地基加固范文
時間:2023-04-12 14:30:27
導語:如何才能寫好一篇地基加固,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
Abstract: This paper introduces the concept and characteristics of the dynamic consolidation technology, analyzes the dynamic compaction construction technology, and puts forward the dynamic compaction construction quality control points.
Key words: foundation; reinforcement; technology
中圖分類號:TU7 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)
現代建筑施工中,合理利用強夯技術進行地基處理,可以有效增強地基承載能力。保障建筑的安全穩(wěn)定性能和質量效益。本文針對強夯技術的特征以及施工工藝進行了分析,闡述了地基強夯加固施工處理的質量控制措施。
1 強夯技術概念及特點
強夯法又稱動力固結法,是在建筑地基處理過程中,為提高軟弱地基的承載力性能,采用重錘由高度下落夯擊土層,致使地基迅速固結的技術。強夯加固技術,施工設備及操作工藝簡單,能夠有效提高地基承載強度性能,增加干密度、減少孔隙比,降低壓縮系數、增加場地均勻性,消除濕陷性、膨脹性,防止振動液化,減小沉降量,有效加固深度高,加固效果顯著。施工速度快、節(jié)省加固原材料,施工成本低,適用范圍十分廣泛,強夯法適用于處理碎石土、砂性土、非飽和粘性土、濕陷性黃土、雜填土等地基的加固夯實處理。
2 強夯法的施工工藝
2.1 強夯加固的技術原理
地基土層結構通常是由固體顆粒,水分和氣體孔隙組成。地基土經強夯重錘高度下落夯擊后,瞬間內將夯擊能量轉化,利用強烈的沖擊能量產生一定的動應力,將土體結構中的水分及氣體排出,致使土層孔隙水壓力瞬間匯集上升,在夯點周圍出現徑向裂縫,形成軟土中空隙水的滲透通道,為超靜水壓力的消散創(chuàng)造了條件。土體在夯實沖擊的壓拉應力下降低了土層結構的抗剪強度,同時伴隨著地基壓縮或振密,土體液化或土體結構滲透性能改變,相當大的夯擊能轉化為土體的壓縮變形,裂隙發(fā)展,土體強度獲得提高。
2.2 強夯施工方法
點夯施工:準確測放夯點位置,根據錘重單擊夯能設計確定有效落錘高度及場地標高。強夯機夯錘對準夯點位置,將夯錘起吊到預定高度,待夯錘脫鉤自由下落夯入地面后,測量計算擊夯沉量,做好原始記錄,然后按設計標準要求重復實施夯實沖擊步驟,完成一個夯坑的點夯施工。點夯作業(yè)分遍施工時必須嚴格控制間歇時間。點夯時要對每一夯點的夯擊次數,每次夯坑沉陷量、夯擊坑周圍土的隆起量及埋設測點要進行量測記錄,并注意夯擊振動的影響范圍和程度。
滿夯施工:點夯施工完成后,必須讓因夯實沖擊地基土層二滲出的孔隙水分消散到規(guī)定要求以后,針對點夯夯坑底標高以上部分的夯間土進行滿夯施工加固處理。滿夯施工時一般采取1/4錘徑雙向搭接,根據實際工況需求,嚴格落實和預算夯擊遍數、夯實次數以及搭接密度,避免出現漏夯現象。
2.3 地基強夯的施工工序
不同的地質條件下的地基強夯技術,施工工藝流程稍有差異,但總體施工程序如下:平整場地—定位夯點、測量標高—點位對置,標高錘程—吊高夯錘,下落夯擊—往復夯擊,完成點夯—重復操作,分遍點夯—整平夯坑,間隔夯擊—完成全部夯擊遍數—滿夯施工,振動碾壓。
3 強夯技術在地基加固中的應用要點
強夯法處理地基,通常是利用起吊設備將一定外形規(guī)格的重型夯錘起吊至一定高度后自由下落,產生強大的沖擊能量進行夯擊,對地基土層產生強烈的振動沖擊和動應力,從而在一定范圍內提高地基土層結構強度和均勻度、降低壓縮性、改善砂土抗液化條件、消除濕陷性黃土的濕陷性等性能,減少地基沉降病害的發(fā)生。 `0@onDQVc= 由于建筑地質工況的復雜性,地基加固施工過程中,強夯技術的施工需要注意如下技術要點:
3.1 設計方案
優(yōu)化地基強夯施工設計方案,完善高效質量保障體系,強化施工人員的質量意識,這是地基強夯加固技術施工的重要前提。
3.2 測量放樣
采用水準儀按施工要求確定強夯區(qū)域布置點位,在強夯范圍外設置控制網點基樁坐標,布置水準點作為高程控制、路基沉降的依據。
3.3 夯擊試測
在地基夯擊施工前,要進行試夯預測,確定夯錘重量、夯實面積和夯錘落距,以便確定最后下沉量及相應的夯擊遍數。
3.4 墊層鋪設
夯擊場地平整后,要根據現場需求鋪設適當厚度的碎石墊層,便于夯擊現場的機械通行和及時排水,并有效保障夯擊能量向周邊擴散。
3.5 強夯施工
夯點定位后,在預定觀測地段中設置相關夯擊應力、夯擊頻率振幅、孔隙水壓力、土層變形的監(jiān)測設備,按設計要求分批、分遍施工夯擊。
3.6 振動碾壓
地基強夯處理后要在滿夯結束后進行場地整平清理,采用振動碾壓器械進行振動碾壓,測量最終場地高程作為交工驗收基礎資料。
4 地基強夯加固技術的質量控制
4.1 施工準備階段的質量控制
嚴格審核施工資質條件或強夯施工安全質量保證措施,審查施工機械設備的設備性能。復核施工現場工況勘測報告,審核施工方案及確定強夯參數。監(jiān)理施工單位按照施工現場條件對現場進行統(tǒng)籌安排,合理安置施工機械材料,編制現場施工圖。
4.2 地基強夯過程的質量控制
地基強夯施工的質量控制,要根據強夯工藝流程,對重點過程實行旁站,采用現場巡視、檢測相結合的方法進行控制。
測量定位是影響地基強夯處理整體效果的關鍵環(huán)節(jié),嚴格落實強夯點位的量測,控制強夯定位的放線偏差。要嚴格落實點夯施工的操作程序,及時發(fā)現并杜絕少擊漏夯現象,保障地基夯實的強度性能均勻密實。采取防振隔振技術,制定地下建筑設施防護措施。
場地平整有利于地基強夯施工的順利進行。強夯前要用推土機預壓平整,測量場地高程,檢查場地排水通道,鋪設砂石墊層,降低地下水位,以防設備下陷和消散強夯產生的孔隙水壓。
嚴格設計強夯技術參數。錘重與落距是影響夯擊能量和加固深度的重要因素,夯擊點位的布置及間距,對于強夯施工的質量影響較大。地基強夯處理施工中,要根據實際工況進行預測和優(yōu)化夯錘重量、落矩、下沉量等有關參數,嚴禁擅自改變施工參數,以確保地基強夯質量效果。
嚴格控制地基土層含水量。對于高飽和度的粘性土強夯施工,可在夯坑內回填碎石礦渣等粗顆粒材料進行強夯置換處理。針對地下水位高、降雨較多的地區(qū),應在場地四周科學設置排水體系,降低地基土含水量。地下水位偏低的地基,可在夯坑中加注適量水分,保持地基處理的最佳效果。
強夯法的加固順序是先深后淺,要嚴格按照強夯順序進行分段施工,夯擊時應按試驗和設計確定的強夯參數進行,落錘應保持平衡,夯位應準確,及時排除夯擊坑內積水,及時修整夯坑。冬季施工應清除地表凍土層再強夯,并適當增加夯擊次數,提高夯擊功能。
詳實地基強夯施工記錄。施工時,要根據強夯程序,嚴格記錄夯實沖擊的標高、落矩等相關數據,精心監(jiān)測和記錄每坑每擊的夯沉量和每個夯點的夯擊次數,檢測路基加固的效果,確保施工過程滿足設計要求。
4.3 強夯檢測的質量控制
強夯施工結束后,要嚴格審查檢測程序,及時檢驗地基強夯效果,監(jiān)測驗收質量達到技術標準。
5 結束語
現代高層建筑的發(fā)展形勢下,建筑地基的加固處理成為建筑施工過程中的重要環(huán)節(jié)。強夯法技術,作為地基施工加固技術,對于加強建筑地基的承載力和穩(wěn)定性能效果較好,利用強夯技術進行建筑地基處理,有利于建筑的穩(wěn)固性保障。建筑理論認為,建筑地基處理,是影響和制約建筑結構安全穩(wěn)定性能的重要技術措施。隨著建筑施工技術的拓展,強夯加固技術以其獨特的技術優(yōu)勢,在建筑地基處理施工中,發(fā)揮了重要的作用。
參考文獻:
[1] 裴劍彰《強夯法在公路基底處理的應用》中國期刊網 2009
篇2
關鍵詞:地基基礎缺陷;加固技術
Abstract: in recent years, our country's high-speed economic development, various types of buildings have appeared, including the high-level building occupies most of the scale, but not all the land is good for the high-rise building construction, so in the high-level building before construction, we must first to can't meet the design load requirements of the foundation reinforcement, make its can completely under the building load, so as to ensure the stability of the building.
Keywords: foundation defects; Reinforcement technique
中圖分類號: TU348 文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
1基礎與地基
房屋建筑均由上部結構與基礎兩大部分組成。一般以室外地面整平標高為基準,地面標高以上部分稱為上部結構,地面標高以下部分稱為基礎。基礎是埋置與地面以下承受上部結構荷載,并將荷載傳遞給下臥層的人工構筑物。
上部結構的荷載通過基礎傳至底層,使其產生應力和變形。隨著深度的增加,地層中應力向四周深部擴散,并迅速減弱。到某一深度后,上部荷載引起的應力與變形已很小,對工程已無實際意義而可忽略。故一般將基礎底部標高至該深度范圍內的底層統(tǒng)稱為建筑物的地基。對地基承載力和變形起主要作用的地層,稱為地基主要受力層,簡稱地基受力層。在受力層范圍內,埋置基礎底面處的地層成為持力層,持力層下的地層稱為下臥層,強度低于持力層的下臥層稱為軟弱下臥層。
1.1基礎的主要功能如下:
(1)擴散壓力。由于基礎的底面積較上部結構的底面積大,基礎可將所受較大荷載轉變?yōu)檩^低壓力傳遞到地基。
(2)傳遞壓力。當上部地層較差時,采用深基礎(如樁基、墩基、地下連續(xù)墻以及沉井)將上部荷載傳遞到深部較好的底層。
(3)調整地基變形。利用筏形和箱形基礎、摩擦群樁等基礎所具有的剛度和上部結構共同作用,調整地基的不均勻變形沉降。
1.2地基加固處理的對象與目的
地基處理的對象是軟弱地基和特殊土地基?!督ㄖ鼗A設計規(guī)范》(GB50007-2002)中規(guī)定:軟弱地基是指主要由淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構成的地基。特殊土地基包括可液化的飽和松砂和粉土地基、濕陷性黃土和膨脹土、紅粘土和凍土等。地基處理的目的是采取適當的措施改善地基的工程特性,達到滿足建筑物對地基穩(wěn)定和變形的要求,包括基土的強度、壓縮性、透水性、動力特性、濕陷性和脹縮性。
在對地基基礎缺陷進行處理時,需要綜合考錄各方面的因素,如地基基礎所承受的上部荷載;地基基礎缺陷的種類及其對建筑物使用、安全和耐久性等方面的影響;上部結構的整體性、安全度、使用要求等具體情況對地基基礎變形的適應性;地基基礎變形、結構變形的數值,發(fā)展速度和趨勢等方面。
2地基加固措施
地基加固處理的基本方法主要有置換、擠密、排水、膠結、加筋和熱處理等方法。有時候也可采用多種方法結合進行。
2.1振沖法
振沖法是深層密實法中的一種,它是以起重機吊起振沖器,啟動潛水電機使振沖器產生高頻振動,同時開動水泵通過噴嘴噴射高壓水流,邊振邊沖,將振沖器沉到土中的預訂深度,然后經過清孔程序,用循環(huán)水帶出孔中稠泥漿,此后就可以從地面向孔中逐段添加填料(碎石或其他粗粒料)每段填料在震動作用下被振擠密實,達到所要求的密實度后即可提升振沖器。如此重復,從而在地基中形成一個大直徑的密實樁體。振沖法加固可提高地基承載力,減少沉降和不均勻沉降,且能達到地基抗地震液化能力的效果。目前振沖法應用在飽和松散粉細砂、中砂、礫砂、雜填土、粘性土和軟土中。就工程而言,振沖法可用于中小型工業(yè)與民用建筑物;港灣構筑物,如碼頭、護岸等;土工構筑物,如土石壩、路基等;材料堆置場、原料場;其他如軌道、滑道、船塢等。
2.2高壓噴射注漿法
高壓噴射注漿法是利用噴射化學漿液與土混合攪拌來處理地基的一種方法。一般是利用工程鉆機孔作為導孔,將帶有噴嘴的注漿管插入圖層的預定位置后,以高壓設備使?jié){液或水成為20MPa左右的高壓流從噴嘴中噴射出來,沖擊破壞土體,同時鉆桿以一定速度漸漸向上提升,將漿液與土粒強制攪拌混合,漿液凝固后,在土中形成一個固結體,從而達到加固地基的目的。
根據固結體的形狀和噴嘴流移動方向不同,高壓噴射注漿法一般可分為旋轉噴射、定向噴射和擺動噴射三種形式;
(1)旋轉噴射施工時,噴嘴一面噴射一面旋轉并提升,固結體呈圓柱狀、主要用于加固地基,提高地基的抗剪強度,改善土的變形性質;也可組成閉合的帷幕,用于截阻地下水流和治理流沙。
(2)定向噴射法施工時,噴嘴一面噴射一面提升,噴射的方向固定不變,固結體形狀如板狀或壁狀。定噴時,高壓噴射注漿的噴嘴不旋轉,只做水平的固定方向噴射,并逐漸向上提升,便在土中沖成一條溝槽,并把漿液灌進槽中,最后形成一個板狀固結體。
(3)擺動噴射法施工時,噴嘴一面噴射一面提升,噴射的方向呈較小角度來回擺動,固結體形如較厚墻狀。定噴及擺噴兩種方法通常用于基坑防滲、改善地基土的水流性質和穩(wěn)定邊坡等工程。
高壓噴射注漿法具有適用范圍廣、施工簡便、可控制固結體形狀、料源廣闊、施工設備簡單等特點;此法對于處理淤泥、淤泥質土、粘性土、粉土、黃土、砂土、人工填土等具有較好效果,對含有礫石直徑過大過多、含有大量纖維質的腐殖土,及在地下水流速過大、噴射漿液無法在注漿管周圍凝固等情況下不宜采用。
2.3深層攪拌法
深層攪拌法是用于加固飽和粘性土地基的一種方法。它是利用水泥或石灰等材料作為固化劑,通過特制的攪拌機械,在地基深處就地將軟土和固化劑(漿液或粉體)強制攪拌,由固化劑和軟土建所產生的一系列的物理化學反應,使軟土硬結成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的加固體,從而提高地基強度和增大變形模量。根據施工方法的不同,深層攪拌法分為水泥漿攪拌和粉體噴射攪拌兩種。前者是用水泥漿和地基土攪拌,后者使用水泥粉或石灰粉和地基土攪拌。
2.3.1深層攪拌法的特點
(1)深層攪拌法由于將固化劑和原地基軟土攪拌混合,因而最大限度的利用了原土;
(2)攪拌時不會使地基側面擠出,對周圍原有建筑物的影響很?。?/p>
(3)按照不同的地基土的性質及工程設計要求,合理選擇固化劑及其配方,設計比較靈活;
(4)施工時無振動、無噪音、無污染、可在市區(qū)內和密集建筑群中進行施工;
(5)土體加固后重度基本不變,對軟弱下臥層不致產生附加沉降;
(6)與鋼筋混凝土樁基相比,節(jié)省了大量的鋼材,降低了造價;
(7)根據上部結構的需要,可靈活多樣的采用柱狀、格柵狀和塊狀等加固形式。
2.3.2深層攪拌法可用于加固軟地基,提高軟土地基的承載能力,減少沉降量,提高邊坡的穩(wěn)定性,一般適用于以下情況;
(1)作為建筑物或構筑物的地基,廠房內具有地面荷載的地坪、高填方路堤下基層等;
(2)進行大面積地基加固,防止碼頭岸壁的滑動,深基坑開挖時防坍塌。放坑底隆起,減少軟土中地下構筑物的沉降;
(3)加固道路、橋涵等;
(4)作為地下防滲墻以阻止地下滲透水流,對樁側后板樁背后的軟土加固以增加側向承載能力。
2.4強夯法
強夯法是利用強大的夯擊能,迫使深層土液化和動力固結而密實。它適用于碎石土、砂土、素填土、低飽和度的粉質土與粘性土、濕陷性黃土。對淤泥質土經實驗證明施工有效時方可使用。
地基基礎加固措施還有很多行之有效的方法,在對地基基礎進行加固時,上述幾種措施有時不單獨采用,往往需要一種或多種措施綜合采用。這些措施的選擇需要作出全面考慮,提出不同的方案,進行經濟和技術上的比較,從而選出合理的方案。
結束語:隨著經濟建設的蓬勃發(fā)展,很多建設工程不僅事先要選擇在地質條件良好的場地從事建設,而且又是也不得不在地質條件不良的地基上進行修建,因此,就需對天然的軟弱地基經行處理或加固。另外,隨著當前結構物的載荷日益增大,對沉降和變形要求越來越嚴,因而幾乎每一項建設工程都要考慮地基問題,只是簡單和復雜的程度不同而已。地基處理已經成為設計、施工中一個必須重視的問題,地基處理加固技術也成為工程施工人員必須掌握的一門基本技術。
參考文獻:
[1]王海波.地基基礎缺陷處理方法淺析[J].黑龍江科技信息.2010(05).
[2]蘇曉江.強夯法在地基加固中的應用[D]中國海洋大學.2004(04).
[3]馬義俊.強夯與深層攪拌樁地基加固技術在工程中的研究與應用[D].重慶大學.2003(11).
篇3
關鍵詞 CFG樁;復合地基;粉煤灰;褥墊層;
1、前言
隨著技術的引進和我國在地基處理方面的自主開發(fā)研究,發(fā)展了復合地基理論,復合地基理論己廣泛應用于碎石樁、灰土樁、粉噴樁、水泥土攪拌樁、旋噴樁、CFG樁等。隨著工程建設的飛速發(fā)展,地基處理手段也日趨多樣化,復合地基由于其充分利用樁間土和樁共同作用的特有優(yōu)勢和相對低廉的工程造價得到了越來越廣泛的應用。CFG樁復合地基粘結強度樁是復合地基的代表,目前多用于高層和超高層建筑中。值得注意的是,嚴格地按照地基處理方法的作用機理進行分類是很困難的,不同的地基處理方法有著不同的處理效果。CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結強度樁,和樁間土、褥墊層一起形成復合地基。CFG樁復合地基是我國建設部“七五”科研計劃,于1988年立題進行試驗研究,并應用于工程實踐,1992年通過建設部組織的專家鑒定,一致認為該成果具有國際領先水平,同時,為了進一步推廣這項新技術,國家投資對施工設備和施工工藝進行了專門研究,并列入“九五”國家重點攻關項目,于1999年通過了國家驗收?,F結合工程實例對地基加固所采取的措施以及處理后得到的不同的效果加以討論。
2、CFG樁設計
2.1 工程概況
都市花園位于廊坊市廣陽道南側,第三大街北側,西鄰鼎興公寓,東接吉祥小區(qū),場地地形平坦。11#樓高18層,兩層地下室,基礎埋深4.7m,采用筏板基礎形式。要求地基處理后,復合地基承載力特征值不小于170kPa。
2.2、場地工程地質條件
本場地地層分布較穩(wěn)定,表面分布為素填土,11#基礎持力層為4層粉土,其地基承載力特征值取130kPa。該場地地下水穩(wěn)定水位3.5m,水位受季節(jié)性大氣降水的影響。詳見《巖土工程勘察報告》,編號0533。
2.3、地基處理方案選擇
根據勘察資料分析表明,擬建的地基持力層承載力特征值,不能滿足設計要求,需要進行地基加固處理。根據擬建物性質、場地工程地質及水文地質條件以及成都地區(qū)地基加固處理經驗,本著技術可靠、施工可行和經濟合理的原則,經多方比較,對該工程擬進行CFG地基加固處理方案設計。該工程采用液壓步履式長螺旋鉆機成孔,鉆至設計深度后,由高壓混凝土輸送泵將碎石混凝土通過管道壓入鉆桿端部進入樁孔內,在提鉆過程中形成樁柱。
2.4、設計計算
①樁徑D-400mm,Ap=0.1256m2,Up=1.256m
②設計參數的確定
n
Ru=Up∑qsi?Li+qp?Ap
i=1
Fsp,k=mRa/Ap+β(1-m)fs
都市花園11#樓CFG樁設計按C15孔(標高14.10m)
單樁承載力載力設計參數一覽表
注:高程控制點編號為BM3,水準點黃海高程14.7m。
n
Ru=Up∑qsi?hi+qp?Ap
i=1
=693.06kN
其中樁端持力層為第9層粉粘,樁端阻力qp=750 kPa
Ra=Ru/K=315KN……………………………………K取2.2
據公式:fsp,k=170kPa Ra=315kN fs =130kPa β取0.75
求得:m=0.03
據公式:de=√ d2/ m求得de =2.31m(采用矩形布樁1.9×1.8)
③混凝土強度等級采用C20
④褥墊層厚250mm,自然級配碎石或中粗砂,最大粒徑不超過30mm,夯填度0.9。
2.5、復合地基驗算
①復合地基承載力特征值
11#住宅樓,基礎總面積約為607m2,共布樁207根,面積置換率0.043
fsp,k=mRa/Ap+β(1-m)fs
=0.043×315÷0.1256+0.75×(1-0.043) ×130
=197.7kPa>170kPa
2.6、變形計算
以C15、C16孔為準,計算擬建建筑物沿傾斜方向的整體傾斜,經計算C15孔總沉降值為120.3mm,C16孔總沉降值為122.1mm,平均沉降量為121.2mm;沉降差為Δs=1.80mm,孔向間距24.5m,其傾斜值0.0001,小于建筑物許可值0.003,同時滿足平均沉降量小于200mm的要求。
2.7、計算結果分析
經驗算,10#樓復合地基承載力特征值197.7kPa,承載力和變形均滿足設計要求。
3、結語
目前,CFG樁復合地基的樁-土-墊層相互作用的機理研究,特別是對沉降變形有重大影響的樁土摩擦阻力的作用機制還很不成熟。本文將以樁-土-墊層之間的相互作用為重點,對以下問題進行了研究:1、CFG樁復合地基由樁一樁間土一褥墊層協(xié)同工作共同承擔上部荷載。由于復合地基工作機理影響因素很多,其研究還有待于進一步深入。本文運用ANSYS有限元程序,分析了CFG樁復合地基豎向荷載下樁土應力比、樁身軸向應力、沉降等隨荷載不同、墊層厚度不同、樁長不同等因素變化的分布規(guī)律;同時分析了樁間土對CFG樁所施加的負摩阻力對CFG樁軸向應力的影響以及上述各種因素對負摩阻力分布規(guī)律的影響,以便于更好的指導工程實踐。2、本文改進了前人提出的一種考慮樁、土、墊層相互作用的計算方法,并結合工程實例計算,其計算結果與實際吻合較好。對這兩種計算方法各自的優(yōu)缺點進行了對比分析,認為樁、土、墊層相互作用的計算方法雖不如復合模量法準確,但能計算出樁土應力。
參考文獻
⑴《建筑地基處理技術規(guī)范》(JGJ79-2002)
⑵《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007-2002)
⑶《建筑樁基技術規(guī)范》(JGJ 94-2008)
⑷《地基處理技術》(閻明禮主編)
篇4
關鍵詞:地基加固;處置加固;技術
水泥粉煤灰碎石樁是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結強度樁,和樁間士、褥墊層一起形成復合地基。水泥粉煤灰碎石樁復合地基通過褥墊層與基礎連接,無論樁端落在一般土層還是堅硬土層,均可保證樁間土始終參與工作。由于樁體的強度和模量比樁間土大,在荷載作用下,樁頂應力比樁間士表面應力大。樁可將承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應減少了樁間土承擔的荷載。這樣,由于樁的作用使復合地基承載力提高,變形減小,樁體利用工業(yè)廢料粉煤灰作為摻和料,大大降低了工程造價。
1、工程概述
天津新湖香格里拉工程項目部份地段采用水泥粉煤灰碎石樁對深厚層軟土地基進行加固。水泥粉煤灰碎石樁按正方形布置,樁徑為0.5m,間距為1.6m,樁長9.5~10.7m,樁底進入圓礫土1.0m,在水泥粉煤灰碎石樁樁頂設置0.5m碎石墊層,并于其間鋪設一層高強度雙向土工格柵,設計抗拉強度不小于80KN/m,水泥粉煤灰碎石樁共計3434根,3.434萬延米,雙向土工格柵8486m2。
2、深層石灰攪拌樁處治
深層石灰攪拌樁的工作方法是在軟土地基中對石灰和地基土實施強制攪拌且混合,利用地基土和石灰之間的化學反應,對地基土進行穩(wěn)定加固,從而達到提高強度的目的。石灰應該是細磨的,攪拌過程中要避免樁體中出現石灰聚集,石灰最大粒徑不得大于2 mm。盡量選取純凈無雜質的石灰,石灰中氧化鈣和氧化鎂的含量在8.5%以上,氧化鈣含量最好達到80%。石灰的儲存期控制在3個月以內,石灰的液性指數在70%。若施工場地表層硬殼較薄,應該采取鋪填砂、礫石墊層的措施,方便機械的移動和施鉆;對鉆機、粉體發(fā)送器、空氣壓縮機、攪拌鉆頭等合理配置;進行試驗和測試得出地基土、灰土的物理力學或化學指標,以最佳含灰量當成設計摻灰量;選擇攪拌范圍、樁長、截面及根數。粉體攪拌法按照以下順序進行:樁體對位、下鉆、鉆進、提升、結束提升。樁間距的初步選定要根據結構要求的承載力判斷,最終得出加固范圍內攪拌樁的數量以及攪拌樁所占的面積。攪拌樁的排列為等邊三角形或四方形,樁徑在0.5m~1.5m之間,樁距為1m??諌簷C的壓力不宜過高,風量不宜過大。
3、深層水泥攪拌樁處治
3.1試樁技術要點
對于深層攪拌樁施工場地需要做的準備工作具有:事先整平場地;清除樁位處的障礙物或者廢棄物,包括地上、地下;若場地存在低洼,需要回填粘土,切勿用雜土回填;對于水泥攪拌樁的選擇最好是選用合格的32.5級普通硅酸鹽袋裝水泥,這樣可以方便計量;所用的水泥攪拌樁施工機械的性能必須良好且穩(wěn)定,監(jiān)理工程師和項目經理部門在鉆機開鉆之前需進行審查和驗收。
3.2施工技術要點
工藝流程:放樣樁位;定位鉆機;檢查鉆機;正循環(huán)鉆進,達到設計深度;將高壓注漿泵打開;反循環(huán)提鉆,同時噴水泥漿;至基準面0.3m以下;在重復攪拌同時,噴水泥漿直至設計深度;反循環(huán)提鉆至地表;結束成樁;對新樁施工。檢驗堵塞:在水泥攪拌樁開鉆前期,施工人員需要對整個管道用水清洗,檢查管道中有無堵塞現象,待確定水排盡后繼續(xù)下鉆。懸掛吊錘:為了使水泥攪拌樁樁體的垂直度能夠達到施工的要求,可將吊錘懸掛在主機上,按照吊錘與鉆桿上、下、左、右距離相等這一原則實施控制。質量檢查:這主要是針對成型的攪拌樁而言,質量檢查的主要方面是水泥用量、水泥漿罐數、斷漿現象、噴漿攪拌上升時間、及復攪次數等等。攪拌配合比:水泥配置時要對相關參數有效計算,按照建筑材料的標準進行,具體為水灰比0.45-0.50、水泥摻量12%、每米摻灰量46kg-25kg、高效減水劑0.5%。
3.3施工步驟分析
根據1#樁測量放樣位置樁機就位。樁機就位平整、穩(wěn)固。待樁機就位后,用全站儀檢查調整沉管與地面垂直,確保垂直度偏差不大于1%。在樁機機架上畫出以米為單位的長度標記,以便壓入沉管時觀察、記錄沉管的入土深度。樁機就位后, 扣準樁尖開始沉管,沉管過程中注意調整樁機的穩(wěn)定,防止樁基傾斜和錯位。沉管進入持力層并抬架時開動馬達,續(xù)繼沉管至試樁預定沉入深度(12.21m)后,再原地留振10s,沉管過程中做好記錄為控制成樁后樁頂浮漿厚度不超過200mm,混凝土的坍落度控制在18~20cm之內?;旌狭蠎獓栏裼嬃?,采用強制式攪拌機強制攪拌,碎石、石屑和粉煤灰按配合比每盤裝斗過磅,每盤混合料的攪拌時間大于1 min。投料后即進行拔管,拔管速度控制在0.8~1.0 m/min,邊振動邊拔管, 拔管速度保持均勻一致,在拔管過程中不能反插。根據樁長和充盈系數計算好混凝土數量,拔管過程中補充投料,保證成樁樁頂標高和混合料充盈系數滿足試樁要求。樁身達到齡期后,在確定樁頂標高施工擴大樁頭前,采用人工進行開挖鑿除樁體周圍0.6m的土體,現澆樁帽混凝土。施工過程中,抽樣做混合料試塊,一般一個臺班做一組(3塊),試塊尺寸為15cm×15cm×15cm,并測定28天齡期后的抗壓強度。通過試樁我們確定后續(xù)樁體施工采用如下技術參數 :配合比(kg):200:400:970:188:206(水泥:石屑:碎石:粉煤灰:水);坍落度18~20cm;DZJ90振動沉管樁機拔管速度:0.8~1.0 m/min。樁尖進入圓礫土層2m。
4、結束語
由上述可看出,住宅地基軟基的處治方法可選性多,各業(yè)主項目可結合自身的使用要求及處治目的參考選用。雖然各種處治方法的最終目的是一致的,但各種處治方法在施工處治時特別是在工藝的控制時則存在較大差別,若控制不當或疏忽大意,則可能使處治失去功能效果,重則釀成工程事故。為此,在做好處治類型的選擇后,應把管理的重點放在施工工藝的控制上,只有確保了施工質量,才能使處治發(fā)揮應有作用,才能為住宅的安全問題保駕護航。
參考文獻:
篇5
【關鍵詞】不良地基;置換法;強夯法
1 常見的不良地基及其特點
1.1軟粘土地基
軟粘土也稱軟土,是軟弱粘性土的簡稱。它形成于第四紀晚期,屬于海相、瀉湖相、河谷相、湖沼相、溺谷相、三角洲相等的粘性沉積物或河流沖積物。多分布于沿海、河流中下游或湖泊四周地區(qū)。常見的軟弱粘性土是淤泥和淤泥質土。
1.2 雜填土地基
雜填土是由建筑垃圾、工業(yè)廢料、生活垃圾等雜物組成的填土。主要出現在一些老的居民區(qū)和工礦區(qū)內, 是人們在生活和生產活動中所遺留或堆放的垃圾土。不同類型的垃圾土、 不同時間堆放的垃圾土很難用統(tǒng)一的強度指標、壓縮指標、滲透性指標加以描述。
雜填土的主要特點是無規(guī)律堆積、成分復雜、性質各異、厚薄不均。因而同一場地表現為壓縮性和強度的明顯差異,極易造成不均勻沉降,通常都需要進行地基處理。
1.3 濕陷性黃土地基
黃土在自重應力或者在自重應力和附加應力共同作用下遇水濕陷,土的結構迅速破壞而發(fā)生顯著附加變形的土稱為濕陷性黃土,屬于特殊土。廣泛分布于我國東北、西北、華中和華東部分地區(qū)的黃土多具濕陷性。濕陷性黃土又分為自重濕陷性和非自重濕陷性黃土,也有的老黃土不具濕陷性。在濕陷性黃土地基上進行工程建設時,必須考慮因地基濕陷引起附加沉降對工程可能造成的危害, 選擇適宜的地基處理方法,避免或消除地基的濕陷或因少量濕陷所造成的危害。
1.4 松散砂土地基
粉砂或細砂地基在靜荷載作用下常具有較高的強度。但是當振動荷載(地震、機械振動等)作用時,松散砂土地基則有可能產生液化或大量震陷變形,甚至喪失承載力。這是因為土顆粒松散排列并在外部動力作用下使顆粒的位置產生錯位,以達到新的平衡,瞬間產生較高的超靜孔隙水壓力,有效應力迅速降低。對這種地基進行處理的目的就是使它變得較為密實,消除在動荷載作用下產生液化的可能性。
2 幾種常見的地基加固方法
目前,不良地基處理的方法有換填法、碾壓夯實法、強夯法和排水固結法、化學固化法、水泥土攪拌法及其他地基處理法。
2.1 置換法
換填法就是將表層不良地基土挖除,然后回填有較好壓密特性的土進行壓實或夯實,形成良好的持力層。從而改變地基的承載力特性,提高抗變形和穩(wěn)定能力。
施工要點:將要轉換的土層挖盡、注重坑邊穩(wěn)定;保證填料的質量;填料應分層夯實。
振沖置換法利用專門的振沖機具,在高壓水射流下邊振邊沖,在地基中成孔,再在孔中分批填入碎石或卵石等粗粒料形成樁體。該樁體與原地基土組成復合地基,達到提高地基承載力減小壓縮性的目的。
施工注重事項:碎石樁的承載力和沉降量很大程度取決于原地基土對其的側向約束作用,該約束作用越弱,碎石樁的作用效果越差,因而該方法用于強度很低的軟粘土地基時必須慎重行事。
2.2 碾壓夯實法
利用壓實原理,通過機械碾壓夯擊,將表面地基土壓密實。適用于處理碎石土、砂土、粉土、低飽和度的粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。強夯法和強夯置換法主要用來提高土的強度,減少壓縮性, 改善土體抵抗振動液化的能力和消除土的濕陷性。對飽和粘性土宜結合堆載預壓法和垂直排水法使用。
2.3 強夯法
利用起重機械將大噸位的夯錘吊起,從8m~40m 的高處自由下落,對土體進行強力夯實;適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基,而強夯置換法適用于高飽和度的粉土與軟塑~流塑的粘性土等地基上對變形控制要求不嚴的工程。此兩種方法都采用夯擊的方法進行地基加固,因此都有一定的加固深度。
2.4 排水固結法
(1)加載預壓法
在預壓荷載作用下,通過一定的預壓時間,天然地基被壓縮、固結,地基土的強度提高,壓縮性降低;當天然土層的滲透性較低時,為了縮短滲透固結的時間, 加快固結速度,可在地基中設置豎向排水通道, 如砂井、排水板等; 堆載預壓法是解決淤泥軟粘土地基沉降和穩(wěn)定問題有效措施,堆載預壓分塑料排水帶活砂井地基堆載預壓和天然地基堆載預壓。通常,當軟土層厚度小于4.0m時,可采用天然地基堆載預壓法處理,當軟土層厚度超過4.0m時,為加速預壓過程,應采用塑料排水帶、砂井等豎井排水預壓法處理地基。
(2)超載預壓法
基本原理同加載預壓法,但預壓荷載超過上部結構的荷載; 一般在保證地基穩(wěn)定的前提下,超載預壓法的預壓效果更好,特別是對降低地基次固結沉降十分有效。適用于淤泥質粘土和粉土地基。
2.5 化學固化法
(1)深層攪拌法。利用深層攪拌機械,將固化劑(一般的無機固化劑為水泥、石灰、粉煤灰等)在原位與軟弱土攪拌成樁柱體,形成復合地基,可以提高地基承載力,減少變形;水泥土深層攪拌法分為噴漿攪拌法(簡稱濕法)和噴粉攪拌法(簡稱干法)。適用于處理飽和軟粘土地基,對于有機質較高的泥炭質土或泥炭、含水率很高的淤泥和淤泥質土,適用性宜通過試驗確定。
(2)灌漿或注漿法。有滲入灌漿、劈裂灌漿、壓密灌漿以及高壓注漿等多種方法, 漿液的種類較多。該法適用于軟弱土地基、巖石地基、建筑物的糾偏等加固處理。當地基中含有較多的大粒徑塊石、大量植物根莖或較高的有機質時,應根據現場試驗結果確定其適用性。 對地下水流速度過大、噴射漿液無法在注漿套管周圍凝固等情況下不宜采用。高壓旋噴樁的處理深度較大,除地基加固外,也可作為深基坑或大壩的止水帷幕,目前,最大處理深度已大于30m。
(3)單液硅化法和堿液法。適用于處理地下水位以上滲透系數為0.1~2m/d 的濕陷性黃土地基。在自重濕陷性黃土場地,對Ⅱ級濕陷性地基,應通過試驗確定堿液法的適用性。
2.6 水泥攪拌法分為深層攪拌法和粉體噴攪法,水泥土攪拌法適用于處理正常固結的淤泥與淤泥質土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土以及無流動地下水的飽和松散砂土等地基。當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時不宜采用干法。
2.7 加筋法
(1)加筋土法。在土體中加入起抗拉作用的筋材,如土工合成材料、金屬材料等, 通過筋土間的作用,達到減小或抵抗土壓力,調整基底接觸應力的目的;可用于支擋結構或淺層地基處理。適用于淺層軟弱土地基處理、擋土墻結構。
(2)錨固法。主要有土釘和土錨法,土釘加固作用依賴于土釘與其周圍土間的相互作用;土錨則依賴于錨桿另一端的錨固作用,兩者主要功能是減少或承受水平方向作用力。適用于邊坡加固,土錨技術應用中,必須有可以錨固的土層、巖層或構筑物。
(3)豎向加固體復合地基法。在地基中設置小直徑剛性樁、低強度等級混凝土樁等豎向加固體,如CFC樁、二灰( 石灰與粉煤灰的拌合料)混凝土樁等,形成復合地基,提高地基的承載力,減少沉降量。適用于各類軟弱土地基,尤其是較深厚的軟土地基。
3 結語
總之,要預防因為不良地基而導致建筑物倒塌的現象,在確定地基處理方案時,宜選取不同方法進行經濟和技術上的比較,從而擇優(yōu)選擇合理的方案。
篇6
中圖分類號:TU47 文獻標識碼:A
前言:
軟土路基在我國有著廣泛的存在,而對于軟土路基的加固,要有恰當的處理辦法,來保障市政道路的質量符合要求,從而來最大限度的降低因為路基問題而引發(fā)的事故。軟土路基的加固做為道路建設質量要求的基本保障,是我國市政工程道路建設的主要技術問題。為了加快公路工程的建設過程,提高公路工程的質量,對軟土路基加固處理逐步出現了新的施工技術以及新材料。因此,對應于軟土路基加固處理的新方法,就有了新的施工程序,新的技術要求,新的質量標準以及新的檢測方法。
一、市政道路軟土地基主要存在的問題
軟土地基路基可想而知,是要在軟土上修建路基,軟土是淤泥和淤泥質土的總稱。軟土的含水量比較大、承載能力很低、可壓縮性比較高等等。天然空隙大是軟土地基最大的問題,而且很容易受外界因素的影響,在外力的作用下很容易變大,因此軟土地基基本上不能達到市政道路現代化建設的質量要求。軟土地基路基的主要處理辦法是加固處理,而且,如果對軟土地基的加固處理的不恰當,就很容易使道路發(fā)生斷裂、沉降等問題。例如,軟土地基發(fā)生滑動時,路基就會很容易失穩(wěn),從而導致路面扭曲。在路基上面荷載的作用下,軟土地基就會有不均勻沉降的情況發(fā)生,從而使得路面不平整,其結構也會遭到不同程度的破壞,另外,軟土地基路基于橋梁等的接頭處很容易出現差異性沉降,從而嚴重影響力路上行車的
安全。
二、 軟土地基概念和特性
對于軟土而言, 廣義上指的是壓縮性高、強度較低的軟土層,以空隙比和有機含量為主。綜合軟土的技術指標,大致上可以分為軟粘性土、淤泥、淤泥質土、 泥炭質土以及泥炭。 通常把淤泥質土、淤泥、軟粘性土等總稱粘土。而對于一些有機含量高的泥炭質土、泥炭等總稱為泥沼。各地不同原因形成的軟土,都具有近于相同的特點,主要有:天然含水量高、 空隙比大。含水量在34%-72%之間,空隙比在 1.0-1.9 之間,液限一般為 35%-60%,塑性指數13-30,天然程度 15kn/m3-19kn/m3;透水性差。一般情況下軟土的滲透系為 10-8-10-7cm/s;壓縮高。 壓縮系數為 0.005-0.02, 屬于高壓縮土;抗減強度低。其粘聚力在 10kp 左右, 內摩擦角在 0-5°之間; 具有觸變性。一旦受到擾動,土的強度明顯下降。流變性顯著,其長期抗減強度只有一般抗減度的 0.4-0.8 倍。
三、軟土地基加固處理辦法的原則
軟土地基的加固處理,首先要選擇使用天然的材料,例如建筑垃圾,工業(yè)廢料等等能夠作為填充材料的東西來對地基進行加固。那些帶有腐蝕性的以及含有大量有機物的工業(yè)廢料等就并不適合來做地基的加固處理。對軟土地基的加固處理主要是為了達到:(1)加固道路地基,并且提高其抗減性,同時降低地基的下沉;(2)改善軟土地基的動力性能,減少軟土地基出現震動變形或者是液化的可能性;(3)盡可能的把軟土地基的壓縮性降到最低,進而將軟土地基的沉降控制在合理的范圍內;(4)最大限度的降低軟土地基的滲透性,進而杜絕因滲流而造成的地基破壞。
四、市政道路軟土地基加固處理方法
4.1 換填置換處理法
換填置換處理法指以事先勘察的數據為基礎,用其他物理材料來替換一定范圍和深度范圍內的軟土地基,這些物理材料要求要有高強度、穩(wěn)定性好的特性,例如石灰和砂石等,以此來改善軟土地基或者是形成雙層地基,從而來加固地基或者是降低地基的下沉。用置換法對軟土地基進行加固處理,必須要注意以下幾點:(1)要根據市政道路施工工地的實際情況來選擇適當的換填材料,要達到市政道路建設的有關規(guī)定及要求,只有這樣才能夠合理有效的對軟土地基進行加固處理;(2)在對軟土地基進行置換的過程中,一定要對軟土地基逐層換填加固并且逐層壓實,然后再用機械碾壓等方法來保證其能夠滿足市政道路建設規(guī)定的壓實度;(3)要正確計算軟土地基的換填深度以及面積。
4.2 排水固結處理法
對軟土地基的排水加固處理的主要方法有砂墊層處理法、袋裝沙井處理法以及沙井處理法。砂墊層處理法指將砂層鋪設在軟土地基的頂層來進行排水,利用軟土地基上面填土荷載的作用來加快其中對于的水分外排,從而達到排水固結的作用。在選擇砂墊層法對軟土地基進行排水時,一定要保證路基填筑的速度和軟土地基排水固結的速度相協(xié),進而,使得在填筑的過程中路基能夠有效地進行排水,同時過大的外部荷載又不會破壞路基。袋裝沙井處理法指用具有很好透水性的編織袋裝滿符合施工標準的砂,而后再用打入機械把沙袋打進軟土地基。如果要使用袋裝沙井處理法,要求軟土地基的軟土厚度要大于5m,而且道路路基由于路基填筑而產生的自重必須要大于地基自身的承載力,做為軟土地基加固處理的重要方法,袋裝沙井處理發(fā)能夠節(jié)約材料、降低費用、提高施工效率等等。沙井加固處理法則是指先在軟土地基上鉆孔,然后再將砂灌入鉆孔內,以此來吸收軟土地基中的水分的方法。
4.3 機械碾壓與夯實處理法
眾所周知,水分在土壤中有多種不同的存在形式,這些不同形式的水分在外界巨大作用力的作用下,其多余的水分就會被排出土壤,同時加大了土壤的密度,從而達到了地基加固的目的。機械碾壓與夯實處理法就是在這個原理指導下來進行地基加固處理的。在對軟土地基進行機械碾壓和夯實的時候,對于碾壓和夯實工藝的選擇,一定要根據事前實驗所得的數據來選擇,同時要確定碾壓和夯實的次數、夯擊的力度以及夯實的范圍等方面。在施工時,首先要用小噸位的碾壓機對軟土地基進行靜壓,而后再用大噸位的碾壓機對軟土地基實行震動碾壓,光輪碾壓機的碾壓一定要放在最后,這種碾壓方法是以從邊線到中間的順序為原則的,同時對軟土地基的碾壓是以三分之一重疊的方法逐步進行的。夯實法則是指在重錘等重力機械的強大外力的作用下對軟土地基進行加固處理的施工方法。使用這種方法時,必須要十分注意所選重錘的重量、重錘的起落距離、夯實邊數以及時間間隔等。
4.4 塑料排水板處理法
作為一種新型的對軟土地基進行排水固結的施工方法,塑料排水板處理法在當代得到了十分普遍的應用。使用這種方法對地基進行加固處理,要求軟土地基的地基要松軟而且其地下水位相對較高。這種施工方法具有質量輕、高強度、排水效果好以及單孔排水面積大等優(yōu)點。塑料排水板處理法是:原理是用打樁機械將排水板打進軟土地基當中,所使用的排水板要求是特制的并且裝有豎向排水槽的排水板,這樣就會在地基當中形成比較通暢的排水路徑,在此前提下,當路基填土或者是堆載頂壓等外力作用在軟土地基上時,當中對于的水分就會先沿著排水槽流到砂墊層當中,然后再通過砂墊層向其兩邊排出,最后達到降低軟土地基當中水分的含量,加快軟土地基固結的效果。
4.5 反壓護道處理法
反壓護道處理法指通過用砂等物理材料在市政道路的兩旁修建適當高度和寬度的護道的方法,來起到軟土地基固結的效果。采用這種方法時,所選擇的材料一定要有很好的穩(wěn)定性和透水性。修建護道能夠使得路基下面由于軟土地基向兩邊移動所產生的張力得到平衡,最終使得路基保持穩(wěn)定。使用反壓護道處理法來對軟土地基進行加固處理,其優(yōu)點是施工工序簡單,而且成本比較低,缺點是它會占用道路兩旁的其他土地同時道路的后期養(yǎng)護工作十分繁重。
4.6 化學加固處理法
化學加固處理法指使用某些適當的化學材料來對軟土地基進行排水固結,以此來提高水利工程地基的穩(wěn)定性的施工方法。深層水泥和石灰攪拌法以及灌漿法是化學加固處理法常見的方法。深層石灰攪拌法,就是在石灰和土攪拌時發(fā)生的一系列的化學反應和物理反應的作用下,來提高地基的強度,使用這種方法時,不同的地質情況其加固效果也會不同。生石灰和高爐煤灰是這種方法的主要材料,這些材料可以很快的吸收掉地基當中多余的水分。這種施工方法的實施,是按先四周后中間的順序進行的,在實施的過程中要嚴格防止地表或者附近的水分滲透石灰攪拌樁從而使得軟土地基失水過多,達不到原來的效果。
五、結束語
隨著我國經濟建設的高速發(fā)展,我國的基礎設施建設尤其是市政道路建設也得到了迅猛的發(fā)展,市政道網密度越來越大,而軟土地基的施工更是隨處可見,做為保證市政道路質量和使用壽命的關鍵因素,對軟土地基進行加固處理是不可或缺的施工環(huán)節(jié)。雖然軟土地基加固處理的施工方法多種多樣,但是在實際施工當中,我們要結合實際選擇最適當的、最科學的、最先進的、同時也是經濟效益最高的施工方法。
參考文獻:
[1]馬靖偉. 小議公路軟土地基危害防治及控制措施[J]. 科技創(chuàng)新導報,2010(35).
[2]盧春龍. 淺談公路軟土地基的處理方法[J]. 中國城市經濟,2010(09).
[3]曹平. 淺談建筑安全監(jiān)督機構安全管理制度建設[J]. 建筑安全.2011
篇7
關鍵字:軟弱地基;換填墊層法;地基設計;施工工藝
Abstract: the foundation is building or building load ultimate bearing mechanism, the bearing capacity of foundation and foundation, the size of the main structure design and construction are closely related. If the foundation bearing capacity is insufficient, it can be determined as the weak foundation, in view of the soft soil foundation due to its low strength, compressibility, permeability of small features such as will cause the building overall quality, a series of issues such as safety, so the soft ground usually via artificial treatment after construction of the foundations, Moto Fumiaki went from foundation treatment concept, foundation treatment method, suitable scope and construction points are discussed in this paper.
Keywords: soft foundation; replacement cushion method; foundation design; construction technology
中圖分類號: TU47 文獻標識碼: A 文章編號:
一、軟弱地基概念、特征
1、軟弱土的概念
軟弱土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙大、壓縮性高、抗剪強度低的細粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、固結系數小、固結時間長、擾動性大、透水性差等特點。軟土層狀分布復雜,各層之間物理力學性質相差較大。軟弱土包括淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土及飽和松散粉細砂與粉土。這類土的工程特性差,如何去保證在軟弱地區(qū)修建的建筑物穩(wěn)定性和正常使用一直以來都是一個重大的技術課題。
2、軟土地基的特征
軟土地基指壓縮層,主要由淤泥、淤泥質土或其他高壓縮性土構成的地基。地基處理是指對天然地基進行加固改良,形成人工地基,以滿足建筑物或構筑物對地基的要求,保證其安全正常使用。建造物的地基問題包括以下三類:①地基承載力及穩(wěn)定性問題;②沉降、水平位移及不均勻沉降問題;③滲流問題。當天然地基存在上述三類問題之一或其中幾個問題時,需要采取各種地基處理措施
二、地基的處理方法
地基處理方法的原則是:堅持技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量。對具體工程來講,在選擇地基處理方法時,應綜合考慮場地工程地質和水文地質條件、建筑物對地基要求、建筑結構類型和基礎型式、周圍環(huán)境條件、材料供應情況、施工條件等因素,經過技術經濟指標比較分析后擇優(yōu)采用。必須指出,地基處理方法很多,每種處理方法都有一定的適用范圍、局限性和優(yōu)缺點。
常用的地基處理方法有:換填墊層法、強夯法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法、預壓法、加筋法、真空預壓(塑料排水板法)、加固法等土工合成材料法等這里我具體對前面五種方法進行的論述。
1、換填墊層法
適用范圍:淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。其主要作用是提高地基承載力,減少沉降量,加速軟弱土層的排水固結,防止凍脹和消除膨脹土的脹縮。
特征:換填墊層法就地取材、工藝簡單、不需要特殊的機械設備、一定程度上可以縮短工期。
施工工藝:墊層的施工方法、分層鋪填厚度、每層壓實遍數等宜通過試驗確定。除接觸下臥軟土層的墊層底部應根據施工機械設備及下臥層土質條件確定厚度外,一般情況下,墊層的分層鋪填厚度可取200~300mm。為保證分層壓實質量,應控制機械碾壓速度,并注意基坑排水,除采用水撼法施工砂墊層外,不得在浸水條件下施工,必要時應采用降低地下水位的措施。
2、強夯法
適用范圍:強夯法設備簡單,適用于填土、失陷黃土、飽和軟粘土地基層中夾有多層粉砂,或用于采用在夯實中回填塊石、碎礫石、卵石等粒料的地基上,這類方法只能用于含水量不太的地基處理,通過減少土體中空氣所占空隙率,增大地基土的密實提高地基的承載能力。
特征:強夯法具有地基加固效果顯著、設備簡單、施工方便、使用范圍廣、經濟易行和節(jié)省材料等優(yōu)點。
施工工藝:強夯處理前,取不同深度處原狀土的天然密度、天然含水量、地基承載力、濕陷性系數,并做土的液塑限試驗。對不同夯擊能及夯擊次數處理后的地基分別取土樣,完成固結試驗和密實度試驗,同時完成不同深度處地基承載力試驗。根據試驗數據制定最佳施工控制指標。施工中預先估計強夯后可能產生的平均地面起伏,并以此確定地面高程,然后用推土機平整,遇到地表為細粒土、地下水位較高的情況,有時需在表層鋪設砂、砂礫或石,使地表形成硬層,可以用以支撐起重設備,確保機械通行、施工。又可加大地下水和表層面的距離,提高夯擊效率。
3、水泥土深層攪拌法
基本原理:利用深層攪拌將水泥和地基土原位攪拌,形成具有整體性、水穩(wěn)性,以及較高強度的圓柱狀、格柵狀、或連續(xù)水泥土增強體,從而提高地基承載力、增大變形模量、減小沉降。用水泥土攪拌樁處理地基要注意水灰比的確定,明確噴漿座底的要求。噴漿分段位置要設在樁長偏下的地方。為檢驗設計和施工要進行水泥土攪拌樁的單樁靜載試驗和復合地基靜載試驗。該方法的優(yōu)點是可以最大限度地利用原土,攪拌時無側向擠土,無震動,無噪聲,無污染。缺點是施工工藝要求嚴格。
加固軟土地基宜采用“二噴漿、三攪拌”的施工工序,即:機械就位一攪拌下沉一噴漿攪拌提升一重復攪拌下沉一重復噴漿攪拌提升一再重復攪拌下沉一再重復攪拌提升到孔口。
適用范圍:淤泥、淤泥質土和含水量較高,地基承載力低于120 kPa的粘性土、粉土等軟土地基。
特征:在地基深處就地將軟土和固化劑強制拌和,經一系列物理、化學反應后硬結,凝結成較高強度的水泥加固體,與天然地基形成復合地基,提高土的穩(wěn)定性和強度指標。同時施工工期較短,效果顯著。
4、高壓噴射注漿法
適用范圍:處理淤泥、淤泥質土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。當地基中含有較多的大粒徑塊石、大量植物根莖或較高的有機質時,應根據現場試驗結果確定其適用性。對地下水流速度過大、噴射漿液無法在注漿套管周圍凝固等情況不宜采用。高壓旋噴樁的處理深度較大,除地基加固外,也可作為深基坑或大壩的止水帷幕,目前最大處理深度已超過30m。
5、預壓法適
適用范圍:處理淤泥、淤泥質土、沖填土等飽和粘性土地基。按預壓方法分為堆載預壓法及真空預壓法。堆載預壓分塑料排水帶或砂井地基堆載預壓和天然地基堆載預壓。當軟土層厚度小于4m時,可采用天然地基堆載預壓法處理,當軟土層厚度超過4m時,應采用塑料排水帶、砂井等豎向排水預壓法處理。對真空預壓工程,必須在地基內設置排水豎井。預壓法主要用來解決地基的沉降及穩(wěn)定問題。
在確定地基處理方案時,宜選取不同的多種方法進行比選。對復合地基而言,方案選擇是針對不同土性、設計要求的承載力提高幅質、選取適宜的成樁工藝和增強體材料。
三、軟土地基設計關健
軟弱地基設計時要在保證承載力、降低其壓縮性、確?;A穩(wěn)定、減少基礎的不均勻沉降的前提下, 同時考慮上部結構,基礎和地基的共同作用,必要時應采取有效措施,加強上部結構的剛度和強度,以增加建筑物對地基不均勻變形的適應能力。根據地基處理的目的(如解決穩(wěn)定性或變形問題)、使用要求(如工后沉降及差異沉降)、結構類型、荷載大小等,并結合地形地貌地層結構、土質條件、地下水特征、周圍環(huán)境和相鄰建筑物等因素,選擇最佳處理方案。
對已選定的地基處理方法,宜按建筑物地基基礎設計等級,選擇代表性場地進行相應的現場試驗,并進行必要的測試,以檢驗設計參數和加固效果,同時為施工質量檢驗提供相關依據。
經處理后的地基,當按地基承載力確定基礎底面積及埋深而需要對地基承載力特征值進行修正;在受力范圍內仍存在軟弱下臥層時,應驗算軟弱下臥層的地基承載力。對受較大水平荷載或建造在斜坡上的建筑物或構筑物,以及鋼油罐、堆料場等,地基處理后應進行地基穩(wěn)定性計算。地基處理后,建筑物的地基變形應滿足現行有關規(guī)范的要求,并在施工期間進行沉降觀測,必要時尚應在使用期間繼續(xù)觀測,用以評價地基加固效果和作為使用維護依據。復合地基設計應滿足建筑物承載力和變形要求,復合地基承載力特征值應通過現場復合地基載荷試驗確定,或采用增強體的載荷試驗結果和其周邊土的承載力特征值結合經驗確定。
四、結束語
綜上所述,我們可以知道軟弱地基的相關概念、工程特征以及相應的一些處理方法。也從中了解了不種方法的適用范圍及優(yōu)缺點,軟土地基處理的目的是增加地基穩(wěn)定性,減少施工后的不均勻沉陷,所以設計及施工的技術人員必須意識到軟土地基的危害性,根據本工程的特地環(huán)境及項目特征合理選用安全,適用,經濟的方法及施工技術措施。
參考文獻
[1] 吳邦穎 張師德 陳緒祿著. 軟土地基處理. 中國鐵道出版社 1995
[2] 楊仲元編. 軟土地基處理技術. 中國電力出版社.2009
篇8
關鍵詞:地基處理;壓力注漿
1、注漿工程的過程設計
通常而言,注漿工程中所使用的漿料主要是由主劑、溶劑及添加劑共同組成。在生產中往往在水泥中摻入了粘土、砂與粉煤水等來改變水泥的顆粒大小,主要是為了防止普通的水泥漿料沉淀吸水、穩(wěn)定性差、硬化時伴有的體積收縮等不良反應。因此,為了提高水泥的各方面性能,各種添加劑也是必不可少的。
對于具體的注漿工程而言,每個工程都有其自身的特點,在施工方案的選擇上通過比較制定出一個相對合理的標準。防滲標準是注漿工程的一個重要指標,防滲標準與地基的滲透性成反比,防滲標準越高則表明滲透性越低,注漿質量就越好。但成本也會相對較高。所以,防滲標準并不是工程唯一的標準,要將各方面情況綜合考慮。對砂與砂礫石層,通常用K來表示其防滲標準,對于相對重要的工程,防滲標準要求較嚴格,應當使K保持在10-4-10-5cm/s以下;如果允許有較大滲透的臨時工程,在滲透程度不會破壞地基質的情況下,可以允許K值到達10-3cm/s數量級發(fā)生。
2、加固機理
注漿時,加固部分顯得特別重要。在灌注過程中,通常要把鋼管沿樁鋼筋籠外壁埋設,在混凝土具有一定強度后,通過壓力作用將水泥漿順鋼管進入縫隙里,達到對于原本相對松散結構的加固作用。水泥漿在壓力的作用下向四周逐漸擴散。如果是單樁區(qū)域,橫向擴散就等于加大了端部直徑,縱向擴散就等同于增加了樁的長度;如果是群樁區(qū)域,漿液的擴散就會將碎石層粘合成一個整體,使石層的整體結構增強,從而達到提高承載力滿足承載需求的目的。對于鉆孔灌注而言,孔底通常會留有少量無法清理干凈的沉渣,所以在初灌時要將混凝土從細長的導管落下,避免落差太大而產生的底部混凝土離析成“虛尖”、“干碴石”等,孔壁的泥皮也容易阻礙樁身與樁周圍混凝土的結合,使摩擦系數在一定程度上得以降低。上面的幾點因素都對灌注樁樁端的承載力和樁側壁的摩阻力產生很大影響。如果壓入樁端的漿液先與樁端的沉渣結合,就會增強該部分的牢固緊密度,從而使承載力得到改善。如果漿液與樁身的土層相結合且往上返,就會消除泥皮提高樁側的摩擦力,而且流入到樁測土層中的漿液也可以起到加大樁徑的作用,使得灌注樁的承載力得到提高。
3、壓力注漿施工工藝
3.1注漿方法和注漿次序
注漿前要先對放孔位進行現場測量,鉆機進行定位后開機鉆孔。在鉆好的孔中將注漿管插入,為防止冒漿應事先用水玻璃將注漿管頂端封住。一切準備就緒后就開動注漿泵直至灌滿為止。注漿過程中要采用至少三次的間隔加密,按照先外排后內排的順序加密。如果遇到軟地基或有部分土質缺陷的情況,就要實施第四次加密。
3.2注漿完成標準
3.2.1注漿孔的水泥用量不低于50Kg/m。
3.2.2突然停止注漿壓力的增加時,地面會產生隆起現象。
3.2.3在規(guī)定注漿壓力范圍內,地基土不會出現吸漿也不會發(fā)生表面冒漿等情況。
3.3注漿設計內容
注漿的設計內容主要有:(1)注漿標準。注漿標準通常是指注漿的質量要求及注漿結束后應當達到的效果;(2)注漿材料。注漿材料既包括漿材也包括漿液的制備比例;(3)施工范圍。施工范圍也就是俗稱的注漿深度、注漿長度以及注漿寬度;(4)漿液影響半徑。通常是指在設計壓力下漿液能夠有效擴散的距離;(5)鉆孔布置。正確的孔距、孔間的排距、孔數和孔間的排數都要依據漿液的具體性質而逐一確定;(6)注漿壓力。實際的注漿壓力對于不同情況的規(guī)定也各不同,所以注漿壓力通常是指在一定地區(qū)一定深度內符合規(guī)定標準的最大注漿壓力;(7)注漿效果評估。注漿效果評估主要就是指注漿結束后要對注漿結果綜合各種檢測手段時行檢測。
3.4壓漿孔的布置
對于壓漿孔位的選取通常用使用以下方法:首先使用鉆芯法先鉆兩個取芯孔,然后再在樁中心的另外一側鉆第三孔,鉆孔的深度應該保證在樁的破碎位置1.0-1.5m以下。布設的三個孔應該呈等邊三角形狀,這樣可以使?jié){液能夠較好的在整個樁的橫斷面擴散開來,使注漿結果達到要求。
3.5注漿材料
注漿材料對注漿效果有重要影響。通常使用的材料是水泥水玻璃,由于它是由水泥與水玻璃共同混合而成的一種介于水泥與水玻璃之間的中間體,因此擁有水泥與水玻璃的共同特點,可以使?jié){液的凝結時間夠長,并且可以能夠讓漿液滲透到預計的影響半徑之內。并且其漿液結石的抗壓強度高,并且綠色環(huán)保,沒有污染和毒副作用,是一種非常優(yōu)秀的注漿材料。
3.6注漿技術指標
注漿的技術指標也同樣十分重要?,F在通常在保證較高的注漿壓力的前提鉆最少的鉆孔。因為注漿壓力的大小直接影響了漿液的擴散,而且高的注漿壓力也可以使一些小細的孔隙變大,提高注漿的可操作性。
注漿材料將孔隙填滿后,由于較高的注漿壓力還會產生劈裂灌注,使注漿材料的強度、密度和防水性等各方面都得到提高。而且高的注漿壓力還能將漿液中多余的水分擠出來,從而進一步提高注漿的強度。但是注漿壓力也不能過大,當壓力大于地層的自重和強度就會使地基及其上部結構造成損壞。
所以,注漿壓力的設定都以不破壞地層結構為準則。影響注漿壓力設計的因素有很多,如地地基土的密度、強度與初始應力,布孔位置、鉆孔深度、以及注漿次序等,諸多因素復雜的交織在一起同時又產生了很多不確定性,往往在施工現場還要結合以往的經驗及能過現場的注漿試驗來綜合確定。
4、地基處理效果
壓力注漿以其工藝簡單、易于實現、工期短、費用低、方便控制等優(yōu)點已經得到廣泛的應用。注漿效果是不同于注漿質量的另一個概念。注漿質量通常是指整個施工過程是否遵循施工規(guī)范以及注漿過程是否符合設計規(guī)定等相關要求,如果有不符合的現象就要及時采取補救措施。而注漿效果是指實際的注漿后,地基土的基本物理力學性能所得到的改善提高的程度。因此在符合注漿質量的前提下,保證注漿效果是整個注漿過程的最終目的。
5、壓漿施工中出現的問題和相應措施
壓漿施工過程中常出現的問題主要有以下幾種:
5.1噴頭打不開。當壓力達到5MPa以上壓漿噴頭仍然打不開,則可以斷定噴頭部位已經損壞,不要再繼續(xù)加壓,壓漿數量可在其他壓漿管中進行補足。
5.2冒漿。冒漿時要首先確定冒漿的位置,如果冒漿發(fā)生在其他樁或是在地面上直接冒出,可以確定樁底漿液已經達到飽和狀態(tài),壓漿工作可以停止;如果漿液從本樁的側壁冒出,而壓漿量已經達到要求或接近要求,也可以停止壓漿;但如果從本樁的測壁冒出漿液但壓漿量較少且沒有達到預計的漿液標準,就要將壓漿管清洗干凈后,待壓入的漿液凝固后第二天進行重新壓漿。
5.3單樁壓漿量少。使用群樁一次性壓漿可以避免單樁壓漿所造成的壓漿量不足。壓漿前先在樁周圍形成一個封閉圈,然后在中間樁開始施工,這樣可以很好地確保中間樁的壓漿質量,即使周圍個別樁出現有壓漿量偏少的情況,也可以依據具體情況增加旁邊樁的壓漿量作為補充,以達到最終的壓漿效果。
6、結束語
壓力注漿法是在地基處理中最行之有效的一種方法,以下幾點問題在操作中要格外注意。首先,在地基處理前要對現場進行充分分析與勘探,確定可以因地置宜地確定一套最優(yōu)施工方案;其次,壓力注漿更適合對已有建筑物的加固處理,如果該處地基過淺則不宜使用壓力注漿;另外,就是要做到在每一個工程開展時都要依據工程本身的特點來進行分析設計,保證工作的合理性。
注漿技術作為修整不平路基的主要技術,有幾個突出的特點:第一,工藝簡單且工期較短,不用將損壞路面重新挖開重填,同時也減少了對環(huán)境的污染。第二,對操作環(huán)境要求簡單,也不易受到天氣狀況的影響,對于離市區(qū)較偏遠的公路更加適合。第三,成本較低,這也是注漿技術得以應用推廣且受到大家廣泛認可的一個重要原因。
參考文獻:
篇9
關鍵字:軟土地基;基礎建設;加固措施;公路工程
Abstract: "to get rich, first build roads", along with our country economic development, countries pay more and more attention to infrastructure construction, highway construction has obtained rapid development. Highway is banded structures across space distance is large, restricted by geographical condition, inevitably many roadbed construction on poor geological location, especially in the soft soil foundation. According to the engineering properties of soft soil, this article sums up the damage of soft soil of highway engineering and the necessity of the implementation of the soft soil foundation, analyzed the problems faced by highway soft soil foundation construction, thus provides some software foundation reinforcement measures, only for the colleague reference.
Key words: soft soil foundation; Infrastructure construction; Reinforcement measures; Highway engineering
中圖分類號:TU471.8 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
引言
公路跨越的空間距離大,而我國地理地貌結構又豐富,軟土在我國分布十分廣泛,其中沿海地區(qū)、長江、珠江三角洲等濱海和湖沼地帶尤為普遍,從而不可避免地帶來公路路基穿過軟土地區(qū)的情況。文章首先從軟土的工程特性出發(fā),總結概括軟土對公路工程的危害及實施軟土地基的必要性,分析公路軟土地基施工所面臨的問題,探討軟土地基常見的加固方法。
一、軟土的工程特性
(1)高壓縮性。一般正常固結的軟土的壓縮系數約為α1-2=0.5~1.5MPa-1,最大可達α1-2=4.5MPa-1;壓縮指數約為Cc=0.35~0.75。軟土含水量較高,孔隙比大。一般含水量為35%~80%,孔隙比為1~2。在壓力作用下,容易發(fā)生壓縮變形,大部分壓縮變形發(fā)生在垂直壓力100KPa左右。
(2)抗剪強度很低。根據土工試驗的結果,我國軟土的天然不排水抗剪強度一般小于20kPa,其變化范圍在5~25kPa;有效內摩擦角約為20°~35°;固結不排水剪內摩擦角12°~17°。正常固結的軟土層的不排水抗剪強度往往是隨距地表深度的增加而增大,每米的增長率約為1~2kPa。
(3)觸變性——原狀土受擾動以后,破壞了原有結構,降低了土的強度,經過一段時間沉積,強度又會恢復的性質。
(4)滲透性很小。軟土的滲透系數一般約為1×10-6~1×10-8cm/s,不利于排水。
(5)非均勻性——因沉積環(huán)境變化,常夾有厚薄不等的粘土層,使地層在垂直和水平分布上不均勻。
(6)具有明顯的流變性。在荷載作用下,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,在主固結沉降完畢之后還可能繼續(xù)產生可觀的次固結沉降。
二、軟土對于公路工程的危害
根據上述軟土的特點,以軟土作為公路的地基是十分不利的,具體危害概括為如下幾點:
(一)影響交通安全。出現路基的滑移,開裂,路面起伏不平,橋涵通道等人工構造物處的跳車顛簸等質量通病,給公路行車安全帶來不同程度的危害。
(二)損害構造物。造成地基失穩(wěn),使構造物沉降過大或不均勻沉降,對構造物造成不同程度的危害。路基施工時要對軟土地基進行處理,保證公路的穩(wěn)定性,使來往車輛及司乘人員安全,快速,舒適地行駛在公路上。
(三)浪費資源,損害公共財物,增加工程造價。公路建設需要耗費大量的人力、物力,是一件浩大的工程,地基出現問題,公路又要重新返工補救。又需再次投入大量的人力物力。造成大量財物及資源的浪費。
三、公路工程實施軟土地基的必要性
據以上軟土的工程特性及對公路的危害,對軟土實施加固地基,是十分必要的:
(一)增加地基的不透水性,常用于防止流砂、鋼板樁滲水、壩基漏水、隧道開挖時涌水以及改善地下工程的開挖條件;截斷滲透水流,增加邊坡、堤岸的穩(wěn)定性。
(二)提高地基承載力,減少地基的沉降和不均勻沉降,增強壓密穩(wěn)定力度和較短時間達到最終沉降,消除側向滑動位移,以免路堤向兩側膨脹擠出,確保路基及其外側建筑物、或其他農田、蝦池、魚塘的安全。
(三)對公路軟土地基的成功處理,已經成為提高建設速度、確保工程質量、降低工程造價的重要措施之一。軟土地基的加固處理質量直接影響到路基的基礎承載力,也是保證道路建成后安全、高效運營的關鍵。
四、現有軟土地基處理方法存在的問題
(一)未能因地制宜合理選用處理方法。
在合理選用地基處理方法方面有時存在一定的盲目性。例如飽和軟粘土地基不適宜采用振密、擠密法加固。根據工程地質條件和地基加固原理,因地制宜合理選用處理方法特別重要。在這方面,現在的問題是對幾個技術上可行方案進行比較、優(yōu)化不夠。采用的不是較好的方法,更不是最好的方法。有時工程問題是解決了,但造價高和工期長。
(二)不能正確評價每種地基處理方法的適用性。
人人都承認每種地基處理方法都有一定的適用范圍,但遇到具體問題就會盲目擴大其應用范圍,對這種情況施工單位更應注意。
五、軟土地基加固措施
軟土由于具有含水量高、壓縮性大、透水性差和流變性強等工程特性,一般不能直接作為天然地基使用,需經過加固處理以減小道路路基在荷載作用下引起的沉降或不均勻沉降。不同的措施是有其針對性的,有時需要采用綜合治理,軟土路基處理方法較多,分類也各有不同,常用的處理方法主要有:
(一)淺層軟弱地基的處理
《建筑地基處理技術規(guī)范》中規(guī)定:墊層法適用于淤泥、淤泥質土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、暗塘等淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。換填墊層法按其換填材料的功能不同,又分為墊層法和褥墊法。
1. 墊層法——又稱開挖置換法、換土墊層法,簡稱換土法。通常指當軟弱土地基的承載力和變形滿足不了建(構)筑物的要求,而軟弱土層的厚度又不很大時,將基礎底面以下處理范圍內的軟弱土層的部分或全部挖去,然后分層換填強度較大的砂(碎石、素土、灰土、礦渣、粉煤灰)或其它性能穩(wěn)定、無侵蝕性的材料,并壓(夯、振)實至要求的密實度
2. 褥墊法——是將基礎底面下一定深度范圍內局部壓縮性較低的巖石鑿去,換填上壓縮性較大的材料,然后分層夯實的墊層作為基礎的部分持力層,使基礎整個持力層的變形相互協(xié)調。褥墊法是我國近年來在處理山區(qū)不均勻的巖土地基中常采用的簡便易行又較為可靠的方法
(二)深層軟弱地基的處理
1.強夯法。對于地質分層較為均勻,上部結構較為密實、下部軟土已經固結的地基,可以采用強夯處理,這種方法是反復將夯錘(質量一般為100~400kN)提到一定高度使其自由落下(落距一般為10~40m),給地基以沖擊和振動能量,從而提高地基的承載力,降低土的壓縮性、改善砂土的抗液化條件、消除濕陷性黃土的濕陷性等。同時,夯擊能還可提高土層的均勻強度,減小將來可能出現差異沉降。處理后地基沉降也比較均勻,地基差異小,能有滿足路基的穩(wěn)定性要求。
2.排水固結法。對于下部軟塑、流塑、淤泥等未固結的飽和軟粘土,建議采用排水固結法進行排水,加快軟土地基固結沉降。采用預壓、降低地下水位、電滲等方法促使土層排水固結,以減少地基的沉降和不均勻沉降,提高承載力。主要用于處理軟弱粘性土地基。
3.加筋法是在土中埋設土工聚合物(即土工織物)或拉筋,形成加筋土或各種復合土工結構,或沿不同方向設置直徑為75mm-250mm的樁,形成樹根狀樁群,即所謂樹根樁,以減小地基沉降,提高地基承載力或增強土體穩(wěn)定性。土工聚合物還可起到排水、反濾和隔離作用。如下圖。
土工格柵加筋擋墻
4.樁基法。當淤土層較厚,難以大面積進行深處理,可采用打樁辦法進行加固處理。而樁基礎技術多種多樣,早期多采用水泥土攪拌樁、砂石樁、木樁,目前很少使用,一是水泥土攪拌樁水灰比、輸漿量和攪拌次數等控制管理自動化系統(tǒng)未健全,設備陳舊,技術落后,存在攪拌均勻性差及成樁質量不穩(wěn)定問題;二是砂石樁用以加固較深淤泥軟土地基,由于存在工期長,工后變形大等問題,已不再用作對變形有要求的建筑地基處理;三是民用建筑已禁用木樁基礎。
5.反壓護道法是在路提兩側真筑一定寬度的護道,使路堤下的淤泥或泥炭向兩側隆起的趨勢得到平衡,以提高路堤在施工中的滑動破壞安全系數,達到路堤穩(wěn)定的目的。反壓護道法加固路基的特點是不需要特殊的機具設備和材料,施工簡易,但占地較多、用土量較,后期沉降大,養(yǎng)護工作量大。一般適用于非耕作區(qū)、取土方便的地區(qū)和路堤高度不大于(5/3—2)倍極限高度路段的軟土處理,對泥沼不宜采用。
結語
地基的質量對工程產品的使用性能影響較大,軟土地基的加固處理質量直接影響到路基的基礎承載力,也是保證道路建成后安全、高效運營的關鍵,施工的技術人員必須意識到軟土地基的危害性,認真測定基底的承載力,并根據不同的地質情況,采用切實可行的處理方案,同時一定要采集施工后的沉降數據,積累經驗,為今后的施工打下堅實的基礎。軟土地基的處理方法很多,前輩們的工程實踐經驗很寶貴,值得我們借鑒,在實際工程中需要我們也要勇于探索,力求用最簡單 最經濟的施工方法完成任務!
參考文獻
[1]郭良.淺談古離線二級公路軟土地基的處治方法[J].科技情報開發(fā)與經濟,2006,(14).
[2]楊輝雄.淺談道路工程軟土地基的處理 科技信息[J].民營科技,2009.
[3]黃紹明;高大釗.軟土地基與地下工程[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2005.
[4]顧曉魯;錢鴻縉;劉慧珊等.地基與基礎[M],北京:中國建筑工業(yè)出版社,2003.
篇10
【關鍵詞】石灰樁;軟土地基;置換;承載力
引言
用石灰摻填法加固軟弱地基在我國已有約兩千年的歷史,石灰樁在處理軟弱土、雜填土地基,提高地基承載力方面,具有開挖土方少,施工進度快,造價低等特點,與其他擠密樁一起被推廣使用。從局部處理軟弱地基,到處理整片軟弱地基或整幢建筑物地基,從單獨使用到與低標號混凝土樁結合而形成三元復合地基,石灰樁的應用范圍正逐步擴大,加上對粉煤灰的廢物利用,對環(huán)境保護具有積極的影響。
1 石灰樁的加固機理
1.1 化學加固機理
石灰樁中的主要材料是生石灰塊,其主要成份CaO遇水后分解、膨脹并形成Ca(OH)2,軟弱土被擠壓密實、脫水、固結后,使強度得到提高。在石灰中摻入粉煤灰改良后的石灰樁再摻入一定的粘性土,除可提高樁體強度及減少生石灰用料外,由于粘性土具有隔水性,可在高地下水位的情況下減少水對樁體的侵蝕,提高砂性地基土中樁體的穩(wěn)定性。生石灰塊與粉煤灰、粘性土以一定比例拌勻并擠密入孔后,孔周圍的水份被吸附入樁內,由于石灰具有很強的吸水性,生石灰反應成熟石灰的需水量為生石灰重量的32%,在吸水過程中,將釋放出大量的水化熱,反應產生的200℃~300℃的高溫將使樁間土的最高溫度可達到40℃~50℃,樁間土在高溫作用下產生汽化脫水,土中孔隙水壓力消散,含水量降低,由于含水量降低,周圍土受到脫水擠密促進了樁周圍地基的固結,生石灰(CaO)吸水后消解,形成的Ca(OH)2進一步吸水并與粉煤灰中的活性材料SiO2、AL2O3發(fā)生反應,生成具有水硬性的水化硅酸鹽和水化鋁酸鹽,使樁體結硬。樁周圍的土部分變硬,實際等于擴大了樁徑,從而提高了復合地基的承載力,達到處理軟弱地基、雜填土地基的效果[1]。
1.2 物理加固機理
1.2.1 擠密作用
大量的原位測試及土工試驗結果分析表明,石灰樁樁體吸水后膨脹,對樁邊一定范圍內的土休顯示了較好的加固效果,經擠密后樁間土的強度為原來強度的1.1~1.2倍。
1.2.2 高溫效應
生石灰水化放出大量的熱量。樁內溫度以及樁間土可以促進生石灰與粉煤灰等樁體摻合料的凝結反應。高溫引起了土中水分的大量蒸發(fā).對減少土的含水量,促進樁周土的脫水起了積極作用。
1.2.3 置換作用
石灰樁作為豎向增強體與天然地基土體形成復合地基,使得其壓縮模量大大提高.工后沉降減少、而且復合地基抗剪強度大大提高、穩(wěn)定安全系數也得到提高。
1.2.4 排水固結作用
由于樁體采用了滲透性較好的摻合料,石灰樁樁體的滲透系數在4.07×10-2~6.13×10-5之間,相當于粉細砂,樁體排水作用良好[2]。
1.2.5 加固層的減載作用
由于生石灰的密度為0.8g/cm3,摻合料的干密度為0.6~0.8g/cm3,顯著小于土的密度.因此,當采用排土成樁時,相當于加固層的自重減輕、這對于工程是非常有利的。
2 石灰樁布置尺寸的確定
由于石灰樁的膨脹擠密效應和排水固結作用,石灰樁在設計過程中應該采用小樁徑、密布樁的原則。
2.1 樁徑、樁長的確定
國內用直徑150mm~350mm的石灰樁,較長的樁宜用較大的直徑,直徑200mm以下的樁只適用于5m以下的短樁。
當需要加固土土層較薄,且下面是較好土層時,石灰樁應打穿軟弱土層進入好土;當軟弱土層深厚時,則應視不同情況處理,對用于加強地基穩(wěn)定的石灰樁,樁長應穿過所有可能的滑動面,一般倩況常按雙層地基考慮,樁長應能滿足雙層地基的承載力和變形要求。
2.2 樁距和布樁范圍
樁距依賴于所需要的石灰樁置換率,石灰樁的加固效果與樁距密切相關,在樁的中心位置最佳有效擠密范圍為2.5d~3.0d。石灰樁是柔性樁,一般認為柔性樁宜在基礎范圍以外設置圍護樁。
2.3置換率
石灰樁置換率有兩個概念,一是由施工時樁管或樁孔面積確定的置換率,二是由石灰樁吸水膨脹后的樁身截面積確定的置換率m′=εm。
通常情況下,若石灰樁設計樁徑為300mm,則膨脹后可達330~360mm(排土成孔時)。面積置換率計算宜以在石灰樁膨脹后的實際樁徑計算,而不能以石灰樁設計樁徑計算,否則會導致過多的樁數,造價增高。在正常置換率的情形下,樁中心距一般采用2d~3d,按設計樁徑計算的置換串為0.09~ 0.20,膨脹后實際置換串約為0.13~0.28[3]。
3 樁體選材及配比問題
構成樁體的主材是生石灰和粉煤灰。生石灰的活性CaO應大于85%,灰塊直徑以5cm左右為宜,粉灰含量應小于20%,矸石含量應小于5%;粉煤灰為SiO2、Al2O3活性元素含量較高的新鮮粉煤灰,含水量應小于40%。
石灰樁若全部采用生石灰,則不存在配合比問題。多數情況下,摻入了活性摻合科的石灰樁其樁體強度有大幅度提高。通常情況下,生石灰與摻合料的體積比為1:2。但該配合比不是一成不變的,對于淤泥及淤泥質土,為了大量吸收樁間土中孔隙水,可增大生石灰摻入比,此時可采用體積比1:1.5甚至1:1。對于fK≤60kPa的淤泥或新近回填土,生石灰與摻合科的體積比可采用1.5:1[4]。
4 承載力和變形驗算
石灰樁復合地基承載力和變形計算通常是用復合地基計算公式估算地基承載力和模量的,并用現場載荷試驗結果加以確定,然后按淺基礎的常規(guī)設計方法設計基礎。
5 設計中容易存在的問題
5.1 復合地基承載力取值問題
石灰樁復合地基承載力與石灰樁面積置換率、樁體強度、天然地基土的類別及承載力等因素有關。
由于石灰樁屬于柔性樁,樁體強度不太高,其比例界限值fpk一般取300~450kPa,在通常的置換率的情況下,石灰樁復合地基承載力標準值取值為120~160kPa,一般不宜大于180kPa。因此,在軟土地區(qū)選用石灰樁復合地基承載力大于200kPa是不合適的。
5.2 樁間土提高系數取值問題
石灰樁能吸水膨脹,樁間土被擠密。工程實踐表明,排土成孔和擠土成孔時,樁間土承載力提高系數取不同的值。
排土成孔時,一般情況下,a=1.1~1.2;對于淤泥等超軟土,a=1.3~1.5。
擠土成孔時,對一般粘性土,a=1.15~1.3;對飽和軟粘土,a=1.1~1.2;對雜填土、紊填土、大孔隙土,a應經原位測試決定。
不可盲目提高樁間土承載力提高系數a,或降低系數a的取值。
5.3 軟弱下臥層強度和變形問題
石灰樁處理軟土深度有限,因此,當石灰樁應用于深厚軟土地基時,石灰樁通常不能穿透整個軟土層,此時必須進行軟弱下臥層強度驗算。軟弱下臥層的變形常常大于石灰樁復合地基加固層的變形,因此不容忽視。
由于石灰樁復合地基具有復合墊層作用、擠密作用、排水固結作用、減載作用,因此石灰樁已成功地應用于深厚軟土地基加固。在進行軟弱下臥層強度驗算時,可考慮石灰樁加固層的減載作用。
6 結語
本文闡明了石灰樁加固軟土的物理作用機理.包括擠密作用、高溫效應、置換作用、排水固結作用和加固層的減載作用以及石灰樁的化學加固作用,介紹了石灰樁的設計原則并對當前石灰樁設計中存在的問題和解決方案進行了闡述。石灰樁與其它類型的樁相比具有造價低廉,質量可靠,具有較高的經濟效益和社會效益,其顯著的優(yōu)越性正在被更多的人認識和采用。大量的工程實踐都證明了石灰樁在處理軟土地基方面是值得推廣采用的。
參考文獻:
[1]鄭俊杰等.石灰樁在非均勻地基上的設計方法.華中理工大學學報.2005,26(12);85~86.
[2]袁內鎮(zhèn).石灰樁作用機理新認識.第七屆全國土力學及基礎工程學術會議論文集[C].北京:中國建筑工業(yè)出版社.1994.