軟土地基處理新技術(shù)論文

軟土地基處理新技術(shù)論文

　　軟土地基是指壓縮層主要由淤泥、淤泥質(zhì)土或其他高壓縮性土構(gòu)成的地基。下面小編給大家分享軟土地基處理新技術(shù)論文，大家快來跟小編一起欣賞吧。

　　軟土地基處理新技術(shù)論文篇一

　　軟土地基處理研究

　　摘要：首先對軟土地基的特性及失穩(wěn)原理進(jìn)行介紹，從地勘報(bào)告入手，通過工程實(shí)例介紹軟土路基處理的方法。軟土地基是指壓縮層主要由淤泥、淤泥質(zhì)土或其他高壓縮性土構(gòu)成的地基。其承載能力很低，一般不超過50KN/m2。軟土地基的處理質(zhì)量是保證其上構(gòu)筑物建成后安全、高效運(yùn)營的關(guān)鍵，也直接影響到地基的基礎(chǔ)承栽力。

　　關(guān)鍵詞：軟土地基 沉降 失穩(wěn)

　　中圖分類號：TU447 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

　　一、軟土地基的特性

　　要想知道如何處理軟土地基，先得從了解軟土的特性開始。軟土有如下幾種物理特性：

　　1.高含水量和高孔隙性

　　軟土的天然含水量一般為50%～70%，最大甚至超過200%。液限一般為40%～60%，天然含水量隨液限的增大成正比增加。天然孔隙比在1～2之間，最大達(dá)3～4。其飽和度一般大于95%，因而天然含水量與其天然孔隙比呈直線變化關(guān)系。軟土的如此高含水量和高孔隙性特征是決定其壓縮性和抗剪強(qiáng)度的重要因素。

　　2.滲透性弱

　　軟土的滲透系數(shù)一般在i×10-4～i×10-8cm/s之間，而大部分濱海相和三角洲相軟土地區(qū)，由于該土層中夾有數(shù)量不等的薄層或極薄層粉、細(xì)砂、粉土等，故在水平方向的滲透性較垂直方向要大得多。由于該類土滲透系數(shù)小、含水量大且飽和狀態(tài)，這不但延緩其土體的固結(jié)過程，而且在加荷初期，常易出現(xiàn)較高的孔隙水壓力，對地基強(qiáng)度有顯著影響。

　　3.壓縮性高

　　軟土均屬高壓縮性土，其壓縮系數(shù)a0.1～0.2一般為0.7～1.5MPa-1,最大達(dá)4.5MPa-1(例如渤海海淤)，它隨著土的液限和天然含水量的增大而增高。

　　二、軟土的鑒別

　　1、建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)《軟土地區(qū)工程地質(zhì)勘查規(guī)范》(JGJ83-91)規(guī)定凡符合以下三項(xiàng)特征即為軟土：

　　(1)外觀以灰色為主的細(xì)粘土;

　　(2)天然含水量大于或等于液限;

　　(3)天然孔隙比大于或等于1.0。

　　2、我國鐵路部門建議以下列物理力學(xué)指標(biāo)作為區(qū)分軟土的界限：

　　天然含水量w接近或大于液限

　　孔隙比e>l

　　壓縮模量ES<4000kPa

　　標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N63.5<2

　　靜力觸探貫入阻力Ps<700 kPa

　　不排水強(qiáng)度Cu<25kPa。

　　3、公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范(JTJ 017-96)規(guī)定以天然含水量、天然孔隙比、十字版剪切強(qiáng)度來作為鑒別軟土的標(biāo)準(zhǔn)：

　　天然含水量≥35%與液限

　　天然孔隙比≥1.0

　　十字版剪切強(qiáng)度(kPa)<35

　　注：十字版剪切強(qiáng)度35kPa所對應(yīng)的靜力觸探總貫入阻力約為750kPa。

　　三、地質(zhì)勘查

　　在路基設(shè)計(jì)之前需要對路基進(jìn)行詳細(xì)勘察，詳勘應(yīng)根據(jù)初步設(shè)計(jì)確定的線路位置和設(shè)計(jì)方案和初勘所劃定的范圍，進(jìn)行地質(zhì)鉆探、原位測試和取原狀試樣。其目的是要查明地層結(jié)構(gòu)及其物理力學(xué)性質(zhì)、軟土的固結(jié)歷史、強(qiáng)度和變形特性，并對地基的穩(wěn)定性及其承載能力作出評價(jià);查明地下水的埋藏條件、地層的滲透性;對取得的軟土地基技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析提供地墓變形穩(wěn)定計(jì)算參數(shù)，分段提出地基處理建議;編制軟基設(shè)計(jì)及其路堤施工圖設(shè)計(jì)所需的工程地質(zhì)勘察資料與報(bào)告。

　　四、軟土地基危害

　　1)勘察設(shè)計(jì)不詳細(xì)或不準(zhǔn)確，導(dǎo)致對應(yīng)該做軟基處理的地段未做處理設(shè)計(jì)。

　　2)已知是軟土地基，但是未做好軟土地基處理，造成路堤失穩(wěn)或危及線外建筑物。

　　3)雖然做了軟土地基處理，但是措施不力，施工不當(dāng)造成路堤失穩(wěn)。

　　4)堆料不當(dāng)，未按規(guī)定分層填筑，填土過快，碾壓不當(dāng)，造成路堤失穩(wěn)。

　　5)擾動(dòng)“硬殼層”或填筑不當(dāng)，使“硬殼層”遭受破壞，導(dǎo)致路堤失穩(wěn)。

　　五、工程實(shí)例

　　5.1工程背景

　　G104改建工程(津霸公路—靜霸公路段)主要在天津市經(jīng)過武清區(qū)、北辰區(qū)、西青區(qū)、靜?？h，沿線地勢平坦。起點(diǎn)：高王路與津同公路交口，終點(diǎn)：靜?？h新改建104國道與靜霸公路交口。道路分公路段和城市共用段，公路段斷面寬27米，城市共用段斷面寬50米。

　　工程范圍沿線均屬于海陸交互沉積的濱海平原地貌，場地地形平坦，沿線約3公里與現(xiàn)狀水渠共線，施工需要開挖河道。

　　5.2、水文地質(zhì)情況

　　5.2.1 地基土的構(gòu)成及特征

　　經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查和參考本項(xiàng)目的巖土工程勘察資料，綜合預(yù)估場地土層分層，將勘探深度范圍內(nèi)的地基土劃分為5個(gè)工程地質(zhì)單元層，各地基土特征如下：

　　-2層 素填土(Qm1)：以粉質(zhì)粘土為主，黃褐色。含少量碎磚塊、植物根系，工程性質(zhì)不均勻。層厚0.80~2.40m，層底標(biāo)高-0.23~8.86m。

　　④-1層 粉質(zhì)粘土(Q43al)：黃褐色，含螺殼、腐殖質(zhì)。切面光滑，局部有粘土夾層，可塑。層厚1.70~10.80m，層底標(biāo)高-5.22~4.86m。

　?、?2層 粉土(Q43al)：灰褐色，無層里，含氧化鐵，很濕，中密。層厚1.00m，層底標(biāo)高1.47m。

　　⑥-1層 粉質(zhì)粘土(Q42m)：灰色，含貝殼碎片，有腥臭味，局部混粉砂夾層，一般可塑。層厚2.00~5.00m，層底標(biāo)高-6.93~-2.52m。

　?、?2層 淤泥質(zhì)粘土(Q42m)：深灰色。含貝殼碎片、腐殖質(zhì)。有腥臭味。混粉砂，軟塑~可塑。層厚1.00~2.50m，層底標(biāo)高-7.22m~-7.02m。為本場地的軟弱土層，高含水量，高壓縮性，軟塑狀態(tài)，承載力低，工程性能差，在上部荷載的作用下易產(chǎn)生較大的沉降量，會(huì)對工程產(chǎn)生不利影響;其相關(guān)物理力學(xué)指標(biāo)已滿足軟土指標(biāo)。

　　表1 淤泥層與軟土鑒別指標(biāo)比較

　　5.2.2 水文地質(zhì)條件

　　5.2.2.1 地表水

　　沿線場地的地表水主要為魚塘養(yǎng)殖水，水深約0.7-3.0m，常年有水，受季節(jié)降水影響較大。

　　5.2.2.2 地下水

　　野外勘察期間，地下水穩(wěn)定水位埋藏在地表下0.80～2.00m之間，相當(dāng)于標(biāo)高0.59～8.06m。屬潛水類型，主要補(bǔ)給源為大氣降水。地下水位的變化主要受大氣降水的控制，雨季水位有所上升，旱季水位將有所下降，變化幅度1.0m左右。

　　5.3、軟土地基計(jì)算

　　綜上所述，建設(shè)范圍內(nèi)普遍分布的⑥-2淤泥質(zhì)粘土層，其屬于軟土層，具有含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、靈敏度高、低滲透性、觸變性和流變性等特點(diǎn)，長期受水侵泡，性質(zhì)極差，稍受外力作用就會(huì)發(fā)生擾動(dòng)、變形，且強(qiáng)度顯著下降，容易發(fā)生軟土的過量沉降及不均勻沉降問題。

　　為了給軟土地基處理方法提供參考，項(xiàng)目組對軟土工程進(jìn)行了沉降計(jì)算及穩(wěn)定驗(yàn)算，各項(xiàng)參數(shù)均取特征值。經(jīng)計(jì)算，當(dāng)⑥-2淤泥質(zhì)粘土層上覆硬殼層厚度較薄時(shí)(小于1m)，軟土地基在道路營運(yùn)期荷載(包括路堤自重、路面增重及行車荷載)作用下，穩(wěn)定安全系數(shù)小于規(guī)范規(guī)定最小值，路堤失穩(wěn)。

　　另外，當(dāng)⑥-2淤泥質(zhì)粘土層上覆硬殼層厚度較厚時(shí)(不小于1m)，軟土地基在施工期荷載或道路運(yùn)營期荷載作用下計(jì)算得出的穩(wěn)定安全系數(shù)均大于規(guī)范規(guī)定值，影響軟土地基處置措施的主要為工后沉降值，規(guī)范規(guī)定的容許工后沉降為：一般路段≤0.30m，涵洞、通道處≤0.20m，橋臺(tái)與路基相鄰處≤0.10m。

　　在不采取任何軟基處理方法的前提下，地基沉降主要為固結(jié)沉降，固結(jié)沉降是在上覆土壓力作用下，地基中的孔隙水逐漸排出，體積發(fā)生變化引起的。因此地基沉降與固結(jié)的時(shí)效息息相關(guān)。

　　另外，涵洞、通道處及橋臺(tái)與路堤相鄰處路段的工后沉降量要求較高，軟土地基采取自然固結(jié)沉降的方式，其工后沉降量難以滿足規(guī)范要求。

　　5.4、軟土地基處理方法

　　根據(jù)各區(qū)段地基土層分布、厚度及特性分析，本項(xiàng)目需要進(jìn)行軟土地基處理的路段約為3000m。軟土地基主要采用如下幾種處理方法：

　　1.墊層法(清淤換填)

　　本方法用于硬殼層較薄、且淤泥層較薄(小于4m)的淺層較軟弱地基。其基本原理是挖除淺層軟土或不良土，換填碎石，并分層碾壓夯實(shí)。該方法可以提高持力層的承載力，減少沉降量。

　　2、塑料排水板

　　本方法用于淤泥層厚介于4m-8m，且填土高度小于2m的一般路段。其基本原理是在軟基表面施加大于或等于設(shè)計(jì)使用荷載，經(jīng)施工期預(yù)壓后，使被加固土體中的孔隙水排出，達(dá)到減少路基工后沉降、孔隙水排出同時(shí)，有效應(yīng)力增加，土中孔隙體積減小，密實(shí)度加大，土體強(qiáng)度提高，地基承載力也得到提高。

　　3.粉噴樁

　　本方法用于淤泥層厚介于8m-15m的一般路段。其基本原理是通過施工設(shè)備將水泥與原狀土的地基土充分?jǐn)嚢瓒纬伤嗤粒ㄟ^水泥的水化反應(yīng)及土顆粒與水泥水化物的凝硬作用、離子交換作用改變軟土的性質(zhì)，與樁間土形成復(fù)合地基，可以大大提高承載力，減少沉降。

　　4.薄壁管樁

　　本方法用于淤泥層大于15m的一般路段，以及橋頭、涵洞等承載力及工后沉降要求較高的路段。管樁的最大特點(diǎn)是單樁承載力高，工后沉降小。

　　六、結(jié)語

　　總之軟土地基有極大的危害性，如果不處理或處理不當(dāng)，就會(huì)造成地基失穩(wěn)，使構(gòu)造物沉降過大或不均勻沉降，對構(gòu)造物造成不同程度的危害。通過工程總結(jié)，做此類軟土地基的設(shè)計(jì)時(shí)，首先根據(jù)地勘報(bào)告進(jìn)行地基沉降、穩(wěn)定驗(yàn)算;根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果以及沉降容許值，對路堤失穩(wěn)及沉降超限區(qū)段的采取相應(yīng)的軟基處理措施及設(shè)計(jì)計(jì)算。

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