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软土地基论文集锦9篇

时间:2023-02-27 11:08:43

软土地基论文

软土地基论文范文1

1道路桥梁工程软土地基施工处理前的准备工作。道路桥梁工程软土地基处理前的准备工作主要包括以下几个方面:

1.1现场勘查。软土地基的现场勘查工作主要包括:首先,现场的测绘调查,分析软土地基分布区域的地貌、地形等,同时分析软土地层的成因、范围、深度以及性质等;其次,选择科学的勘查点以及勘查手段,常用的勘查手段包括原位测试法、钻探式勘查法、室内土工试验法等;再者,软土地基评价,当获得了软土地基施工现场的相干参数之后,对各种数据进行分析和计算,获得软土地基的沉降性、均匀性、灵敏度以及承载能力等。

1.2选择合适的施工处理方案。根据现场勘查获得的相关数据资料,对比各种软土地基处理方法之间的优劣性,选择合适的施工处理方案,可以是某种施工处理方法,也可以是多种软土地基处理方法的组合,同时还应该评估施工技术、机械、环节、工期以及材料工程等各种印象因素,综合各种因素选择科学的施工方案。

2道路桥梁工程中软土地基的施工处理措施。目前,道路桥梁工程中软土地基的施工处理措施主要包括以下方面:

2.1灌浆处理技术。灌浆处理技术是通过利用电化学原理、高压旋喷法、粉喷法等将能够改善软土地基性质的浆液注入到地基裂缝中,灌浆浆液可以是水泥砂浆、水泥浆,还可以是化学材料,例如硅酸盐等,灌浆处理技术能够有效的改善软土地基的性质。粉喷桩处理技术是最常用的灌浆处理技术,该种灌浆处理技术的应用优势在于施工机械简单,操作方便,加固效果好等,在采用粉喷桩处理技术时,应该严格的控制钻机的位置,保证钻机按照既定的设计要求进行就位,桩的孔位置必须和设计图纸的位置完全吻合,垂直方向的偏差不能超过1.5%,通常不超过50mm,严格的控制水泥喷入量、停粉时间以及喷粉时间,以此保证粉喷桩的长度和质量,同时还应该做好施工日志,全面、详细的记录水量、孔深、孔位等信息。

2.2强夯处理技术。强夯处理技术是目前使用最广泛的软土地基处理技术之一,也称之为动力固结法,该种软土地基处理技术的工作原理表现为:将具有一定重量的重锤提升至一定的高度,然后由重锤自由降落,通过重锤的重力作用对地面产生巨大的冲击,以此起到加固地基的作用。强夯处理技术具有施工周期短、费用低、设备简单等应用优势,该种软土地基处理技术适用于低饱和粘土、杂填土、黄土、粉土、沙土、素填土等软土地基,但是不适用于饱和度相对较高的软土地基。因此,道路桥梁施工队伍在采用强夯施工处理措施时,应该充分的考虑施工现场的地质构造。

2.3排水固结处理技术。排水固结处理技术是最常见的软土地基处理技术之一,主要包括袋装沙井法、沙井法、砂垫层法等:砂垫层法指的是在软土地基的顶层铺设足够量的砂石,通过填土荷载将软土地基中多余的水分排出,该种排水固结处理技术能够实现排水固结和路基填筑的同步进行,达到在填筑过程中保证路基排水效果的目的,同时又不会承受过大的荷载被破坏;沙井加固处理技术指的是在采用钻探器械在软土地基上进行钻孔施工,然后选取足量的砂石灌入,吸收软土地基中的水分,以此实现排水固结的效果;袋装沙井加固处理技术指的是选取足量的满足施工要求的砂,将其装入到透水性良好的编织袋中,然后用专用的机械设备将沙袋打入到软土地基中,该种排水固结处理技术具有节省材料、费用低、施工效率高等优点,致使其在道路桥梁工程的软土地基施工中得到广泛的应用。

2.4换填加固处理技术。换填加固处理技术指的是根据勘察所获得的数据,选用强度高、稳定性好的石灰、砂石等置换原来的软弱土质,以此改良原有地基或者形成双层地基,达到加固地基、控制地基沉降等效果。在采用换填加固处理技术时应该注意以下几个方面:其一,根据道路桥梁工程的具体状况选择符合相关设计要求的换填材料;其二,在进行置换的过程中,应该进行分层换填、加固和压实,通常采用机械碾压进行处理,保证地基的压实度满足相关的施工要求,;其三,精确的计算换填的深度以及面积,保证换填施工能够顺利的进行。

二结束语

软土地基论文范文2

关键词:道路改造;软土路基;处理方法

一、软土路基成因

路基强度及稳定性与路基干湿状态密切相关。路基干湿状态是由土中含水量的高低决定的,而含水量的高低取决于各种湿源的作用和延续时间。由于路面宽、路基低、排水设施不全或失效,使得雨水和生活污水向路基内渗透、地下水位升高,路基长期处于潮湿状态,加上土的水稳定性差等原因,导致路基软化。

二、软土路基判别

(一)测定方法

所谓软土,比规范[1]中的定义广泛,包括强度达不到设计要求的湿粘土。对软土路基的测定可以采用弯沉测定:

将相对完好的砼板块逐一编号。采用两台5.4m贝克曼梁及一台BZZ-100标准车,按每车道双向往返检测。选取位于横缝、断缝附近的板角等荷载最不利位置作为检测点,测点分主点(受荷板)、副点(未受荷板),主点位于板横缝前10cm,副点在横缝后10cm,分别测定主点弯沉和副点弯沉。[2]

在非不利季节检测时,弯沉值根据经验进行季节影响修正。实际取其系数=1.1~1.2。

(二)判别方法

平均弯沉值反映了原结构的承载能力,而弯沉差则反映了加铺后沥青路面反射裂缝出现的机率和严重程度。造成原结构承载力不足的原因有板底脱空、基层强度低和软土路基。采用排除法通过值来判别软土路基。当45≥≥20时,进行压浆处理;>45时,先将砼板打裂压实,使其与基层紧密结合;再次检测,仍然有>45,表明基层强度严重不足或有软土路基;挖除路面结构后,通过路基顶面弯沉的检测,或者通过路基土的干密度、天然含水量综合判定。

三、软土路基处理方法的比选和优化

(一)做一个模拟软土路基方案其具体条件和基本要求

1.公路自然区划为Ⅳ3,路基干湿类型为潮湿,但不加高路基,不增设地下排水设施,只对地面排水设施进行修复;

2.软土路基处理最小面积=4.2×5.0m,即一块砼板的面积,属于局部软土路基;

3.大部分软土路基为稠度=0.5~0.9的湿粘土,不易破碎晾干;

4.软土路基深度<2m,其中上部为路基工作区,对强度和稳定性的要求高;

5.软土路基处理不能对原路基的强度和稳定性带来不利影响,处理后应达到强度与原路基基本一致、工后沉降为零、水稳定性好的要求;

6.雨季施工,行车干扰大,工期三个月。

(二)比选

软土路基处理方法按处理深度分为浅层处理和深层处理。浅层处理的深度≤3m,因此拟处理的软土路基属于浅层处理的范围。

浅层处理施工工艺简单,投资少,是施工中经常采用的方法。浅层处理一般有换填法、晾晒法、垫层法、动力固结法、加筋法、灌浆法、排石挤淤法和爆炸排淤法。

分析后认为,晾晒法等七种方法不符合上述条件或要求。换填法通常用于软土路基分布范围较小,深度≤2m的情况,换填料可视具体情况用砂、砂砾、改良土或其他适宜材料,因此初步决定采用开挖换填法处理。

(三)优化

原路基为粘土填筑,若采用砂、砂砾等材料换填,虽然保证了自身的强度和稳定性,但此类材料具有透水性,其内部的干湿变化,会引起四周路基土的软化或二次固结,导致路面的不均匀沉降等病害。若采用风化石换填,存在着风化石粒径、强度、土石比例的问题,粒径大、强度低、石含量多,施工时不易压碎压实,除存在与透水性材料相同的问题以外,其自身的强度和稳定性也难以保证。若采用粘土换填,由于施工面小、地下管线多,填土难以压实,浸水后自身的强度和稳定性同样无法保证。

土经改良后不但强度提高,还能呈现出板体性和一定的水稳定性,弥补了上述材料的不足。为使换填部分的物理力学性质与原路基基本一致,选用了与原路基土质相近,<40%,<18,含水量适宜的低液限粘土(CL)进行改良。

改良土常用的改良剂有石灰和水泥,由于水泥改良土工序少、早期强度高,适用于春融期、多雨季节、地下水位高、工期紧迫地段。最后确定采用水泥改良土换填的处理方法。

四、软土路基施工工艺

(一)换填深度

开挖过程中可以观测到,随着深度的增加,坑壁四周路基土的密实度逐渐降低,含水量逐渐增大,上部1.0~1.2m范围内的密实度高含水量小,并且有明显的分界线。表明路基工作区深度为1.0~1.2m。

当软土路基较薄,有硬底时,清除后直接换填。当软土路基较厚,应挖到坑底土与四周路基相同土层的密实度一致时的深度,一般为1.0~1.2m;当坑底土过湿时,下挖到保证上部回填压实时不出现“弹簧”的深度,一般为0.4~0.5m,总的换填深度=1.4~1.7m。

(二)水泥掺量

换填土的强度过高或过低,都会使其内部及四周结构产生附加应力和变形,造成路面病害,因此应与原路基保持基本一致。

由于难以准确检测原路基土的无侧限抗压强度,水泥掺量无法按常规试验确定。路基的回弹模量不但是路面设计的基本参数,更是衡量路基质量的基本指标,并且设计值已知,因此水泥掺量通过回弹模量室内试验确定。由路基设计弯沉值=200,计算出路基回弹模量设计值=47MPa,再根据公式[3]反算得到室内试验回弹模量标准值=135MPa。水泥掺量不宜小于3%,实际控制在3~4%,否则难以拌和均匀。为提高下部改良土的早期强度,使上部工作区能尽早换填,上下部采用相同的水泥掺量。

(三)压实

压实功愈大、分层愈多愈容易出现弹簧。由于对工作区以下密实度的要求相对较低,故采用挖掘机铲斗击打配合双向振动平板夯(工作重量123kg)压实。待具有一定强度后再进行工作区范围内的换填,尽可能采用胶轮压路机碾压,边角用双向振动平板夯压实,压实度≥95%。

五、结语

1.与沥青路面的承载能力检测不同,水泥砼路面的检测有主、副点之分,必须配备两台贝克曼梁。用一台贝克曼梁只能检测出、,混淆与、与两者的概念会造成误判。采用双向往返法检测,贝克曼梁的支点和主测点不在同一块砼板上,消除了支点变形对测点弯沉值的影响;测完后检测车驶离受荷板,消除了后轴落点对主点弯沉值的影响。贝克曼梁法检测的是回弹弯沉,自动弯沉仪法检测的是总弯沉,落锤式弯沉仪检测的是动态总弯沉。贝克曼梁法是规范规定的标准方法,采用其它方法必须进行标定换算。同样,现场承载板法是路基回弹模量的标准检测方法,采用其它方法也必须进行标定换算。测定弯沉和模量时,都应将季节因素考虑在内。

2.与公路不同,道路由于两侧人行道和建筑物地基高于行车道,加上排水设施不完善等因素的影响,路基长期处于潮湿状态,容易产生病害。

3.与新建道路不同,改建工程是对道路功能的恢复和提高,应遵循一切服从于老路,一切有利于老路的原则,达到新旧一体,路基稳定、密实、均质,为路面提供均匀的支承。经过几十年地运营,绝大部分路基已经稳定,已适应了所处的水文地质环境,应充分利用。

4.与地基中的大面积软土路基不同,路基中的软土路基一般都属于局部浅层软土路基,处理后要求工后沉降为零,并具有较高地强度和良好地稳定性。尤其是路基工作区,对保证路面强度与稳定性、满足行车要求极为重要。

每一种软土路基处理方法均有其针对性、适用范围以及局限性,必须根据具体条件选择符合设计要求的软土路基处理方法,才能取得理想的处治效果。对能达到处理效果的方法进行使用阶段技术可靠性、施工难易程度、工程造价、工期、对周围环境影响等方面的综合评比,确定最合理的软土路基处理方案,并不在于技术的先进与否。

【参考文献】

[1]中华人民共和国行业标准.JTGD30-2004公路路基设计规范[S].北京:人民交通出版社,2004.

软土地基论文范文3

关键词:路桥施工 软土路基 处理

中图分类号: TU471 文献标识码: A 文章编号:

我国地质构造复杂多变:有处于青藏高原的常年冻土;有位于滨海平原的软土等等。针对不同的土质在道路施工上也就有着不同的要求,这是对我国土木工程的一项巨大的考验。本文针对软土路基的处理,做出如下分析:

一 软土与软土路基的概念

(一)软土的概念

软土,即淤泥和淤泥质土的总称,主要是由天然含水量高,承载力低,压缩性高的淤泥沉积物与腐殖质组成。这类土质主要分布于沿海城市,珠江三角洲等含水量较大的地区。这种土质孔隙大,压缩性强,土里往往沉积大量天然水。这类土质如不好好治理,会严重影响路基的坚固。

(二)什么是软土路基?

软土路基是指强度低,压缩量较高的软弱土层.多数含有一定的有机物质。这类地基每层之间的物理力学性质差别较大,土层层状分布也相对复杂。对于这种路基的处理,需要针对每层土壤的不同特性找出合理化的解决方案。

二 软土路基处理的一般原则

软土路基的处理通常有两种办法:一种自然沉降;另一种是采用相应的技术方式对地基进行处理。自然沉降在这两种方式中是比较经济的一种,但是其本身的实施度要困难得多。自然沉降的方法仅限用于工程量较大的、工期较长的项目。然而采用相应的技术这种处理方法可以在工程有限制时确保工程的质量与安全性,从而被更广泛的应用。

三 路桥施工中软土路基的处理

(一)填换法

填换法是针对浅层土壤而言的,首先要将土层较浅位置的土挖出去,继而用一些强度较高的、抗腐蚀性的、质地坚硬的石头、砂砾等重新分层填充。再用人工或者机械等手段去夯实、压实,将材料充分混合,从而达到道路路基坚实的要求。

(二)垫层法

垫层法有两种,一种是在地基表面铺设一定厚度的垫层使路基达到应有的强度。另一种是把表面部分软弱土层挖去,置换成强度较大的砂石素土等。垫层的最终目的是:提高路基的承载力;加速土质的固结;防止路基冻胀;使路基的刚度均匀化。垫层的材料一般有砂垫层材料,粉质粘土垫层材料等。在垫层施工中常用的为砂石垫层材料,即用各种砂石混合良好,且不能含有垃圾或者植物残体等影响稳固的物质存在,铺设的厚度一定要适中,不要影响上层的排水效果,从而确保路基的稳定性与强度。

(三)压实法

压实法是通过挤压或夯实将土壤的孔隙变小,多半是通过物理方法或者化学原理将其实现。孔隙变小了,路基的强度也就相对变高。

1 灰土挤密桩对路基的处理

灰土挤密桩对于黄土路基的处理还是比较奏效的。其原理在于生石灰吸水后膨胀,使桩间的土脱水,膨胀后的生石灰挤压路基上的土壤,从而使土壤间的密实度增大,继而增强了路基的强度,这种方法试用与路基中含水较多的土壤,如:湿陷性黄土、素填土、杂填土等。这种处理方式的好处在于:生石灰可以就地取材,材料不难找到;工程的难度不是很大,可以在时间上缩短工期。

2 强夯法

顾名思义,强夯法就是利用重锤提升到一定高度并使其自由下落,达到夯实路基的效果。这种夯实是为了提高路基的强度,降低压缩性。夯实法被广泛使用在我国沿海城市。当然,夯实法也有不适用的土质,它不适用于较厚的淤泥质与淤泥土壤。因为强夯法的加固效果取决于路基的渗透程度,所以必须要有良好的排水通道。

(四)排水固结法

排水固结法是针对天然地基,或先在地基中设置砂井等竖向排水体,然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载;或在建筑物建造前在场地上先行加载预压,使土体中的孔隙水排出,逐渐固结,地基发生沉降,同时强度逐步提高的方法。排水固结法分为堆载预压法、真空预压法、降水预压法、电渗排水法。需要针对不同的软土土质选用不同的排水固结法。

(五)化学固结法

1搅拌桩法

是指利用特质的搅拌机械,用水泥或其他材料作为固化剂,在深层进行搅拌。将软土与固化剂进行强制的搅拌,通过一系列的物理化学性质的变化,形成坚实的桩体并与原来的地基融为一体。从而起到复合地基的作用。

2灌浆法

灌浆法是将某些固化的浆液注入土壤路基的孔隙中。这些浆液通常是利用液压、气压等因素被注入的。从而改善路基的物理性质,增强路基的抗压性等。

(六)土工合成材料加固法

土工合成材料是土木工程应用的合成材料的总称。这种材料是人工合成的,放置在路基上能使各种材料良好的融合在一起,不论是从表层还是深层,都起着加固的作用。具备防渗,排水,加固,过滤等多种特性,是一种新型的岩土工程材料。

四 对软土路基处理的一些意见与建议

综上所述,我国对软土路基的处理与研究已经达到一定的水平并初具规模。但是从现状来看,仍有一些不足的地方需要关注,根据软土路基的现状,提出以下几点意见与建议。

深入研究路桥软土的基本特点

根据我国不同地区的不同地质,分析出该段路基软土的具体特性:并以此作为模板,找到加强路基稳固的最适宜的方式方法;并从工程角度出发,分析着重研究影响工程进度的因素,从而更好的应付突发事件。

深入开展软土路基沉降计算方法的研究

路基沉降的计算方法是处理路基沉降的核心内容之一,开展软土路基沉降计算方法的研究就刻不容缓。

加强路桥软土路基处理的系统化研究

近年来,针对软土路基处理的系统化的研究的论文并不少见,我们所要做的就是对这些论文进行具体的、系统化的分析与研究,这对软土路基的处理不论是理论上还是实际施工上都有很好的帮助。

提高路桥软土路基处理的智能化研究

在工程领域,很难找到一个最好的答案,那么,换一种思路,“退而求其次”不失为一种明智的选择。人工智能方法是解决软土路基处理智能化的最好的办法之一,也是最有效的方式之一。

我国路桥软土路基处理的研究还会继续不断深化,这就需要我们土木人将全部的热忱投入其中,尽力弥补路基处理的不足,争取完善路桥软土路基的处理。

总结:

在路桥施工中,不注重软土路基的处理是很危险的。作为技术人员,一定要充分的掌握其特性与相应的应对措施,还要加强技术理论的学习,从理论与实际两方面共同保障软土路基的安全问题。从而让我国公路建设更有保障性与安全性。

参考文献:

[1]孙连军,冯勇.地基处理方法综述[J].山西建筑.2007 (4).

[2]袁得富,史建党.公路工程软土地基处理[J].河南科技.2006 (10).

[3]李阳.高等级公路软土地基处理技术[J].四川建材.2007 (1).

[4]赵金健.郭建军.软土地基处理技术[J].中国高新技术企业.2008 (6).

软土地基论文范文4

关键词:软基;沉降;数值模拟

中图分类号:U412.36+6 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)38-0165-02

软土主要是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土[1]。目前软土地基的常见的处治方法有:桩基法、换填法、灌浆法、排水固结法、排水砂垫层法和加筋法等,针对具体的软基地段,一般会采取两种或多种结合的处治方法。在建的南宁外环高速公路途径多处沼泽地、鱼塘和小河流所在的软土区域,由于地质情况较为复杂,给公路建设的施工带来很大的麻烦。针对该段软基深度不均匀,且处于填挖结合部,为了更好地减少不均匀沉降,采用砂垫层+加筋法进行处治。本文以在建的南宁外环高速公路上K20+400段软土地基的处治为例,为加筋+砂垫层法处治软基提供理论上的依据。

一、软土地基概况

本文所研究的软基路段位于南宁外环高速土建№2合同段K20+400处,经现场踏勘可知此处之前为一处鱼塘,处治前有少量积水,为沼泽地带;下覆基岩主要为第三系泥岩,覆盖层为第四系冲积层[2];表层冲积粉质粘土呈软塑状,黄色,土质不均匀,混有细砂,层厚2.5m~7.5m不等,平均厚度约为6m。

二、加筋法处治过程

软土地基的常见的处治方法有:换填法、水泥搅拌桩法、碎石桩法和加筋法[3-6],针对本段软土地基的实际情况,采取加筋法予以处治。图1即为采用加筋+砂垫层法处治软基的横断面设计图。

1.铺设土工布。先将软基段表层0.6m的软土清理掉,下面预先铺设一层土工布,防止软基中的水渗透到上层路基里面,起到隔水作用,土工布左右两端各预留2m的反包段,反包到上层填筑的砂砾层上,起到一定的固定作用。土工布采用交通部行标SNG-400型无纺土工布,断裂强度≥12.5KN/m,CBR顶破强度≥2.1KN,垂直渗透系数≥0.3cm/s,撕破强度≥0.33KN,幅宽≥6.0m,土工布幅间采用缝合连接,叠合长度不应小于30cm。

2.设置砂砾垫层。砂砾垫层为排水通道,宜采用级配良的砂砾,其泥含量小于3%,渗透系数为6×10-2~6×10-3cm/s,砂砾垫层地面要求略向路基边缘倾斜,并以震动压路机碾压压实。

3.铺设土工格室。为了防止软基不均匀沉降和方便上层路堤土的填筑,在碾压好的砂砾垫层上面铺设一层土工格室。采用交通部行标GC50型增强土工格室,格室高度5cm,格室片单位宽度的断裂拉力≥300N/cm,断裂延伸率≤3%,连接处连接件的抗剪切力≥1500N,网格尺寸25cm×25cm,格室片厚度≥1.5mm。土工格室铺设必须垂直于路堤方向展开,每1m用U型锚钉进行锚固,接缝应尽可能靠近路基中部,不可设在路堤边坡范围内。铺土前必须检查土工格室有无破损,如有破洞、撕裂等现象应立即处理。

4.土工格栅的铺设。在土工格室上进行路堤的填筑,填筑厚度0.5m后,在上面铺设一层土工格栅,铺设时应将格栅拉紧,不允许有皱褶,需严格按照有关规范操作。土工格栅左右两侧应各自预留1.5m的反包段,待填筑上层0.5m的土层后,反包在上层的填土上,在一定程度上可以改善边坡外侧土体的特性,延缓和阻止浅层滑坍的发生。根据本段填土高度的情况,铺设两层土工格栅加以防护。

三、加筋+砂垫层法的数值模拟

1.模型的建立。采用FLAC3D有限差分程序建立数值计算模型,由于对称性,选取路基的一半作为研究对象。取一半路基宽度(X)为40m,路线走向方向(Y)取1m,深度方向(Z)取6m。在用差分软件对软基进行加筋+砂垫层法模拟时,是通过改变局部土层的土性参数来达到拟合的目的。土工格栅加筋采取加强加筋土体的岩性参数来实现;土工布及格栅的反包过程采取加强边坡浅层(2m)土体实现;砂垫层的模拟则采取改变软土体1m的土体强度。根据现场走访及勘察资料:取路基下伏的软土地基5m,路堤填高6m,路基宽度取30m,格栅加筋土体两层取2m,砂垫层厚度取1m,边坡坡度选取1:1.5。通过相关地质勘察资料,结合实际情况,给出软基加筋处治层的各层岩性特征参数如表1。

2.未加筋与加筋的沉降位移对比。运用差分软件模拟软基路段加筋处治时,可以设置监测点来监测各处的沉降位移变化,在已填筑完成的路基顶部自左向右每隔2m布置一个监测点,共9处;同时监测坡脚处及地基顶部中心点处的位移变化。下图1、2即分别为软基在处治前后路基顶部的沉降位移云图。

从上面两幅沉降云图的可以直观地得出:软基在处治后沉降云图上的颜色变淡且分布更为均匀,即表示在处治后路基顶部的沉降位移减小且不均匀沉降也随之较少,沉降影响深度也有显著的减小;同时坡脚外土体隆起量在处治后也有了明显的减小。通过路基顶部各水平监测点,得到了地基在未处治和处治后路基顶部的具体沉降位移情况,如下表2、表3所示。

通过表2、3路基顶处治前后的沉降位移,可得知软基未经处治时最大沉降达到565mm,且距离边坡越近的土体沉降越大;处治后路基顶部最大沉降位移为70mm,较之未处治时沉降有了大幅度的减小。在进行数值模拟时同时也监测了地基顶中心处和坡脚中心处的沉降位移变化情况,在未处治时地基顶处的沉降位移为21.5mm,坡脚处隆起位移为410mm;经过处治后地基顶部沉降位移为15mm,坡脚处隆起位移为8.6mm。将地基加筋处治前后路基地表的沉降位移绘成图5所示,可以很明显地看出:地基在处治前路基顶部沉降位移很大,且沉降很不均匀;处治后沉降位移变化明显减少,而且沉降比较均匀。

四、结论与建议

本文以实体工程为依托,采用有限差分数值模拟的方法,建立起软基加筋+砂垫层法的数值模型;再通过布设在路基顶的监测点,定量化的形式计算出软基在未经处治和处治后的沉降位移情况,得出的结论及建议如下。

1.软基在未采取处治时路基顶部的沉降很大,最大值达到565mm,地基顶处的沉降位移为21.5mm,坡脚处隆起位移为410mm;采取加筋+砂垫层法处治后路基顶部的最大位移为70mm,地基顶部沉降位移为15mm,坡脚处隆起位移为8.6mm。处治后路基顶部沉降位移显著减小,且变得更为均匀,即表现为不均匀沉降得到很大的缓解。

2.通过软基未处治和处治后的坡脚外隆起量的对比,得知在采取加筋+砂垫层法处治后,隆起量减小且更为均匀,由此可见在处治后边坡的稳定性达到加强。

3.有限差分数值分析法能定量计算出公路软基路段路基地表的沉降变形,为预测和控制地表沉降规律提供了可靠的科学依据

参考文献:

[1]河海大学.交通土建软土地基工程手册[M].北京:人民交通出版社,2001.

[2]南宁外环公路工程地质勘察报告第五册[R].广西区交通规划勘察设计研究院,2010.

[3]刘欢.云南低等级公路软土路基处治技术研究[D].重庆:重庆交通大学,2011.

[4]王良发.浅谈加筋法软土地基处理施工技术[J].科技信息,2012,32(10):1051-1056.

软土地基论文范文5

【关键词】水利工程;软土地基;质量;处理技术

软土地基具有空隙比大、含水量高、压缩性高以及抗剪强度低和透水性差等主要特点。在水利工程建筑物荷载以及水压的作用下,软土地基容易出现不均匀变形问题,在经过长时间的使用才会逐步趋向于稳定。受软土地基沉降问题的影响,水利工程软土地基的上部结构也会随着地基的沉降而发生不均匀的沉降。建筑结构一旦发生沉降,问题严重的将影响建筑结构的稳固性以及正常的使用性能,当遇到洪水冲击时,水利工程因建筑结构的沉降问题容易出现泥土流失、管涌,甚至出现倒塌事故,严重威胁到工程沿岸居民以及下游居民的安全。软土地基的性质主要有施工地的地质情况而决定,具有很强的随机性。在软土地基设计以及施工过程中,稍有不注意便会出现质量问题,影响水利工程的正常使用新能。

1 软土地基所具有的特点

1.1 软土地基具有较高的孔隙比

通过实验调查可以发现,在相同的环境下,软土与重塑土的孔隙进行比较,前者的孔隙要较后者大很多,软土所具有的高孔隙直接决定着软土地基的高孔隙。这一特性在软土地基缓慢沉积的过程中将对软土沉积密实性造成不利影响,不利于软土地基的进一步稳固。

1.2 软土地基的压缩性高

高压缩性是软土所具有的明显特征,在外力的作用下,软土固有的平缓的压缩曲线会发生陡降,当大力进一步增大,足以超过软土的可承受压力后,此时软土的压缩曲线的斜率则会从突变开始向渐变方式进行转化。

1.3 软土地基具有低透水性

弱透水性是软土所具有的明显特点,软土地基同时也继承了软土的这一特性,决定了软土地基的低透水性。通常状况下,软土地基竖向渗透系数仅为106~108mm/s左右,渗透速度非常缓慢,不利于地基在短期内进行排水固结,影响水利工程软土地基的沉降效果。

1.4 软土地基具有高灵敏度

软土地基的这一特性主要通过软土地基的触变性加以体现出来,但软土地基在外力作用下发生振动时,处于振动状态下的原状软土结构则会遭到破坏,影响软土结构的强度与稳固性,导致软土地基出现与均匀沉降,基底出现侧向滑落。

2 水利工程施工中软基地基的处理技术

依据处理目的的不同,可以将软土地基的处理方法简单的划分为两类,一类是沉降处理,另一类则是稳定处理。所谓沉降处理主要通过提高软土地基固结沉降的效率,来实现降低软土地基总沉降量,提高软土地基稳固性。所谓稳定处理方法主要是通过对软土地基的剪切变形实施有效控制,来实现尽量避免软土地基强度下降,有效增强软土地基强度,达到提高软土地基抗滑阻力的目的。下文针对水利工程施工中较为常见的软土地基处理技术进行简单的介绍:

2.1 桩基法处理技术

当软基淤土层比较厚而难以进行大面积深处理时,多采用桩基法处理技术。近年来,钢筋混凝土预制桩被普遍应用,其原理是通过人工或机械成孔,在弱软基中注入钢筋混凝土,利用混凝土的放热及离子交换作用,使周围土质的物理性质改变,形成混凝土桩复合地基,以达到加大地基承载力,减少沉降的目的。此外,钢筋混凝土预制桩处理技术还能抗水闸水压力,产生水平荷载达到水平稳定作用。

2.2 换土垫层法处理技术

当软基淤土层厚度比较薄时,采用换土垫层法,通过对淤土层进行砂土、灰土粗砂或水泥土等换填,进行地基处理,主要是回填压密性较好的土层并压实,使土层具有良好的持力,达到改变地基承载力、提高地基抗变形性、保持稳定性能的目的。原理是:挖出地基底面以下较浅范围内的软弱土,分层填充质地硬、强度高、性能稳定、压缩性较小、抗侵蚀性的材料,同时利用人工或机械分层进行压实,以达到建筑要求的密实程度,形成达标准的地基。

2.3 高压旋喷注浆法处理技术

高压旋喷注浆法是运用气压、

液压或者电化学原理,通过把可以固化的浆液注入地基介质中,或者注入到建筑物与地基之间的缝隙部位的一种处理技术。原理是:通过在闸基中进行高压旋喷灌浆,形成水泥土摩擦桩,使闸基水利工程施工中软基处理技术的承载力大大提高,以达到控制基地沉降为目的。在高压旋喷浆液的同时,可以通过旋转、定喷、摆喷或旋喷的方式使地基形成复合地基,来进一步提高地基承载力,减少地基发生沉降。

2.4 加筋土法处理技术

加筋土法是通过把较强抗拉能力的土工合成材料、金属板条等埋置入软基土层中,利用土颗粒位移与拉筋产生摩擦力作用,让土与加筋材料结合成整体,增强整体的稳定性,减少整体变形的频率,大大增强地基的承载力,从而减少沉降。原理是:通过在砂垫层中埋置土工织物材料,利用土工织物具受拉作用的特点,使基底应力分布得以调整,因此,减少了地基侧向位移和沉降,大大提高了地基稳定性。

2.5 加载预压法处理技术

加载预压法的原理是:在建筑物建造施工前,通过预压荷载作用,对天然地基进行压密、固结,地基产生变形,利用此方法提高地基土的强度,卸去预压荷载后再进行建筑物施工,此方法在完工后地基沉降小,地基承载力也大大提高。当天然地基土处于弱渗透性时,通过缩短地基排水固结的排水间距,来提高土体固结速度,往往会在地基中铺设竖向排水通道,其常用形式包括有:普通砂井、袋装砂井、塑料排水板等。

2.6 深层搅拌法处理技术

深层搅拌法处理技术适用于淤泥或是淤泥质粉细砂地区的地基,对于粉细砂地区地基,此方法也可用于水工的地基加固以及防渗透处理。原理是:采用深层搅拌机,通过把水泥与地基土原位进行搅拌,搅拌成圆柱状或格栅状或连续墙水泥土增强体,使之形成复合地基,来增加地基的承载力,进而减小地基沉降。深层搅拌法适用于淤泥质土、黏性土、粉土等软土地基。

3 总结

改革开放以来,我国水利工程施工技术不断进步,水利工程软土地基处理技术也随着水利工程施工技术的不断发展和完善而取得了巨大的进步。各种新型建筑施工材料的应用极大地提高了软土地基的使用性能,为全面提高我国水利工程建设质量做出了突出的贡献,极大的降低了水利工程施工中存在的安全隐患。同时也提高了水利工程的使用年限,为我国经济的可持续发展奠定了坚实的基础。在今后的发展道路上,我国水利工程建设者更应积极的致力于软土地基处理技术的研究与发明,确保水利工程软土地基的建设质量。

参考文献:

[1]陈帮伟,郑烨.爆炸置换法在南扫箕围垦工程中的应用[J].浙江水利科技, 2010,(05).

软土地基论文范文6

关键词:高速公路;软土路基;稳定性研究

中图分类号:U213.1 文献标识码:A

1 高速公路软土路基的稳定性的特点

高速公路的自身的修建的特点及项目实施地点的软土的自身性质影响着软土路基路堤的稳定性,软土具有天然含水量高、强度低、透水性弱、孔隙比大、压缩性好、结构性强但容易受到干扰等自身特点,因此当在软土上进行施工时,便十分容易产生路基路堤不稳定的现场。由于高速公路的等级一般都较高,并且技术要求很高,造价也很昂贵,因此高速公路对路基的稳定性的要求是十分严格的。由于高速公路的整条线路很长,并且整条线路的地形及地质条件又是十分复杂的,在进行高速公路工程施工时,施工车辆及施工机械通行较频繁且施工顺序变化大,因此像其他民用建筑那样对软土路基进行精心的施工以及详细的勘探是不切实际的,这些也都导致了软土地基的特点以及被扰动和受压的状态是不易被掌握的,也导致软土路基的稳定性是比较困难的。

2 修建高速公路软土路基存在的问题

软粘土是一种近代沉积物,它是在第四纪后期由三角洲相、湖沼相、泻湖相等所形成的河流沉积物或是粘性土沉积物,在这些沉积物中,最软弱的应该是淤泥质土以及淤泥。由于这些软粘土具有压缩性大,抗剪性差、含水量高这些特点,因此当其在受到外力荷载的情况下,承载强度不够便会导致地基失稳沉降甚至倒塌。

在软土上修建高速公路存在的两个最困难的问题就是沉降以及失稳。而其中稳定性又是最重要的问题,它与整个工程的质量及施工进度等都是息息相关的。由于新世纪工程项目中,在软土地区进行高速公路建设的项目也是越来越多,并且按要求必须在软土路基上填筑路堤。为了在施工后满足软土沉降的严格要求,就必要缩短填筑路堤的时间从而增加预压的时间,这就会导致施工的工期被大大压缩,在工期如此紧张的情况下进行施工,这对软土路基的稳定性提出了很高的要求。从目前我国已经修建的高速公路软土路基项目得到的经验显示,我们的施工及设计人员对软土的认识仍然存在不足并且施工工艺及加固方法都存在错误,对高速公路软土路基的稳定性的计算方法上也需要进一步的研究及探讨。

3 高速公路软土路基的稳定性研究现状

3.1 软粘土强度增长规律的分析

软粘土土体的固结效应会对高速公路工程的施工产生重要的影响。但对软土路基进行深层加固时,软土的结构因加固操作势必会受到扰动并且产生孔隙水所带来的压力,软粘土的抗剪强度也势必会下降,因此当软粘土地基受到荷载时,便很可能产生失稳。当随着深层加固施工进行的同时,软粘土的强度也会逐渐提高。这主要是由于加固施工所以其的孔隙水压力很逐渐消失,这样原本已消失的有效应力会逐渐的恢复,强度便又得到了提高。若想保证软土地基的稳定性,就要保证地基承载力的增加与固结的变化相互适应,因为软粘土的强度是随着固结的变化而变化的,而地基承载力的增长也是以土的强度增长而增长的。

我国在上个世纪60年代初期就已经对软粘土的强度规律进行了研究,当时的研究人员提出了有效固结应力法及有效应力法两种研究方法。有效固结应力法忽略了软粘土因剪缩所引起的强度变化,而主要考虑软粘土因软粘土因压缩所引起的强度变化。所以在相应的软粘土强度变化的公式中忽略了因剪切所引起的孔压,只记入了因压缩所引起的孔压。而有效应力法则是结合三轴固结排水实验,并通过引入应力圆的理论从而确定软粘土的强度增长规律。以上两种研究方法的具体公式在《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》均有详细的说明。

3.2 软土路基的稳定性控制工作

路基施工时的加荷载速率对稳定性也有着重要影响。加荷载时,剪应力在增大,软粘土的强度也在提高。所以要做好稳定性控制,这样才能保证地基的稳定性。稳定性控制主要包括:合理确定加载计划以及稳定性观测工作。合理确定加载计划可以有效的保证软粘土的强度变化与加载计划相适应。但是由于计划阶段的计算参数不够精确,这就会导致与工程的实际状况存在差异,因此在确定加载计划的同时,做好观测工作,通过观测数据指导施工工作并确保其稳定性。稳定性观测也是稳定性控制的最主要工作。稳定性的观测工作主要包括:侧向位移观测,孔隙水压力观测以及软粘土沉降观测等工作。由于孔隙水压力可以直接的了解地基中软粘土的团结状况,因此它也是工程施工期间对地基稳定性评价的最有效方法。做好孔隙水压力观测也是稳定性观测工作的重点。

3.3 高速公路软土路基的计算理论研究

软粘土的强度较低是导致软土路基路堤或堤坝失稳甚至倒塌的最重要原因。在较为均匀的软土路基中,路基失稳多是由于路堤或堤坝沿圆弧形画面移动所引起的,这也是经过多次试验证明过的。所以为验算软土路基的稳定性,研究人员多采用极限平衡法对其进行验算。圆弧法是极限平衡法的代表方法,其首先由一名瑞典科学家提出,它首先应假定平面应变并且将滑面视为圆筒面。这样在进行力的分析时,就可以将圆筒面分为许多同样的竖条并且竖条之间的力大小一样且方向平行于滑面。这样整个滑面滑动力矩与稳定力矩之比就可以作为验算其稳定性的依据。后期,许多专家学者又对这种圆弧法进行了改良及完善,目前的验证方法已经是很成熟的了。

4 高速公路软土路基稳定性的处理措施

高速公路软土路基稳定性的处理措施主要有以下几种方法:

①增加路基土的固结排水速率。通过抽真空、设砂井等方法使软土路基排水固结沉降增大,这样可以提高软土土体的强度同时提高稳定性。

②延长施工预压期。施工的加载提高时,软土地基的强度也会随之提高,通过缩短填土时间可以增加施工的预压期,这样软粘土路基施工时的沉降问题便会在施工期间显现,这样也更容易得到解决,从而提高路基的稳定性。

③减小软土路基的总沉降。提高路基的承载力并减少路基的总沉降,可以通过采用桩体复合地基等方法实现。

通过以上论述,对高速公路软土路基的稳定性进行了深入的研究,并分别对高速公路软土路基的特点,存在在问题,研究现状以及处理措施等问题进行了详细的探讨。我国高速公路事业正在蓬勃发展,而软土路基的稳定性对路基的质量甚至是整个高速公路工程的质量都有着重要的影响,因此对软土路基的稳定研究是一项艰巨而持久的工作,只有做好软土路基的稳定性研究,才可以确保整个公路工程的质量。

参考文献

[1]冯远兴.试论软土路基的施工要点[J].科技资讯,2007.

[2]原彩霞.软土路基形成原因及处理方法[J].科技情报开发与经济,2003.

软土地基论文范文7

【关键词】软土土地 地基桥头跳车 影响 控制

中图分类号:TU471.8文献标识码: A 文章编号:

一.引言

交通是经济发展的先行官,国家也越来越重视道路的建设。伴随着我国公路建设的飞速发展,也有越来越多的公路投入使用。但是调查显示桥头跳车的现象已经十分的普遍,高速公路尤为突出。特别是软土地基处显得格外严重,已经严重的影响到道路的行车舒适度,也存在安全隐患。这不仅仅增加了交通管理部门的道路维护成本,由于其频繁的修理施工,还严重影响到了道路的正常运营。在我国南方,软土地基路很多,所以桥头跳车更为严重。车辆行驶到桥头时会有明显的颠簸,由于其冲击力大所以对桥的损坏十分严重,不仅如此对车辆本身的损坏也十分明显,这就不仅仅直接缩减了公路的使用年限而且损害了公共效益。

二.桥头跳车的危害性

桥头行车受到很多因素的影响,其行车机理比较复杂。桥头搭板的长度不同对道路及车辆的影响度会不同,还有车辆的类型,重量不同也会有不同的影响,当然车速也是一个很重要的因素。如果发生桥头跳车现象,车辆在通过桥头时会发生跳动以及冲击.由于其冲击力又可以形成对桥梁及道路的附加衙载,对路面以及桥头搭板都有很大的损坏作用,与此同时对车辆的损坏也是很大的,严重影响大车辆的使用寿命。除此之外,桥头跳车导致车辆突然发生颠簸,会影响驾驶员的正常驾驶,也会导致乘客身体及心理的不适,严重的甚至有可能造成交通事故。由此可见桥头跳车的危害是十分大的,必须引起有关部门的高度重视,驾驶员也必须重视这一问题,在行驶至桥头时要适当减速。

三.桥头跳车的原因分析

桥头跳车不仅仅是一种安全隐患,而且还无形之中增加了有关交通管理部门的维修费用。桥头跳车不仅仅降低了行车的速度,而且还对桥梁的路面造成了巨大的冲击荷载力,严重的可以造成桥面搭板的脱落。其形成原因是多方面的,影响因素也是多方面的,包括自然环境的因素,也包括人为的原因。比如路基下沉,路堤变形、桥台的形式、搭板的长度等等都会对其有很大的影响。我们在此主要介绍以下几种较为重要的影响因素。

1. 桥头跳车的一个重要原因是由于其土质不良而产生的路基下沉。通常来说低洼地带的地下水位都比较高,而桥基往往位于这些低洼沟壑地带,其土质酥软,桥基填料物质量不高,当这些填料物在受到较大压力是极易被压缩变形,导致路基的下沉。再加之桥头路基填筑的高度一般都较高,会承受较大的压力,在车辆及桥身的长久负荷下,极容易引起桥头地基的下沉。就从施工的角度而言,由于桥头一般处于河道或沟壑带,其施工空间的限制比较大,大型机械无法使用,所以在这种条件下桥头路基的压制工作质量会大打折扣,一般而言很难使桥头地基的坚实度达到标准的要求,正是因为如此在桥梁通车以后,经过长时间的辗压,以及维护期的加长,很容易出现桥头路基下沉,这样就形成了桥头跳车。

2.我们知道任何物体都具有其固有的压缩徐变性质,理所当然路基填筑物也具有这种性质。就是因为这个原因,即使桥头路基已经得到了很充分辗压,其坚实度也达到了应有的标准。但是在桥梁通车以后,随着时间的不断推移,桥梁长时间的承受巨大的压力,这种压力最终也是通过桥梁传递到了桥头路基,这时物体的固有压缩徐变性质就会显现出来,路基因为受到长时间的压缩变形下沉,最后形成桥头跳车。这也是形成桥头跳车的不可忽视的重要原因。

3.在施工时桥涵和路堤的结合部位会不可避免的存在一定的缝隙,正是因为如此雨水会源源不断的沿这这个缝隙向下渗透,下渗的雨水会对桥头路基产生巨大的破坏作用,其主要的破坏作用表现在对路基填充物产生侵蚀和软化作用,特别是那些辗压不够的部位侵蚀作用更明显,长时间的侵蚀最后导致填方体的变形。再加之外部强大的车辆荷载冲击力,就会极容易造成桥头路基的下沉,形成桥头跳车现象。

4.施工时其施工程序不对,施工质量不达标,是形成桥头跳车的最直接的原因,比如桥梁的台背填筑速度过快,缺乏相应的辗压,其台背下沉的速度也会比较快。再如桥头台前护坡墙砌筑不合格或是时间不及时,那么就极容易以引起整个土体滑移的问题出现,这样的滑移就会直接危害桥梁的基础。一般而言再给台背进行填土时,由于在这个阶段一般施工时间都会比较紧,再加之施工空间受到严重的限制,自然其施工质量很容易出现问题,这种问题出现后极易引起桥身变形,形成桥头跳车。

5.软土路基十分常见,再加之桥头路基一般位于河道沟壑低洼带,地下水位高,桥基承受能力有限,极容易出现软土下沉,最终形成桥头跳车。

四.防止桥头跳车的有效措施

1.软土地基处理方法

我们在施工的过程中经常会碰到软土地基,软土地基由于其固有的软弱性,使得其地基不够坚固,如果处理不恰当那么地基的局部承载力不足,导致地基的沉降,引起桥头跳车现象。再者软土地基土壤含水量过高,正是由于局部地段含水量过大,极易造成地基软弹,甚至出现翻浆等现象。所以为了防止桥头地基下沉拉裂而造成桥头跳车现象的出现,就需要采用有效的措施对软地基进行适当的处理,使其变得足够坚固,通过提高软地基的固结度和稳定性,来减少桥头跳车。在此我们需要根据施工地软土的具体性质及施工期限的要求采用不同的软土地基处理方法,其主要方法有以下几点:

(1)真空预压结合塑料排水板处理软土地基,这种方法主要适用于淤泥土质,因为淤泥土质强度极低,淤泥的可压缩性高,极易导致自己下沉,在这种地段采用真空预压结合塑料排水板处理方法,使排水板低端穿过淤泥层,梅花形的布置,这样施工后再通过沉降观测,采取相应的措施可以取得良好效果。

(2)堆载预压处理软土地基,这种方法主要适宜我国东南沿海分布比较广泛的海相,湖相等深厚软粘土层,这种土层压缩性大,强度低,空隙大,渗透性大,采取这种方法可增加土层密实度,减低压缩性,这种方法是工程上应用比较广泛的,效果明显。

(3)水泥搅拌桩处理软土地基,适用于处理粉土,黄土以及固结的淤泥这类土质,这种方法主要是在冬季施工,低温对处理效果具较大的影响。

(4)预应力管桩处理软土地基,采用这种方法,通过在桩顶浇灌妆帽等方法形成桩网结构,使上部压力比较均匀的传到持力部位,可以有效的提高地基的承载力,控制沉降。

2.减轻桥坡堆土质量,控制桥坡沉降。桥的质量过大也是桥基沉降的一个重要原因,为此我们要尽可能的减轻桥坡的堆土质量,以减轻桥的整体质量,减少桥自身对桥基的压力,其最主要的方法是使用轻质土来堆填桥坡,可以有效减轻桥的质量。

3.控制回填土施工质量,减轻桥坡沉降,回填土的施工质量对桥有直接的影响,其桥基回填土的施工质量直接关系到桥基的沉降问题,我们在施工时必须注意的是要合理的选择回填土的材料以及配料,选择合适的压实机械,并且按照科学的施工方法施工,来提高压实度,保证施工的高质量。

五.结束语

软土路段施工难度较大,再加之软土自身的特性以经决定了其不稳定性的存在,所以在这种路段出现桥头跳车的现象较多。我们要解决跳车这一问题,不仅仅要认真分析对待施工地的自然环境,在理论上做好准备工作,认真对待,从设计着手,考虑周全之后定出完整的设计方案。与此同时施工的监理单位以及施工单位要不断的加强提高高质量的意识,严格照图要求来施工,监理要严格履行监理工作的程序,努力控制好每道工序,保证每一道工序的质量能够过关,只有这样才能从根本上解决桥头跳车的问题,其各方责任重大且意义深远。

参考文献:

[1]刘松玉 邓永锋 软土地基过渡段差异沉降控制标准 [期刊论文] 《东南大学学报(自然科学版)》 ISTIC EI PKU -2008年5期

[2]薄壁筒桩与粉喷桩加固桥头软土地基比较分析 [学位论文]李学斌, 2009 - 山东大学:建筑与土木工程

[3]代美香Dai Meixiang 控制台背回填质量防治桥头跳车的探讨[期刊论文] 《科学之友》 -2009年11期

[4]张宁 季冻区高等级公路桥头路堤沉降处置的效果分析 [学位论文], 2002 - 东北林业大学:道路与铁道工程

[5]曹晓旭 防止软土地基桥头跳车处理措施的质量控制 [期刊论文] 《辽宁交通科技》 -2001年1期

[6]孙琦 小议市政道路桥头跳车的综合治理[期刊论文] 《世界家苑》 -2012年1期

软土地基论文范文8

关键词:软基处理,公路,塑料排水板

 

随着经济建设的发展,公路建设也迅猛开展起来,但在建设过程中各种恶劣的地质条件无法避免,在软土地基上修筑公路,特别是修筑高路堤时,若对软基不加以处治或处理不当,往往会导致路基失稳或过量沉降,造成公路破坏或不能正常使用。为了提高软土地基的强度,降低路基建成后的沉降值,必须对软基施行加固。传统的方法一般采用强夯法、挤密法、抄井排水固结法等。近年来,采用塑料排水板固结软基成为一种新兴的方法,因其具有排水速度快、耐久性强、施工方便、成本低廉等特点,已成为目前处理软土地基,特别是深厚层软土和缺抄软土地基施工的首选方法。本文结合工程实践,介绍了塑料排水板的基本特性及其施工要素。

1. 塑料排水板概述

1.1塑料排水板作用原理

塑料排水板是一种能够加速软土地基排水固结的垂直排水材料。当它在机械力作用下被插入软土地基中后,能以较低的进水阻力聚集从周围土体中排出的孔隙水,并梧垂直排水通道排出,使土体固结,从而提高地基的承载力。

1.2塑料排水板组成结构

塑料排水板有复合型和单一型两类。。目前,在我国公路施工中多数使用的是复合型结构。其结构由用于滤水的外膜及形成骨架和排水通道的蕊板组成。蕊板是用高压聚乙烯工程塑料制成,板面两侧沿纵向嵌有若干条不同断面形式的排水沟槽构成排水通道。蕊板表面光滑,尺寸均一,并能耐酸碱、抗腐蚀。滤水外膜为绦纶无纺土工布,套在蕊板外层,用来过滤土体中排出的 L隙水,防止蕊板排水通道被粘土堵塞,保证排水通畅。

1.3塑料排水板技术性能

塑料排水板的技术性能表现在:

① 良好的力学性能。塑料排水板的力学性能包括抗拉强度、延伸率和弯曲性能。在施工中,由于套督下插速度的不均匀,缠绕塑料排水板的卷盘、滑轮的摩阻力、惯性力及塑料排水板受风力作用,都不同程度地使塑料排水板在打设时受到拉应力。。因此,它应具有较高的抗拉强度以抵抗上述综合拉力作用。当塑料排水板被插入土体内,由于地面荷载作用,土体将产生侧向位移,使其受到拉应力,其大小除了与土层侧向位移量、速率大小有关外,还与塑料排水板的弹性模量以及在地基中锚固程度有关。所以,塑料排水板要有足够的伸长率以适应地基变形的需要。。此外,塑料排水板还应具有一定的抗弯曲性能,以防受弯折时不被折断,受土体压缩变形时能随土体变形而变形。

② 足够的纵向通水能力。塑料排水板需要有足够的纵向通水能力,通水能力不足将延缓土体固结过程。影响塑料排水板纵向通水能力的大小除与蕊板强度与滤膜渗透系数有关外,还与作用于其上的水力坡降、打设深度、预压荷载、土体的垂直与水平化变位置及土质等使用条件有关。为保证排水板在最不利情况下仍具有一定的通水能力,按照《塑料排水板质量检验标准》规定,在垂直加荷下,塑料排水板随土体压缩而弯曲,当土体压缩量达25%后,逐级增加侧压力至350 kPa时,排水板纵向通水量应大于l5cm3/s(打设深度<15m),或大于25cm3/s(打设深度<25 m),或大干40cm3/s(打设深度<35m)。

③ 较强的滤膜渗透性和隔土性。滤膜渗透性是指滤膜在长期工作中能以较低的进水阻力聚集周围土体中排出的孔隙水的性能,大小以渗透系数K (cm/s)表示。滤膜渗透系数必须大于被加固土的渗透系数(即一般要大于被加固土的渗透系数100倍),以保证塑料排水板在土中长期工作受淤堵后,其透水能力仍大于被加固土的透水性。但是,渗透系数过大,土颗粒容易穿过毽膜而淤堵排水板纵向排水通道所以,选择渗透系数应适宜 滤膜隔土性是指滤膜具有阻挡大于某粒径的土粒穿过的能力,选择时要求滤膜的等效孔径小于规定值。

2. 塑料排水板型号标准(见表1)

表1 常用塑料排水板型号及性能指标

软土地基论文范文9

关键词:市政道路 强夯法 软基处理 技术分析

中图分类号:TU99 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2013)04-(页码)-页数

1.前言

近年来强夯加固软土地基理论和实践发展很快,积累了不少经验,在很多工程中取得了良好的效果,其中有强夯结合袋装砂井综合处理法、强夯置换法处理软土地基等新措施,

2.工程概况

2.1 地质概况

该区地貌属于冲积平原,局部分布少量残丘。地下水为孔隙潜水,与河水互为补给,水位1.0~3.0 m,地层自上而下为:①人工填土,色杂、松散一稍密,厚度1.0~2.Om;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3~15 m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0~8 m;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 ~6 m。

2.2 软土层物理力学指标

天然含水量wo=73.2% ,液性指数lL =1.66,塑性指数lp=24.8,孔隙比eo=2、0.3,压缩系数a=2.247 Mpa-1,竖直向固结系数Cv =0.792×10-3 cm2/s,水平向固结系数Ch=5.019×10-3 cm2/s,内摩擦角ψ=6.4ο,凝聚力c=6.2kPa,容许承载力[QO] =40 kPa。

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。

3.设计

3.1 方案论证

常用的软土路基处理方法有清淤换填、袋装砂井(插塑板)、强夯法、真空预压、碎石桩、搅拌桩、CFG桩等多种。

袋装砂井(插塑板)加预压排水固结方法需预压,一般固结的时间较长(180~360 d),工后沉降较大;同时本工程所处的位置距珠江非常近,受潮汐影响水位变化大,由于微薄砂层的存在,与附近河水水力联系密切,排水固结效果不甚明显。特别是有些地段地层上部分布杂填土(如原已填鱼塘地段),地基采用此方法处理困难。对桥头路堤,由于填土相对较高,工后沉降要求不大于0.1m,可采用复合地基处理。对于软土厚度小于15m的桥头路基采用水泥搅拌桩,大于15m的地段采用CFG桩处理。该处理方法效果好,亦不需预压,但工程造价较高,不能广泛采用。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、基坑开挖涌砂现象;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8 m的地段,我们采用动力固结(强夯加袋装砂井)作为一般软土路基的处理方法之一。对于上部分布杂填土软基,则单纯采用强夯法处理。

3.2 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:

(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。

3.3 设计参数

到目前为止,强夯法还没有一套成熟和完善的理论和设计计算方法,只能通过试夯的方法确定施工参数。试夯区面积不应小于20 m×40 m,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(1)估算

(2)强夯机具、夯锤重量、夯锤落距的选择。