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1.1软土工程勘察的基本内容
软土勘察包括:对软土固结状况进行勘察,分析总结其变形、强度特征及伴随应力变化的整体规律,并掌握其结构破坏对变形与强度的影响程度;勘察软土的层理特征、形成方式、表层硬壳厚度、立体分布的均匀性、底部硬土层状况、分布与发展规律、埋藏深度及渗透性能等;了解地下水埋藏状况,探讨软土对安全保护措施、施工材料级周围环境的影响;勘察软土内包含的地形地貌差异、河道与填土的分布深度及范围等。
1.2软土地基勘察的工作准备
(1)等级确定:岩土工程勘察应依据工程形成,按照干岩土工程勘察规范在对地基复杂程度、地基设计、现场场地复杂状况分析的基础上,与工程实践相结合开展等级划分,如若某软土工程依照规范设定为二级,则场地等级与复杂程度等都应依据二级标准,也就是场地中包含灰色粉质土、杂填土、中粗砂、粉质土、粉质粘土及细砂等土质成分,所以工程勘察等级定为乙级。
(2)工作量与勘察手段确定:工程勘察前应先估算工作量,初步确定需用的勘察技术手段;如对建筑周围的勘察点不知,孔深与间距确定及钻孔数量计算,由此整理汇总为整体工程所需的工程量及总采样数量;整理完成后制定恰当的工程流程并选用有效勘察手段。
(3)取样数量:在前期土壤勘察基础上可相应的制定试验取样位置与数量,以保证在标准时间内完成样品检测;取样数量的设定还要以工程量为依据,明确勘察试验的具体时间流程,以确保试验充分。
(4)工程水文状况:勘察过程中应及时了解工程周围的水文状况,如掌握地下水的排泄、径流情况等。由于地下水对软土地基影响较大,地下水的波动可能会造成勘察失误,所以应根据地下水状况实行有效的勘察及试验手段,以防止周期性地下水波动干扰勘察试验结果。
2软土地基工程勘察技术要点
2.1调查测绘
调查测绘中需注意的要点包括:软土层厚度、埋深与层间性质类型;软土分布范围、形成方式与基地低层类型;地下水排泄与补给状况及其与地表水的水利联系;软土内砂夹层的颗粒成分、厚度及透水性能;软土地基上已完成建筑对于地基变形及强度的影响;软土地基分布路段的地貌、地形及第四纪地层沉积联系。
2.2勘探点布置及深度
(1)勘探点应以建筑周边线及角点为依据进行布置,对于地基的主要受力层或下卧层起伏过大的部位应加设勘探点以探测其变化过程;对于单栋高层建筑,需符合地基均匀性评价标准,勘探点布置应在4个以上;对于建筑密集区域,勘探点可适当减少,但应保证各栋建筑含有1个控制性勘探点;
(2)勘探孔深度应能控制地基主要受力层,若基础底面宽度在5m以下时,勘探孔的深度对独立柱基础应大于基础底面宽度的1.5倍,对条形基础应大于基础底面宽度的3倍,且均应在5m以上;当存在大面积软弱下卧层或地面堆载时需适当调整控制性勘探孔深度;高层建筑的一般性勘探孔深度应为基底下基础宽度的0.5~1倍,且应深入至稳定地层。
2.3钻探
钻探是进行岩土工程土层划分的关键环节,其主要用于探测软土颜色、厚度、层位、状态,掌握地下水的排泄条件、径流方式及埋入深度,了解岩土层的基本物理学性质指标等。钻探技术要点包括:
(1)对于软土的取样应尽量使用薄壁取土器静压法,由取样到试验的整体过程都应采取有效保护措施,以避免样品收到水分流失、变形及扰动等外界环境条件影响;
(2)对于铁路或高速公路软土地基岩土工程的勘察,为防止软粘土收到扰动和地层性质受到破坏,通常采用干钻法;若需选用泥浆护壁回转钻进时,应采取保护措施以保证软土地基结构变化不会对土层原始物理力学性质造成影响;
(3)钻孔数量与质量应符合施工方案标准,钻孔深度需满足变形与应力设计计算要求;钻探时各项深度数据都通过丈量采集,累积测量误差应控制在5cm以下。
2.4测试
(1)原位测试:①剪切波速测试应在沿线选取具有样本代表性的地段开展,以保证软土震陷评价的有效性和地基刚度、岩土动力学参数、阻尼比计算的准确性;合理划分建筑场地搞震设计类别,对于场地地基的卓越周期计算要以样品性质为依据;②十字板剪切测试应选取代表性路段沿深度方向对地基稳定性存在不同程度影响的软土层进行测定,勘察在无排泄条件下土层的参与抗剪强度、抗剪强度及灵敏性指标;准确计算地基承载力以确定软土地基临界高度,分析软土固结历史;测试点的安设间距应符合各代表性路段的每段软土低层内都存在大于两组的有效现场剪切标准;③静力触探可利用贯入阻力的变化探查软土在垂直和水平方向上的状况,并可依据勘探资料和土层划分状况,分析软土的变形模量、承载力、类别等其他力学性能指标;其触点间距可依据场地环境类型进行确定。
(2)软土剪切试验:若软土的卸载和加载频率过高,其内部水产生的空隙水压消散速率同时出现变化,此时应选用自重压力预固结德尔不固结排水三轴剪切试验;对于透水性能较差的粘性土质可选用无侧限的压强度试验或十字板剪切试验;对于可能出现较大突变项目的土体在探测其残余剪切强度时可采用动态扭剪切试验、蠕变试验和动态三轴试验;对于软土排水速率快但施工精度较慢可采用直接剪切试验或固结不排水三轴剪切试验。
(3)室内测试:为有效评估地下水对建筑材料的腐蚀影响,应对地下水开展水质化学分析试验;对于力学试验中的加荷标准与级别、应力及路径条件、试验边界条件确定等应以工程现场地质环境作为主要参考,并结合运营期、预压期、施工工期等进行综合分析判定;试验项目也能够包含前期固结压力、酸碱度、有机物含量、天然快剪、压缩系数、液限、粒径成分、天然密度、固结快剪、天然含水量等。
3结束语
1.1水泥搅拌桩施工前的准备工作
(1)彻底清理施工现场。为保证水泥搅拌桩在钻孔时符合相关要求,应确保施工地面平整,且应对地面上的垃圾、废弃物、杂物等进行彻底清除,若地面为坑洼,则需适当展开填压处理,确保水泥搅拌桩可向地基中顺利置入。(2)应准备好适当的喷射材料。在水泥搅拌桩施工过程中,所选材料可在很大程度上对其施工质量造成影响,而水泥作为其中重要的原料,其选择应与软土地基相应需求相符合,且水泥在凝固之后的加固效果应符合标准要求。一般情况下,水泥搅拌桩施工中最佳的水泥为较高等级的硅酸盐水泥。(3)需选择适当的施工设备。在水泥搅拌桩施工过程中,钻机为其核心的施工设备,故在施工之前应确保钻机以及其他的设备顺利运送到现场,且应精密调试设备并展开测试,保证设备可在施工过程中顺利应用。对于其他所有进场设备也应进行严格检查,保证其性能完好。
1.2水泥搅拌桩施工工艺分析
(1)在水泥搅拌桩施工中,放线为首要操作,其目的是对定桩位置进行确定。在放线过程中,勘测人员应以施工设计图为依据根据水泥搅拌桩具置展开放线定位,在定位过程中应对施工图纸相应要求严格遵行,尽量将误差控制在最小范围中。(2)钻机设备是展开定位操作的必要设备,应在搅拌桩口正上方放置钻机,根据放线定位结果确保桩位、钻头中心处于同一条直线并保证钻孔垂直度。另外还应调整层向轨至垂直于搅拌轴处,保证钻机主轴倾斜度低于1%。(3)适当调整钻机部位,确保其处理最佳位置,然后可开启钻机,确保钻机所处深度的合理性,同时应保证钻机钻入时喷浆泵同时被开启,以确保水泥自喷浆泵进入搅拌的泥土中,从而充分对水泥及土体进行混合搅拌。另外,钻机钻进过程中应安排专门人员对相关读数进行记录,以确保钻机钻至预期的深度及位置。(4)水泥喷射至桩底后应立即进行搅拌,同时搅拌后应加强对复捣的重视,且复捣应从桩底部开始直到顶部,待复捣至顶部后可终止桩体喷射。从而确保地基中所含的水泥量充足,促使软土地基的承载力及抗压性增大。
1.3水泥搅拌桩施工期间的注意事项
水泥搅拌桩施工期间应加强对施工过程监控的重视,且应认真对的施工过程中所得数据进行认真、清晰的记录;另外,相关人员还应加强对施工现场环境熟悉的重视,并且应认真评估环境可能会对施工质量造成的影响。另外,还应安排专门人员负责水泥用量,并且应严密观察施工过程,及时发现并处理施工过程中存在的问题。同时复捣时应确保复捣次数充足,并且复捣力度应达到要求,从而保证桩体足够稳固。水泥喷浆时相关人员应加强对喷浆实践及停浆时间控制的重视,严禁中途随意停止中断;且应禁止在喷浆未完成前进行钻杆提升作业。除此之外,若施工期间出现喷浆水泥量不足现象则需安排监理工程师对整桩复捣工作进行负责,保证其顺利完成。
1.4水泥搅拌桩的质量检测
(1)施工结束3d后可对水泥搅拌桩进行轻便触探实验,以及时明确水泥搅拌桩桩体内水泥浆的分布情况,探触深度通常应控制在4米左右,且触探桩数应不低于3根。(2)施工结束后第28d则可对搅拌桩的承载力进行检验,检验方式可采用检验单桩承载力及复合地基承载力的方式进行,以及早明确桩基承载力情况,确保其达到质量要求;另外,通过对水泥搅拌桩承载力的检验还测试软土地基整体的承载情况。(3)若在进行上述两种检验后仍难以明确判定桩身质量,则可采用抽芯机对桩身的芯样进行抽取,并对抽取的芯样进行研究,检测桩身强度及完整性。需注意的是该检验需安排专业检验机构进行,且抽取的芯样数量应大于3根。
2搅拌桩位不准问题及相关解决策略
水利工程中深层搅拌桩施工是一项较为隐蔽的工程,且对施工质量的要求较高,因而,这就要求桩体施工实施前相关技术人员必须要加强对施工放样操作的重视,工程实施前需做好各项准备工作,尤其应加强对桩体校准的重视,同时在施工人员完成桩体放样工作后,监理工程师还需认真校核桩位,同时还应认真检测桩位轴线,尽可能确保施工质量,以防由于桩位施工质量不佳而造成返工。另外,水利工程软基处理深层搅拌桩技术实施过程中相关人员还应加强对轴线安放检测的重视,以确保该工序满足工程的质量要求,为保证整个水利工程软基处理质量提供保障。
3结语
关键词:公路工程;软土路基;施工技术
中图分类号: X734文献标识码:A 文章编号:
近年来我国公路建设事业发展迅速,道路桥梁建设投资规模越来越大。在修路的同时,对路基条件的坚固稳定性提出了很高的要求,尤其施工之前,对地质勘察技术的深度和精确度要求很高,既要求路基的稳定,也要很好的处理工后均匀沉降的问题,如果这一环节处理不好,会导致路面质量下降,影响行车速度,造成对车辆慢性损坏,严重的会导致交通事故的发生,甚至人员伤亡。所以有必要进一步加强路桥施工中软土路基处理。
一、软土地基工程的特点
1、不均匀性。软土是由高分散的土与微细的土颗粒组成的,这样的组成结构使得软土的土质性能特别不均匀,软土的受力情况也会随着土质的不同而变得不同,在软土地基上建造的房屋建筑物就会因为地基的承载力不同而产生不均匀的沉降,最终使得房屋建筑物因为受力不均衡而产生裂缝。
2、沉降速度快。软土地基的沉降速度是随着在软土地基上增加的荷载和随之增加的,作用在软土地基上的荷载越大,地基的沉降速度也就越快。
3、触变性。触变性指的是当软土地基没有受到外界干扰的时候,软土地基呈现的是固态的特性,可是一旦软土地基在房屋建筑工程过程中遭到扰动的时候,软土地基就会呈现稀释流动的状态。 2、高压缩性。因为软土地基的天然空隙比很大,所以软土地基的压缩系数很大,当在软土地基上建造房屋的时候,在软土地基上当垂直压力达到0.1MPa的时候,软土地基就会发生很大的变形,使得在软土地基上建造的房屋产生很大的 沉降量,这是由于软土地基的高压缩性导致的。
4、低透水性。由于软土的天然含水量很高,所以软土的透水能力很差,要想通过排水方法使得软土固结是需要很长时间的,甚至有些房屋建筑工程的通过排水固结达到沉降需要十年左右的时间。
二、公路施工过程中软土地基的处理技术
1、砂垫层和砂石垫层换填。
在进行软地基施工过程中,由于软土地基是非常不稳固的一种地基,这给我们的公路施工过程带来了极大的难度,因此,我们可以采用铺设砂砾层的方式来避免这一过程,铺设完成后再夯实,就可以做到稳固作用。采用这种施工技术的好处是既可以满足承载方面的要求,也可以优化地基表层的排水效果,不至于积水,使地基进一步软化。我们可以根据设计方案选取颗粒比较大的沙砾石,必要时可以掺入鹅卵石,可以依据施工地点的具体情况而定。当选用的沙砾石确定以后,就要对地基的沟槽进行处理,如果沟槽中有积水,应该采取必要的排水措施,然后再将事先配好的沙砾石填入。填入时,要逐层进行夯实,控制好填充料中的含水量,一般控制在10%~20%之间。
2、深层石灰搅拌桩的施工
深层次的石灰搅拌桩的施工是整个公路工程施工软地基施工过程中的中重要的环节。在公路施工过程中有一样不可缺少的材料就是石灰,而在软土地基的施工中,就更该注意石灰的利用,并且要极其注重石灰搅拌桩的施工问题。在软地基中,针对于粘度较高的软粘土,可以采用深层石灰搅拌桩,实际上就是根据土壤的特性,强行将地基土和石灰按照一定的比例进行搅拌,让他们进行化学反应,这样处理以后,就会使地基达到设计中要求的承载力和耐压强度。在特殊的地基土条件下,这样处理的效果甚至要比水泥好得多。(1)严格控制石灰原料的质量。我们所用的石灰是要经过处理的, 并且石灰的成分方面也有特殊的要求。石灰要磨碎到最大颗粒小于2 mm,氧化钙、氧化镁含量分别达到80%和8.5%以上。石灰中不能有太多的杂质,液性指标控制在70%左右。(2)关键技术控制。在进行施工过程中,首先应当对地面进行处理, 使表层地基有一定的硬度和承载力, 确保机械的进入和移动, 配备合格的粉尘发射器、空气压缩机等设备,并认真检查,是否符合施工要求。尤其是要取地基土进行化验,根据地表土的物理和化学特性,确定石灰的配比,并设计确定桩长度、密度和粗细等。施工过程中的技术要点,施工过程中,应该控制好风力的大小,注意不要让石灰粉尘过多散失,桩基的排列上也要按照一定的模式。最常见的两种排列是等边三角形和正方形,因为从力学角度来讲这样的排列是最佳的。
3、深层水泥搅拌桩的施工技术。
在公路工程中为了起到加固的效果,水泥的利用是必不可少的,也是极为重要的,尤其是在软土地基的施工过程中,就更该注意水泥的利用,并且要加深其深度。深层水泥搅拌桩主要使用于非常松软的淤积土质和粉尘土质等的地基,在公路施工过程中出现这样的地质状况时,我们应该运用深层钻探灌注水泥的办法来进行处理。(1)精心筹划,做好施工前的准备工作。施工前的准备工作是非常重要的,主要应该做好施工地点的平整工作,以保障机械的进入和正常施工。如果施工地点有障碍物,应该及时清除;如果施工地点是一片洼地,应该用合适的土质进行回填,一般采用粘土,直至场地平整均匀。其次是要采购合适的水泥,我们一般采用的是42.5 级的硅酸盐水泥。再次就是要检查施工过程中所用的机械,是否性能良好,是否能够确保顺利施工,应该指派专业的人员进行检修。(2)及时试桩,获取必要的参数。我们在施工以前,一定要进行试桩,其主要目的是了解施工地点的具体地质情况,获取施工过程中用以参考的必要参数。我们在试桩施工的过程中,可以了解到泵送速度、时间以及水泥的配比、搅拌的程度等方面具体的数据,可以为接下来的施工提供必要的依据。(3)做好深层水泥搅拌桩的施工工艺控制。笔者结合多年的施工经验,主要表现在以下几个方面。检验堵塞,在水泥搅拌桩开钻前期,施工人员需要对整个管道用水清洗.检查管道中有无堵塞现象,待确定水排尽后继续下钻。悬挂吊锤,为了使水泥搅拌桩桩体的垂直度能够达到施工的要求,可将吊锤悬挂在主机上,按照吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等这一原则实施控制。(4)检查堵塞、悬挂吊锤为了确保桩基的质量,我们首先要检查管道中有无堵塞现象,及时排放钻探过程中的溢出物。为了确保整体达到施工设计方面垂直的要求,可以在主机上悬挂吊锤,依据吊锤的位置来判断垂直度,进而达到质量控制的目的。
总之;随着我国经济的快速发展,公路工程施工的规模逐渐扩大,在公路工程施工过程中,软土地基在公路工程中是十分常见的施工问题,若在施工时出现软弱地基,需要及时采取相关的措施进行处理解决,严格的施工标准,采取具有针对性的解决措施,将会使得公路工程施工过程中的软土地基得到较好的处理。
参考文献:
[1]-昂剑锋 关于公路施工中软土地基处理技术的探讨[期刊论文] 《中国水运(下半月)》 -2008年6期
[2]-黄奎 公路施工中软土地基处理技术的应用[期刊论文] 《黑龙江科技信息》 -2012年7期
[3]-吴金权 关于公路施工中软土地基处理技术的分析[期刊论文] 《科技促进发展》 -2011年2期
关键词:国外铁路;软土地基;沉降控制
中图分类号:F530文献标识码: A
题目
在进行铁路路基的填筑时,土壤的含水量达到施工要求,一般经过机械碾压便可使路基的压实度达到设计要求,但是在软土地基路段很难达到设计要求,绝大多数软土地基路段都会含有淤泥、淤泥质土以及其他高压缩性饱和粘性土、粉土等,含水量较高,承载力较低,土质的孔隙比较大,土质稳定性比较差,导致上部结构设计承载能力大幅降低,若不及时正确的处理很容易影响整体道路工程的建设质量,存在较大的道路通行安全隐患。这里从以下几个方面对道路软土地基的处理进行探讨。
1、软土地基概述
软土地基是一种常见的特殊地质,在世界范围之内都有所分布,软土路基的处理的直接目的是不断提升该段铁路路基的稳定性以及承载能力。
在国际上软土地基一般如下定义:由粘土以及粉土等等细微颗粒含量多的松软土、孔隙较大的有机质土、泥炭和松散砂等等土层来组成的。地下水位则比较高,而之上的填方和构造物稳定性差,并且通常则就会出现沉降的地基。
软土地基不可以简单地只依照地基条件来确定,因为填方形状和施工状况而异,在需要的时候应该在充分研究填方和构造物的种类、形式、规模以及地基特性的基础之上,同时判定是否应该依照软土地基的处理。
2、软土地基的处理
2.1、土工格栅法
土工格栅是一种新型的聚合物材料,经双向定向拉伸后,它的纵、横向抗拉强度均匀,且具有良好延性、高抗疲劳性和耐腐蚀性。其重量较轻,方便施工。
土工格栅层处理软土地基的机理表现在下面几个方面:①土工格栅有一定的刚度,从而使上面的负荷得到扩散,提高了地基的承载能力。②由于土工格栅的抗拉强度大,它的存在可增加路堤的稳定性。③由于格栅网眼的存在制约了颗粒材料的横向移动,形成了良好的嵌锁作用。通过这种机械咬合作用使土体具有较好的整体抗剪能力。
以境外某铁路复线工程施工为例。在施工临近当地河道的一段软土路基时,根据地质勘测报告显示软土厚度为2m-7.5m,其状态为软塑状,为保证施工及运营阶段的安全性稳定性,并减小沉降,必须采取措施对路基底进行处理。经设计单位、业主、监理三方共同研究决定采用换填,土工格栅垫层等措施进行软基处理,并同时布设纵、横向排水渗沟。土工格栅垫层处理地基的施工程序及要点:①先平整场地,清表土并排干地表水。②在地基上铺一层10cm的砂垫层,然后铺上一层SS-20型土工格栅(采用横铺),土工格栅沿横断面铺设,格栅的铺设应平顺,保持一定的松紧度,表面严禁有碎、块石等坚硬凸出物。③路基土应分层填筑并满足相应规范要求,另外应避免运料车在已摊铺好并张紧定位的格栅上直接碾压。④施工中应控制路堤的填土速率并加强沉降和侧向位移的观测,防止路堤失稳。
通过上述方法进行处理,有效提高地基承载力,这一效果能有效提高路基加载速率,缩短工期。而且,土工格栅在提高地基承载力和增加地基稳定的同时,对不均匀的沉降有调节作用,能较快的减少路基的沉降差异。
2.2、高压喷射注浆法
高压喷射注浆法可以被称为旋喷法,它使用钻机将带有特殊喷嘴的注浆管钻进到土层的预定位置之后,使用高压脉冲泵把化学药剂比如说是水泥浆液、以水玻璃为主的浆液、以丙烯酸胺为主的浆液、以纸浆液为主的浆液等,通过钻杆下端的喷射装置,来向四周使用高速水平喷入土体,凭借液体的冲击力将土层切削,使得喷射流程之内的土体遭受到破坏,并且钻杆一边以一定的速度旋转,而在一边低速则会慢慢提升,使得土体同水泥浆之间充分搅拌的混合,胶结硬化之后即在地基之中可以形成直径比较均匀、有着一定强度的圆柱体,这样的话就会使得地基得到加固。
在境外的某铁路施工中,依据工程地质资料以及基础埋置深度,地基持力层为黄土状土,且黄土状土质分布不均,而第三层则为中砂分布,十分不稳定,厚度比较小、厚度差比较大,依照设计和规范的要求采用高压喷射注浆法进行施工进行加固处理。首先进行工艺性实验,确定主要工艺参数,并根据本工程地质情况和设计要求确定桩径为0.5m,采用旋管喷射单管法注浆,并配备相应的机具。施工过程中,严格按照设计桩位、桩径、桩长和桩数施工,桩位允许偏差为±5cm,桩径和桩长不小于设计值,垂直度偏差不大于1.5%。桩体质量检验在成桩28d后进行,采取钻孔取芯和平板载荷试验两种方法进行检测,检测点的频率为总孔数的0.2%,最少不少于3个点。检验结果表明:该段旋喷桩单桩承载力和复合地基承载力均满足设计要求;桩体均质,无断层、夹碴情况;桩径误差符合规定规范要求。
旋喷注浆法加固地基施工设备筒单、噪音小、振动小、施工速度快、成本低、工艺操作又相对容易,且沉降量相对较小,能满足国外客运专线的要求。同时,我们也认识到旋喷桩有技术较强的特点,施工时一定要根据不同的地质情况,进行合理的参数设置,才能保证做出质量合格的工程。
2.3、强夯法
强夯法是强力夯实法的简称,在国际上又被称为动力固结(DynamicConsolidation)或动力压实法(DynamicCompaction)。这种方法一般使用重量为80―400KN的重锤,以6―40m的落距多次冲击地基,使地基土压实和振密,致使土体体积压缩,空隙减小,密度增加,均匀性得以改善,从而达到提高地基强度、降低压缩性、增强抵抗振动液化的能力和消除黄土湿陷性的目的。随着施工方法的改进和排水条件的改善,它已适应与加固碎石土、砂土、低饱和度粉土和粘性土、湿陷性黄土、杂填土、工业废渣以及水下地基等各类地基土,具有加固效果好、施工简单、造价低、工期短、适应范围广等优点
强夯法工程的质量检测方法主要有平板载荷试验、土工取样试验、标准贯入试验、重型动力触探试验等。
2.4、其他处理方法
此外,处理软土地基时,根据现场的地址环境和机械设备等条件,还可以采用换填、袋装砂井、塑料排水板、挤密砂桩、碎石桩、粉体喷射搅拌桩、浆体喷射搅拌桩、水泥粉煤灰碎石桩、水泥砂浆桩、真空预压、堆载预压等方法。
3、软土地基沉降控制
依据路基填高、地基条件、施工工期组织安排以及工程类型分布,在系统分析地基压缩层分布范围、厚度、埋深、分层物理力学指标以及变形参数的基础之上,来进行路基工后沉降计算。铁路路基地基的沉降主要通常是由主固结沉降、次固结沉降来组成,软土地基还存在着欠固结沉降。主固结变形通常是由路基施工及摆置期来实现的,次固结以及欠固结沉降则是长期存在的。
风化岩层地基强度比较够高,地基变形量比较小,通常是弹性变形,工后沉降不容易控制;软土地基的变形通常是是塑性变形,地基变形量则是由地基土性质以及厚度决定,合理确定土质地基压缩层计算厚度对于控制工后沉降是相当重要的。
当天然地基的工后沉降没有办法满足沉降控制要求之时,则要求使用复合地基加固;对于复合地基的部分,沉降计算方法通常包括有复合模量法、应力修正法以及桩身压缩模量法等等,在设计计算之时应该依据复合地基加固的类型以及特点选择不同的计算方法。加固区之下卧层地基工后沉降是有荷条件之下沉降量减无荷条件下沉降量。淤泥质土、软黏土等饱和土按固结系数以及固结时间来计算固结度。非饱和土地基,而沉降完成率计算理论需要继续进行完善,可以通过现场具备代表性大型载荷试验推测沉降完成率或者是依据可靠经验来确定施工期的沉降完成率。
4、结语
在软土地基的强度以及变形问题是铁路工程施工别注意的问题,在铁路工程中出现过很多因为过大的沉降以及不均匀沉降而导致软土地区的工程安全和质量事故。国外铁路工程软土地基处理及沉降控制需综合考虑当地地质与坏境条件的特殊性、工期要求、施工条件与施工能力、设计标准与控制目标、经济效益等因素,根据各种软土地基处理方法的适用性,经比选确定软基的处理方案,保证经处理的软土地基满足国外铁路对于路基的稳定性和平顺性的要求。
参考文献:
[1]左季康.高速铁路软土地基处理及沉降控制浅析[J].江西建材,2005,02:23-25.
论文关键词:软土地基基础 设计 处理方法
论文摘要:防止地基不均匀沉降对建筑物的危害,是软土地基房屋设计的一个十分重要的问题。软土地基础设计实用方法与要点结合工程实践,对存在软土地基时的基础设计时应采取的措施和注意事项进行了分析。结合工程实践,对存在软土地基时的基础形式、设计时应采取的措施和注意事项进行了分析。
引言
软土地基一般是指抗剪强度较低、压缩性较高以及具有其它不良性质的地基土,如天然的淤泥与淤泥质土。软土地基上的房屋及其地基基础设计,应充分考虑软土地基的变形特征,防止其对建筑物的危害。过大的均匀沉降虽然也会严重影响建筑物的使用和外观,但从结构安全的角度看不致有什么影响,而不均匀沉必将使建筑物发生裂缝、扭曲或倾斜。影响其使用和安全,严童时甚至倒塌破坏。
近十几年来,我国基本建设规模不断扩大,其建设规模从速度前所未有,因而在诸如建筑、水利、国防、交通和铁道等土木工程建设中,愈来愈多地遇到大量而复杂的不良地基及地基处理问题,地基处理日益得到人们重视。地基基础设计与施工是否恰当关系到整个工程质量、进度和投资,合理地选择地基设计方法,做好基础施工中的质量控制是降低造价的重要途径之一。
1、基本设计原则与要求
1.1基本技术要求
软土工程设计应以最少的投资,最短的工期,达到设计基准期内安全运行,并满足所有的预定功能要求,即包括三个方面:(1)预定功能要求;(2)安全性和耐久件要求;(3)投资和工期的经济性要求。
1.2注意场地条件,防治灾害应充分搜集场地的地形、地质、水文、水文地质等资料,作为设计的依据。场地可能的自然灾害,如暴雨、洪水、地震、滑坡、泥石流等;由于工程建设引起的灾害,如采空塌陷、抽水塌陷、边坡失稳、管涌、交水等;均应在堪察、预测和评价的基础上,采取有效防治措施。
1.3合理选用岩土参数选用岩土参数时,应注意其非均质性与参数测定方法、测定条件与工程原型之间的差异、参数随时间和环境的改变,以及出于工程建设而可能产生的变化等。由于土体参数是随机变量与模糊量,故在划分工程地质单元的基础上,应进行统计分析,算出各项参数的平均值、标准差、变异系数;确定其特征值和设计值。在选定测试方法时,应注意其适用性。
1.4定性分析与定量分析结合定性分析是岩土工程分析的首要步骤和定量分析的基础。对于下列问题一般只作定性分析:(1)工程选址和场地适宜件评价;(2)场地地质背景和地质稳定性评价;(3)土体性质的直观鉴定。定量分析可采用解析法、图解法或数值法性。考虑安全储备时,可用定值法或概率法。都应有足够的安全储备以保证工程的可靠定性分析和定量分析,都市在详细占有资料的基础上,运用较为成熟的理论和类似工程的经验,进行论证,并宜提出多个方案进行比较。
2、软土地基的设计常用处理方法
2.1强夯法处理。强夯法是利用重锤自由落下的巨大冲力能所产生地冲击波反复夯击地基土,将夯面以下一定深度地土层夯实,以提高地基的承载力和土体的稳定性,降低压缩性。强夯置换和强夯挤密在加固机理上是不同的,应用范围也不相同。强夯挤密法常用来加固碎石土、砂土、低饱和度的新性土、素填土、杂填土、湿陷性黄土等各类地基。对于饱和度较高的粘性土等地基,如有工程经验或试验证明采用强夯法有加固效果的也可采用。通常认为强夯挤密法只适用于塑性指数小于10的土。对于设置有竖向排水系统的软粘土地基,是否适用强夯法处理目前尚有不同看法。强夯置换施工前,应在施工现场有代表性的场地上选取一个或几个试验区,进行试夯或试验性施工。试验区数量应根据建筑场地复杂程度、建筑规模及建筑类型确定。对于一般的软土地基加固有着良好的效果。现在常用的强夯技术加固软土地基的方法有:挤密碎石桩加夯法、砂桩加夯法、真空/堆载预压加强夯、强夯碎石墩。
2.2粉煤灰应用法。
粉煤灰具有容量小,渗透性好,有较高的静力抗剪强度,较低的压缩性,与石灰等碱性物质产生水化反应后产生凝硬性。根据软土地基存在的弱点,利用粉煤灰可处理软土地基。粉煤灰应用的主要有二灰桩,粉煤灰混凝土桩,粉煤灰固结桩等,与土体形成复合地基加固深层软土地基。
2.2.1二灰桩法。(1)以粉煤灰为主的二灰桩,主要是对软土地基产生挤密和置换作用。用于软土地基加固时,使复合地基承载力较天然地基承载力提高了142%,桩间土承载力提高了46%。(2)以石灰为主的石灰—粉煤灰桩,配比为粉煤灰:生石灰=3:7-1:9,主要对地基产生置换,成孔挤密,膨胀挤密,脱水挤密和胶凝作用。
2.2.2粉煤灰固结桩。在软土地基中采用粉煤灰固结桩,具有成型可靠,形状任意选择,造价低廉,改良地基的效果好,抗变形能力强,桩体密实度高等优点。粉煤灰固结桩由粉煤灰,石膏,水泥加水而成,加压注入尼龙袋中,挤密周围土体,必要注浆管可上下反复二次压浆,尼龙袋具有模板,过滤脱水,加压和增强等作用,由于灌注加压排水措施,尼龙袋微孔在灰浆向外渗出的过程中,水只能向外渗,并被隔离在袋外,形成固结硬化均匀的桩体。
2.2.3粉煤灰混凝土桩。粉煤灰混凝土桩由粉煤灰,碎石,中粗砂和水泥组成,在软土地区采用钻孔压浆工艺施工粉煤灰混凝土桩时,必须使混凝土的塌落度达到140-180mm,且碎石最大粒径为1-3cm,为保证桩身强度和降低成本,掺入35%-45%中粗砂作为细骨料。粉煤灰桩和桩间土一起通过铺设在其上的褥垫层形成复合地基,其承载力的提高具有很大的可调性,沉降变形小,造价低。加入粉煤灰后,使桩体具有明显的后期强度。根据其桩身强度较高的特点,在软土地基中采用就可得到更高的承载力。
2.3、水泥土粉喷桩法。粉喷桩与周围的土体形成复合地基,与土体结合紧密,承载能力较大,其桩体上存在应力集中现象,大部分荷载由桩体承担,桩间土上的应力相应的减少,使复合地基承载力较原土层有所提高,沉降量有所降低。采用该法加固软土地基时,水泥粉具有较大的吸水,发热和膨胀作用,对桩间土起到一定的加固作用,同样提高复合地基的强度。
在利用水泥土粉喷桩加固软土地基时,需考虑各种因素对加固强度的影响:①要以水泥粉为加固料,其强度最高;②搅拌时间为2min时就可以达到最佳的搅拌效果,若搅拌时间太长,强度会有所降低,若搅拌的时间未达到2min时,强度会很低;③置换率越高,强度越高,而随着龄期的增加,强度大致呈线性增加;④当含水量为某值时,桩体的强度达到最高,一般桩体的需水量为4kg/m。
2.4、渣土桩法。在加固过程中,由于重锤的冲击能造成一系列压缩波,使土体内出现排水网络,土的渗透性骤然增大,孔隙水迅速排出,孔隙压力很快消散,从而产生瞬时沉降,使土体压密,强度提高;同时重锤的冲击作用使填料向夯击方向和侧向挤密,从而对其周围的土体产生挤密加固作用,形成一个自内向外的挤密圈。在挤密过程中,周围土体的孔隙水压力随之增高,形成超静孔隙水压力。根据巴伦固结原理因为固结时间与排水距离的平方成正比,所以,增加排水途径,缩短排水距离,才能加速软土固结,提高地基承载力。加固柱体本身与软基有不同强度,它既是软土固结的排水体,又是基础的渣土桩。渣土桩和挤密后的地基同组成复合地基,从而提高地基强度并减小地基变形。
2.5、排水固结法。排水固结法是由排水系统和加压系统两部分共同组合而成的* 排水系统通常有普通砂并、袋装砂井和塑料排水带等;加压系统通常有堆载预压法、真空预压法、降低地下水位法、电渗法和联合法。近几年来,排水系统采用塑料排水带和袋装砂井较多,加压系统采用堆载预压和真空须压法较多,也有采用真空加堆载联合顶压法,以及利用建筑自重加载法。
2.6、复合地基处理法。复合地基是用专门机械将固化剂、水泥、石灰或掺加粉煤灰单一的或混合物喷出后,在地基深处就地与软土强制搅拌,利用固化剂和软土间发生的一系列物理化学作用,在原地基中形成强度、刚度较大的加固桩体,同时也使桩周土体性质得到改善,使桩体与桩间土体形成复合地基共同承担外部荷载,可实现稳定条件下的快速填土。这些加固土桩,不考虑加固土桩加快地基的排水固结速度和对地基的挤密作用,仅考虑桩的置换作用、应力集中效应,进而减少总沉降量。加固土桩按施工划分有拌和法和粉喷法。
3、结束语
毫无疑问,任何一个建筑物都需要好的地基基础,尤其是建在软弱地基上的建筑物。设计是优质地基基础的主线,而施工则是其设计目标能否实现的关键阶段,只有做好统筹规划与施工管理,才能做到事半功倍,确保建设质量和效果。
参考文献
[1]叶书麟.地基处理手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1995.
关键字:钻孔桩桥梁软土桩基承载力
中图分类号:K928.78 文献标识码:A 文章编号:
1. 引言
天津市滨海地区多为海积平原和海积冲积平原,其地质条件较差,土层厚度大且承载能力较小,属于典型的滨海软土地区。笔者多年在该地区从事桥梁设计、施工工作,在工作中搜集了大量的工程实测数据,经过对试桩桩端承载力与理论计算结果的认真比较分析,发现两者存在较大差异。因此对滨海软土地区的钻孔桩端承力进行了进一步研究。由于钻孔灌注桩桩底沉淀土的存在,造成桩基端承力大大减小,目前设计计算中虽对此情况已经予以考虑,但实测工程数据表明,目前对其考虑仍显不足。为减少工程隐患,本论文对此进行研究分析并给出了解决方法,希望对广大工程技术人员的工作起到指导借鉴作用。
桩基础是桥梁工程的重要组成部分,有着悠久的使用历史,并且目前仍被广泛采用。桩基础根据受力条件分为摩擦桩基础和端承桩基础。滨海软土地区土层具有厚度大、承载力低的特点,故在滨海软土地区桥梁工程多采用钻孔灌注桩基础,从其受力角度来看,多为摩擦桩基础。桩基础作为将桥梁荷载传递到地基上的重要受力构件,是桥梁设计施工的重要组成部分。桩基础的承载能力直接影响到桥梁的安全性、耐久性,因此对桩基础进行试验研究具有极高的工程应用价值。
2.目前桥梁桩基端承力计算方法
目前对公路桥梁桩基承载力的计算,在设计中多按照《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63—2007(以下简称规范)的相关规定进行计算。在该规范中对于钻孔灌注桩(摩擦桩)单桩轴向受压容许值计算公式如下:
(1)
通过公式(1)可知,钻孔灌注桩(摩擦桩)桩端承载力容许值计算公式如下:
(2)
式中—摩擦桩单桩轴向受压承载力容
许值();
—桩身周长();
—土的层数;
—承台底面或局部冲刷线以下各土层的厚
度();
—与对应的各土层与桩侧的摩阻力标准
值();
—桩端截面面积();
—桩端处土的承载力容许值();
—摩擦桩单桩轴向受压时桩端承载
力容许值();
—修正系数;
—桩端处土的承载力基本容许值
();
—容许承载力随深度的修正系数;
—桩端以上各土层的加权平均容重
();
—桩端的埋置深度();
—清底系数。
清底系数取值规范中规定如下:
清底系数值表1
注:1. 、为桩端沉渣厚度和桩的直径。
2. 时,;
时,,且。
下面以京沈高速公路桥梁桩基础为例,说明钻孔灌注桩桩端承载力计算公式的计算过程。
该桩基现场实测桩径为0.84,桩长为38.4,根据地质勘察资料,桩端处为黏土层,桩端处土的承载力基本容许值,桩端以上各土层的加权平均容重18,计算该桩基桩端承载力如下:
根据规范及地质勘察资料,得:
(取规范最小值)
将上面各数据代入公式(2)中,得:
该桩基实测桩基端承力容许值为277,而理论计算值为500.6,据此分析该桩基端承力容许值理论计算值是实测值1.81倍,若采用此理论计算端承力值容易造成工程隐患。
3.工程实测桩基端承力数据介绍
笔者多年从事天津滨海软土地区桥梁工程的设计和施工工作,通过天津滨海软土地区诸多桥梁工程的桩基静载试验,得到了大量的单桩静载试验实测数据。现对部分工程桩的端承力实测数据归纳如表2所示。
桩基端承力试验成果表 表2
4.实测数据与计算数据对比分析
根据桩基试验实测数据对桩基端承力容许值进行计算,即采用表2中实测数据和公式(2)对桩基端承力容许值进行计算,计算结果如表3所示。
桩基端承力理论与实测结果对比表 表3
通过表3可以看出,公路桥梁钻孔灌注桩(摩擦桩)理论计算的桩基端承力容许值大大超过了桩基端承力实际容许值,这会造成钻孔灌注桩的实际承载力小于理论计算承载力,容易给工程安全留下隐患。
钻孔灌注桩端承力远小于桩端原状土承载力的主要原因是由于目前采用的钻孔工艺及清孔方法会导致桩底泥浆沉渣层的存在,桩底混凝土不是与桩底原状土紧密接触,而是其间夹有回淤泥浆层,使原状土的力学性能得不到发挥,造成桩基端承力大大减小,虽然目前理论计算对该因素已经予以考虑,但通过表3不难得出,目前理论公式清底系数的取值仍然是偏大的。为了使桩端承载力理论计算值更好的与实测值相符,下面利用实测数据对清底系数予以修正。
首先,根据公式2可以得出,清底系数可通过下式表示:
(3)
式中各符号意义同上。
为了使桩端承载力理论计算值与实测值相符,只需令理论计算端承力容许值等于实测端承力容许值便可求得两者相符时的清底系数。因此,利用表3可以得到修正后清底系数如表4所示。
清底系数修正后取值表表4
试桩编号 1 2 3 4
修正后清底系数 0.387 0.424 0.191 0.161
试桩编号 5 6 7 8
修正后清底系数 0.237 0.252 0.344 0.281
通过表4可以看出,钻孔灌注桩桩端承载力的发挥程度离散性较大,其大小除与桩端土层有关外,很大程度上受桩底清底情况的影响。收集上述实测数据的桩基作为数据采集桩,桩基的施工质量是偏优的,但仍远远达不到理论计算值,可见理论计算中采用清底系数明显偏大,根据《公路工程结构可靠度设计统一标准》GB/T 50283—1999规定,采用数理统计方法,对清底系数取值进行分析可得,清底系数取值为0.131是符合工程可靠度的。
综上所述,按《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63—2007进行设计时,桩基清底系数取值在0.10~0.15之间是更符合实际的,目前桩基清底系数取值偏大。
5. 结论
滨海软土地区钻孔灌注桩端承力由于沉淀土的影响会大大降低。
目前对滨海软土地区钻孔灌注桩端承力的取值偏大,易造成工程隐患。
滨海软土地区钻孔灌注桩端承力计算中应对清底系数予以减小,以使理论计算更好的实际相符。
钻孔灌注桩桩端沉渣对桩基端承力有显著影响,应从施工工艺和施工措施上尽可能减小桩端沉渣厚度。
参考文献
1.《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63—2007 人民交通出版社2007年12月实施
2.《京沈高速公路桥梁工程钻孔桩静载试验报告》京沈高速公路项目经理部
3.《京沪高速公路新僻线钻孔桩静载试验报告》京沪高速公路项目经理部
4.《唐津高速公路津塘互通式立交桥静载试验报告》唐津高速公路项目经理部
5.《津滨高速公路胡家园立交桥静载试验报告》津滨高速公路项目经理部
作者简介:
吉禹霏 :硕士学历, 工程师职称,目前从事桥梁设计
关键词:公路桥梁,工程质量,处理
公路出现出现问题,究其原因主要在于:(1)领导缺乏质量意识,措施不力;(2)项目管理混乱,违反建设程序;(3)招标、投标制度不健全,运作不规范,造成没有能力的单位中标和过低价中标;(4)工程监理制形同虚设,监理工作问题突出;(5)腐败现象严重,资金大量流失,等等。针对以上问题,国家专门召开了基础设施建设工程质量会议,提出了确保工程质量的有效措施,建立了层层负责的质量责任制,强化了质量管理,坚决打击工程建设中的腐败行为,并依靠科学技术和高素质的队伍搞好基础设施建设。
1.防护工程和结构物表面粗糙
混凝土结构物表面不光滑,外观不美观。应采用以下方法进行预防:(1)模板面要清理干净。(2)尽量采用刚度好的大模板,浇注混凝土前应用清水将模板湿洗干净,不留积水,模板缝应拼严,控制跑模,防止漏浆。(3)钢模隔离剂涂刷均匀,不得漏刷。(4)加强混凝土配合比设计和生产过程中的质量管理,重视外掺剂的使用研究。(5)混凝土振捣要密实,应不漏振不过振。
2.高填土下沉
深填、高填、半填半挖、桥头引道高填土或立交桥互通匝道填方,往往会在通车一段时间后下沉,究其原因,一方面在于施工因素,如压实控制不好、分层过厚、冬施措施不当等,另一方面在于材料因素,如最大干容重及最佳含水量有误、材料压缩系数过大、采用高塑性指数的粘性土等,均会出现此问题,它会使路面变形、开裂或下陷。在工程中宜采用以下措施予以控制:(1)按路面平行线分层控制填土标高,按试验路路基填土厚度的90%来控制规模施工时的填土厚度。(2)在新旧填土的衔接处,严格控制填土接茬台阶的最小长度,以避免接茬处超厚,压实不足。(3)防止漏夯或夯实不足,严禁超厚填土。(4)在机械难于压实的地方,用适当的小型机具进行补充夯实。(5)冬季施工时应使土在未受冻的情况下回填压实,避免填土压实密度严重不均匀而造成土体下沉。(6)回填几种土时,不能仅用某一种土的击实试验得出的密度标准作为所有填土的压实度标准,而应按填土的不同类别,做相应土的若干组击实试验,取值应符合相应规定。
3.沥青路面早期破损
是指路面在竣工后通车不久或一、两年内出现多处或大面积裂缝、破损。其原因主要有:施工控制问题。论文大全。目前,路面工程片面追求平整度,而忽视压实度的要求;材料到场及终压温度偏低,甚至在低温情况下过度碾压;材料配合比不当,基质沥青未达标;路面基层甚至路床、基底承载力不足,弯沉值过大。另外,由于路面基层材料的收缩而造成沥青路面的反射裂缝,也会引起早期破损。此病害是雨雪水沿道路裂缝渗入路面基层和土基,降低路基路面的稳定性和强度,造成局部变形,扩展成网状裂缝。碾压中产生的细微裂纹及反射裂缝虽初期不影响行车,但在水分侵蚀及阳光照射下,成为促使面层沥青混凝土疲劳开裂的催化剂,大大缩短沥青路面寿命。预防措施有:(1)不要片面追求个别指标不合理的高水平,要全面考虑基层、面层的综合强度、舒适性、安全性和耐久性。(2)在沥青混合料摊铺碾压中,严把沥青混合料进场摊铺的质量关,严格控制摊铺和初压、终压的沥青混合料温度,严格按碾压操作规程施工,防止横向裂缝的产生。(3)严格按照《沥青路面施工及验收规范》做好纵横向接缝。(4)控制沥青混合料所用沥青的延度,或采用改性沥青。拌制沥青混合料时,防止加热过度,避免沥青混合料"烧焦"。(5)在特殊潮湿、寒冷、高温地区要使用新型沥青混合料。
4.软土地基超限沉陷
软土具有含水量大、抗剪强度低、承载能力低的特性。在软土上修建路基或桥涵构造物基础易出现压缩沉降、滑陷、坍塌等,近年修筑的某工程的一座通道桥,其下部构造为分离式扩大浅基础,上部验收时沉降竟达十余厘米,经约请地质勘察部门及设计人到场对出现的原因进行分析得知,是由于软土地基的超限沉降引起,后采取预压方式至使沉降稳定,再调整纵断,以满足使用要求。对软土地基主要采取以下方法:(1)采用换填渗水性良好的土,对基底进行加固。(2)设置白灰粗砂桩,此法适用于粉砂土质、含水量大的软土地基。软土地基成孔后,筛选生石灰块加水泥、粗砂拌匀后填充,用木棍捣实,当生石灰块遇地下水消解后,填充料体积膨胀,起到挤压土基作用,提高了路基承载力。(3)石灰、水泥稳定碎石法:是用于苇塘、稻田、藕池的沼泽地区路基的处理。排水、清淤、清除草根植被后,将石灰和水泥混合,再将碎石与混合料拌和均匀,然后摊铺压实养护。(4)对路基采取强夯、预压等措施或使用土工织物。
5.路面不平
路面平整度是公路工程的主要舒适性指标,施工控制不好,平整度衰减很快。如果道路不平,会降低车速,增加行车颠簸,加大冲击力,损坏车辆,降低舒适性,减少安全性,降低经济效益和社会效益。出现的主要原因有:基层平整度控制不严,甚至出现波浪式起伏;路面施工控制不力,摊铺机及压路机的操作人员水平较低;基准线或滑靴失控,从目前路面施工情况看,滑靴已基本取代基准线但仍有其局限性。因此,施工时应从路基开始层层严格控制高程和平整度。并在保证压实度的基础上,合理控制路面面层微观构造和外观构造平整度。
6.水泥路面断板、开裂
由于土基强度不够或不均匀,或不重视路面基层,或在春秋两季施工的混凝土路面白天与晚上的温差大,而产生较大的翘曲应力致使板体开裂。在施工过程中应严格控制路基和基层的密实度、强度、稳定性、均匀性。控制混凝土所用原材料特别是水泥的技术指标,使用合格路用水泥和低碱含量水泥,同时禁止使用小窑水泥。论文大全。论文大全。另外,板块混凝土的过振,会产生分层离析,也将导致板块裂缝,所以振捣时要注意易产生不密实的部位的振捣,防止发生过振产生的混凝土分层。根据近几年的研究表明,为防止断板、开裂现象的发生,可采用碾压式干硬性混凝土,同时预留的伸缩缝必须符合要求。
总之,公路工程质量通病的治理必须思想上重视、管理上及时、技术上合理、措施上得力,建设、设计、监理、施工各方面、各环节齐抓共管,才能使我们的质量有根本的改观,才能建成精品工程。
参考文献
[1]张中国.公路工程用长期监视装置的开发[J].国外桥梁,1994,(3):22-25.
[2]李小松.公路工程维修与加固[M].北京:人民交通出版社,1997,6.
[3]肖 敏,雷昌龙.混凝土桥梁的病害防治[J].桥梁建设,2002,(2):36-39.
[4]惠云玲.混凝土结构中裂缝的分类、特征、原因及处理办法[J].工业建筑,1995,(8):9-12.
【论文摘要】本文根据某公路段软土地基的资料,对软土地基的处理方法进行了一些有益的探索。
1 软土地基的辨认
软土地基的确认是一项比较容易引起争议的工作,我们在具体施工时决定用量化的试验指标来控制和确认。在确定软土时要查明软土及与之共同存在的一般土层的成因、类别、范围、物理力学性质和必要的化学性质,以便采取经济有效的处理措施。既可降低造价,又能确保质量、缩短工期。由于各省区各公路工程的软土成因不尽相同,因此会同乐监理和业主确定了切实可行的鉴别方法,对本路段的主要软基取样并进行了试验分析,根据实验检测数据分析可得出以下规律:
1.1 土质的影响 一般天然细粒土的天然密度在1. 60~1. 75 g/ cm3之间,而水又是不可压缩的,密度远小于土的天然密度,所以对于同样的土质,含水量的增加必然导致土体干密度的减小,这也就意味着作为路基填料时其压实度的降低,这对地基成型后的强度和稳定性有重要的影响。
1.2 液塑限的影响 由以上结果分析,液塑限对软基的断定并非必然的联系,只要含水量控制得当,在透水性较好的砂砾料紧缺地段,用高液限土作路基填料也可取得很好的效果。事实上,在本工程中,我们遇到了相当多的高液限土(约为60 %),考虑到该工程为二级公路,压实度要求仅为94 %左右,为降低工程造价我们采取了分段开挖晾晒、换位填筑路基的办法,将软土全部挖除晾晒换填,考虑到路基耐久性的要求,只是在换填段增加了30~50mm 厚的砂砾料垫层,这样既解决了软土路段的交通问题,又避免了大量的土方调运,缩短了工期,降低了造价,取得了很好的综合效益。当然,高液限土( wl> 50 %) 是一种不适宜材料,击实试验表明液限大,最佳含水量也较大,自然对应的最大干密度就会较小,一般高液限粘土的最大干密度为1. 55~1. 65g/cm3。
1.3 孔隙比的影响 孔隙比与含水量有较大的关系,其公式为e0=Gρω(1+ω)/ρ-1,其中ρω为水的密度,G为土粒比重,ρ为天然密度,ω为含水量。若ω较大将导致分母ρ较小,必然导致e0较大。对于同种类别的土质(G近似恒值),可以说ω较大程度地决定了e0的大小。本工程资料中显示,其采用的是荷兰轻型触探仪来鉴别软土。使用方法:开沟清表30cm厚之后的连续第3个晴天,现场测试地基,当满足Cu≥25kPa 时即为软土深度,软基探测每断面间距10m,布置5个测点,或以5m×5m方格网“十”字角点作为触点。在实际使用中荷兰轻型触探仪对较深软土的适应性并不太好,很典型的软基,若深度超过1.5m,荷兰触探仪就处于失效状态,因为软泥对探杆的吸附作用已经成为不可忽略的因素。
2 实际施工中软土地基的处理
2.1 挖除换填碎片石方法 对于深度不太大的软基工程,在路堤范围内,将需要处理的软土挖除,动力触探合格后,用碎片石换填,可采用分段挖除,分段分层回填的方法。用于换填的石料强度应不小于15MPa,分层厚度不宜大于30cm,石料最大粒径不应大于层厚的2/ 3。依据规范,分层回填的碎片石应碾压合格,表面石块嵌挤紧密无松动,用镐刨不动,一般采用激震力320kN以上的压路机强震碾压无轮迹。
2.2 对于较深的软基 挖除换填工程量太大,资料显示,施工方采用了粉喷桩。粉喷桩主要是以粉体物质作加固料和原状土进行搅拌,经过理化作用生成具有较高强度的混合柱体,促使整个路堤产生足够的强度。一般采用水泥作为固化剂,最好用Po32.5级普通硅酸盐水泥,要依据施工时间选用水泥初终凝时间合适的水泥,防止未成型即已凝固。试验室应重点对水泥剂量进行监控,重点保证均匀性。我们配制了3 %~8 %的水泥剂量试验,发现3 %水泥几乎不能使软泥固结,6 %剂量能满足要求。但是室内配比不能完全代替施工情形,因此应该跟踪检测,应对7d 桩监控。对于不合格桩,应在原桩边上补桩,新桩与旧桩净距>20cm。如出现较多不合格桩应查找原因,进行改正。
2.3 抛石挤淤 用于存在多处鱼塘和常年积水的洼地。这些地方,软土层位于水下,更换土壤较为困难,或者基底直接落在含水量极高的淤泥中,土壤稠度远超过液限,透水性差、天然含水量大、压缩性高,且这些地方大多为高填方路堤,若对软基不加任何处理或处理不当,往往会导致路基失稳或过量沉降,造成公路不能正常使用。对于厚度较薄,表层无硬壳,片石能沉达底部的泥沼或厚度为3~4m的软土,采用抛石挤淤法效果最佳。当路堤较低且淤泥层较厚时,为增加换土高度,可用挖掘机自一端向另一端或由两端向中间逐段挖除上部3m左右的软泥并外运,挖除段落的长短,以挖掘机能够工作的最大水平距离为准,挖除一个段落后,即可进行抛石。抛挤时,沿路中线向前抛填,再向两侧扩展。当软土地层横坡陡于1∶10时,应自高处向低侧抛投,并在低侧边部多抛投,使低侧边部有2m宽的平台顶面。抛石达到地表常水位以上50mm时,在抛石回填的片石顶面上,铺10~30mm 厚碎石垫层(砂砾垫层) 并整平压实。整个路段铺筑碎石垫层(砂砾垫层) 并平整压实达到要求后,即开始路堤的正常填筑。抛石挤淤时,由于各处沉降不一致,从而在路堤下面残留部分软土,完工后,则会产生不利的不均匀沉降,因而必须注意垫层铺筑后的压实,以使淤泥挤出,减少这种不利影响。