土厚度大、路堤稳定、填土高的软土路基, 采用袋装砂井, 可增加软土竖直方向的排水能力, 缩短水平方向的排水距离, 加速软土的强度。砂袋灌入砂后, 砂井可采用锤击法和振动法施工。它的施工工艺复杂, 费用相对较高, 所用的时间较长, 可采用矩形或梅花形布桩。最大有效处理深度18 m。

(3) 降低地下水位法。通过降低地下水位使土体中的孔隙水压力减小, 从而增大有效应力, 促使地基固结。适用于地下水位接近地面而开挖深度不大的工程, 特别适用于饱和粉、细砂地基。

2.4 加固路基法

通过在路基中埋入高强度、大韧性的土工聚合物、拉筋、受力杆件或柴 (木) 梢排等方法加强路基的自身强度, 增加抵抗地基变形沉降的能力。适用于软弱岩体、土体中的路堤与路堑。

摘要:依据软土地基的特征对处理方法及应用范围进行了详细阐述。

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