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軟土地基處理方法

0164建筑材料2021-07-18 12:03:04


 1 前言

  地基與建筑物的關(guān)系非常密切。地基雖不是建筑物本身的一部分,但它在建筑中占有十分重要的地位。地基問題的處理恰當(dāng)與否,不僅直接影響建筑物的造價,而且直接影響建筑物的安危,即它關(guān)系到整個工程的質(zhì)量、投資和進度,因此其重要性已愈來愈多地被人們所認識。
2 地基處理的目的
  地基處理的目的是利用換填、夯實、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學(xué)等方法對地基土進行加固,用以改良地基土的工程特性。
  (1)提高地基的抗剪強度
 ?。?)降低地基的壓縮性
 ?。?)改善地基的透水特性
  (4)改善地基的動力特性
 ?。?)改善特殊土的不良地質(zhì)特性地基處理的對象是軟弱地基和特殊土地基。
3 地基處理方法
  地基處理方法,可以按地基處理原理、地基處理的目的、處理地基的性質(zhì)、地基處理的時效、動機等不同角度進行分類。
  4 某高速公路軟土地基處理設(shè)計方案
  4.1 處理方法該高速公路是河北省內(nèi)陸連接港口的重要通道,對河北經(jīng)濟的發(fā)展具有重要的意義。全線經(jīng)詳細勘察試驗。查明了路線穿越區(qū)的特殊土(包括:鹽漬土、軟土、軟弱土)的分布規(guī)律t查明了路線穿越區(qū)的不良地質(zhì)(砂土液化)的分布特點和液化等級類型。
  通過勘察、土工試驗成果、標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗經(jīng)綜合分析整理井結(jié)合靜力觸探,統(tǒng)計顯示路線穿越區(qū)的軟土,軟弱土呈兩種類型分布。一類是連續(xù)區(qū)段分布,另一類是呈透鏡體狀的不連續(xù)區(qū)段分布。對于該軟土、軟弱土,總的指導(dǎo)思想是:首先分析各區(qū)段的硬殼層的厚度、地層巖性,軟土、軟弱土的厚度、特性之后,根據(jù)硬殼層,軟土,軟弱土的地層特點,進行地基沉降、穩(wěn)定驗算;根據(jù)驗算結(jié)果以及《軟土地基路堤設(shè)計規(guī)范》的沉降容許值,對沉降超限區(qū)段可依次采取以下處理措施:
  (1)、砂墊層+土工格棚(土工格室)+堆載預(yù)壓(超載預(yù)壓)的處理方式(主要針對一般控制段)。砂墊層+土工格柵(土工格室)+超載預(yù)壓主要針對低路基(填方小于2.5米)段。若表層出露即為軟土、軟弱土則設(shè)砂墊層(對于填方2.5米以下低路基段采用土工格室)。硬殼層在1.5米以上則不設(shè)砂墊層。
 ?。?)、砂墊層+土工格柵+豎向排水體(袋裝砂井)+堆載預(yù)壓的處理方式(主要針對一般控制段)。
 ?。?)、土工格柵+深層水泥土攪拌樁的處理方式(主要針對樁基礎(chǔ)兩側(cè)及箱形基礎(chǔ)下部及兩側(cè)沉降主控制段及次控制段)。
 ?。?)、強夯置換法的處理方式(主要針對非飽和狀態(tài)軟弱土段樁基礎(chǔ)兩側(cè)及箱形基礎(chǔ)下部及兩側(cè)沉降主控制段及次控制段)。
  4.2 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)全線軟土、軟弱土分布區(qū)段橋涵構(gòu)造物基礎(chǔ)類型不同,將其劃分為以控制工后沉降為目的的3個類型控制區(qū)段。
  樁基礎(chǔ)構(gòu)造物橋臺兩側(cè)各3O米區(qū)段作為沉降主控制段箱型通道及涵洞兩側(cè)20米區(qū)段作為沉降的次控制段其它作為一般控制段:
  (1)控制段的工后沉降容許值不大干10cm
 ?。?)次控制段的工后沉降容許值不大于20cm
  (3)一般控制段的工后沉降容許值不大于30cm
  4.3軟基處治方案
  4.3.1 砂墊層的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)對于前述各地質(zhì)單元模型中砂墊層的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是:砂墊層的材料為中砂及粗砂,含泥量不大干3%,砂墊層的寬度要適當(dāng)大干路堤底寬,以防止在施工過程中由于施工機械的破壞影響墊層的有效作用(兩側(cè)各寬出0.5米左右);砂墊層厚度0.5米,同時,為了增加地基土的抗剪強度,提高路堤的整體穩(wěn)定性,達到排水及隔離的作用,通常尚需在砂墊層中鋪設(shè)土工格柵。
  4.3.2 袋裝砂井的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)工作區(qū)軟土,軟弱土分布區(qū)段的地層結(jié)構(gòu)特點,配合堆載預(yù)壓的豎向排水體以采用袋裝砂井為宜。袋裝砂井按等邊三角形布置。袋裝砂井的直徑為7cm.砂袋材料采用透水性能良好的土工織物(聚丙烯紡織物)。砂井的井間距為1.2米,砂井的深度一般應(yīng)穿透軟土、軟弱土層,有條件時,砂井底部應(yīng)至透水層為宜?!?.3.3深層水泥土攪拌樁的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn):
  樁基礎(chǔ)兩側(cè)、箱形基礎(chǔ)下部及兩側(cè)采取深層水泥土攪拌樁的處理方法,攪拌樁按正三角形布置,樁徑0.5米,樁間距1.0-1.4米,樁間距由密到疏進行漸變,水泥摻入量為加固土體質(zhì)量的15%;水灰比0.5.樁體28天無側(cè)限抗壓強度不低于1.5Mpa,90天單樁承載力不小于150KN.單位復(fù)合地基承載力不小于150Kpa,水泥采用425號礦渣水泥。對構(gòu)造物下部處理區(qū)段應(yīng)考慮基礎(chǔ)埋深?;A(chǔ)埋深范圍內(nèi)可不再噴漿攪拌。
  4.3.4 強夯置換法的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)項目區(qū)軟土、軟弱土分布及發(fā)育特點。針對這部分土體的特點我們采用強夯置換法進行處理,目的是提高地基承載力減少沉降。強夯置換材料為級配碎石,粒徑大于300mm的顆粒含量不超過30%,含泥量要求小于10%。為減少投資。填料可用建筑垃圾代替,要求建筑垃圾為級配良好的堅硬粗顆粒材料,粒徑大于300ram的顆粒含量不超過30%。含泥量要求小于10%,對保護環(huán)境和地下水資源不受影響。夯錘質(zhì)量為5~10t,落距采用10米,夯錘底面為圓形,直徑2米。夯坑為等邊三角形布置,間距4米。處理后單位復(fù)合地基承載力不小于150Kpa.強夯置換墩的深度由土質(zhì)條件及上部荷載決定,一般為3米,處理范圍至路基坡腳。對每一處理區(qū)段強夯施工前須進行試夯。確定夯擊能及夯擊次數(shù),調(diào)整設(shè)計參數(shù)。對構(gòu)造物下部處理區(qū)段應(yīng)考慮基礎(chǔ)埋深。應(yīng)先開挖至基礎(chǔ)埋置深度再施工強夯置換墩。
  4.3.5 土工合成材料的作用機理在砂墊層中間鋪設(shè)一層具有一定強度的土工合成材料,增加了地基土的抗剪強度,提高了路堤的穩(wěn)定性。同時復(fù)合體具有一定的剛度。上部荷載得到有效的調(diào)整,使差異沉降減少,均勻度好。由于復(fù)合體能承受較大拉力,地基受力變小,路堤中心沉降明顯減小。由于土工合成材料與砂墊層的整體作用,不僅減少了不均勻沉降,而且還可減少地基的總沉降,適應(yīng)路堤的快速填筑,而荷載的迅速增加。加快了軟土的固結(jié)作用。從而使沉降加快。減少后期沉降,形成一種良性循環(huán)。
  4.3.6 預(yù)壓路堤工程;對軟土地區(qū)的天然地基或豎向排水體地基,利用路堤填土預(yù)壓并不需要移去土體,預(yù)壓的實施。主要體現(xiàn)在分級加荷,每級加荷的穩(wěn)定性依賴于前一級預(yù)壓后強度的提高。該情況下,軟土地基總沉降量并不減小。只是大部分的沉降在施工期完成,可有效減小工后沉降。
  排水系統(tǒng)是一種手段,如果沒有加壓系統(tǒng),孔隙中的水沒有壓力差就不會自然排出,地基也就得不到加固。反之,如果只增加固結(jié)壓力,不縮短土層的排水距離。則不能在預(yù)壓期盡快地完成設(shè)計所要求的沉降量。
  5 結(jié)束語
  經(jīng)全面總結(jié)高速公路軟基處理、工后沉降、橋頭跳車等方面的研究成果。對不同軟基處理方法的技術(shù)經(jīng)濟效果進行了分析比較,并對各種方法的適用條件及范圍進行了歸納總結(jié)如下(僅供參考):在深厚層軟基的條件下。

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