狄欣 楊娟
摘 要:軟土地基的強(qiáng)度不高,沉降量大且極為不均勻,因此對工程的危害極大,本文分析了軟土地基的工程特性,并闡述了軟土地基的處理措施,最后以具體工程為例,探討了該工程的軟土地基處理技術(shù)。
關(guān)鍵詞:軟土地基;特性;處理措施
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.137
0 引言
所謂特殊土,指的是與一般土而言其工程性質(zhì)有顯著差異的土類,具體表現(xiàn)為有獨(dú)特的物理力學(xué)性質(zhì)以及工程性質(zhì),同時其物質(zhì)構(gòu)成及結(jié)構(gòu)構(gòu)造也有特殊性。我國土地遼闊,在不同的區(qū)域由于氣候、自然條件、地理地質(zhì)及人類生活的影響,形成了各種各樣的特殊土,但起分布又有一定的規(guī)律性,有著較為明顯的地域性。在我國,常見的特殊土包括軟土、紅黏土、膨脹土、凍土及濕陷黃泥土等,它們的工程性質(zhì)差異很大,對工程的影響和危害也很大,本文以常見的軟土為研究對象,探討了起地基處理技術(shù)。
1 軟土的工程特性及地基處理技術(shù)
1.1 軟土的工程特性
軟土的工程特性如下:(1)觸變性:軟土的觸變性,主要是指當(dāng)軟土在受到外界作用發(fā)生振動后,其連接結(jié)構(gòu)就發(fā)生了破壞,使軟土的強(qiáng)度很快減低,或者使土變?yōu)橄♂尃顟B(tài)。常用靈敏度來衡量觸變性的大小。對于軟土地基而言,觸變性越大,在受到振動載荷后,更容易產(chǎn)生側(cè)向位移、沉降或者內(nèi)陷。(2)流變性:軟土的流變性主要反映了其剪切變形,對于軟土而言,除排水固結(jié)可能造成變形外,弱起收到剪切力,也可以產(chǎn)生變形,這就是軟土的流變性。軟土的流變性與建筑物地基的沉降有著較大的關(guān)系,對于堤岸、碼頭等工程的穩(wěn)定性不利。(3)高壓縮性:高壓縮性反映了軟土的壓縮性能,一般而言,軟土在受到100kpa左右的垂直壓力時,就可能發(fā)生壓縮變形,因此軟土的高壓縮性表現(xiàn)為建筑物的沉降量大。(4)低強(qiáng)度:因?yàn)檐浲恋挠|變性、流變性及高壓縮性等特性,所以其地基強(qiáng)度很低,不排水剪切強(qiáng)度大都超過25kpa。(5)低透水性:低透水性是軟土的又一工程特性,其非常弱的透水性能不利于建筑物地基的排水固結(jié),因此也會造成沉降持續(xù)的時間更長。此外,在開始加載載荷時,常會出現(xiàn)較高的孔隙水壓力,也會對地基在強(qiáng)度產(chǎn)生影響。(6)不均勻性:因沉降環(huán)境的不同使得軟土層中的層理良好,在層中局部分布著不均勻但較密實(shí)的顆?;蛏皩?,但其在分布上存在差異,因此作為地基,還是容易出現(xiàn)差異沉降。
1.2 軟土地基的地基處理措施
依據(jù)軟土地基的分布特點(diǎn)以及現(xiàn)場的工程條件,同時結(jié)合建筑物的特性,軟土地基有以下幾種主要的地基處理技術(shù):(1)墓穴、古河道以及暗塘等軟土地基的處理:對于這類軟土地基,若需處理的面積不大時,可以采用換填或者基礎(chǔ)加深的方式處理,對于寬度不大的軟土地基,可以采用基礎(chǔ)梁跨越軟土地基的方式處理。當(dāng)需要大范圍處理軟體地基時,一般要進(jìn)行短樁加固處理,常見的端莊包括砂樁、灰土樁、旋噴樁及預(yù)制樁。對于樁的相關(guān)參數(shù),需要通過試驗(yàn)來確定。(2)表層及淺層不均勻地基及軟土的處理方法:長采用機(jī)械碾壓法或夯實(shí)法來處理不均勻地基,而淺層軟土地基的處理一般采用打墊層的方式,即墊層法。(3)深厚軟土地基的處理方法:深厚軟土地基的處理主要包括兩種方法,即排水加固法和樁基礎(chǔ)。采用排水加固法,首先進(jìn)行施加載荷預(yù)壓,或者結(jié)合沙井、袋裝沙井進(jìn)行預(yù)壓。若堆載材料不足時,也可以進(jìn)行真空預(yù)壓。一般而言,預(yù)壓的載荷大小應(yīng)略大于設(shè)計(jì)載荷。應(yīng)依據(jù)建筑物的自身工程特性要求以及對周邊環(huán)境的影響程度,同時結(jié)合軟土的固結(jié)情況來確定預(yù)壓的時間、等級以及速率等參數(shù);一般而言,對于載荷很大,同時對沉降要求很嚴(yán)格的建筑物宜采用樁基礎(chǔ)法,能有效減小沉降或者差異沉降量。
2 軟土地基處理技術(shù)實(shí)例
2.1 工程概況
某城市主干道道路工程,全長15.7km,設(shè)計(jì)紅線寬度為70m,設(shè)計(jì)時速80km/h,雙向八車道。地質(zhì)勘測結(jié)果表明,該道路的地質(zhì)條件較差,約70%的路面地基為軟土地基,且道路沿線的地下水水位較高,在沿線還有多處水坑水洼地段,因此,在道路施工過程中,如何對該工程的道路路基,即軟土地基進(jìn)行處理,是整個工程的關(guān)鍵。
2.2 該工程的地基處理措施及處理結(jié)果。
該道路為城市主干道,道路等級為高等級公路,依據(jù)設(shè)計(jì)要求,其路基的回彈模量應(yīng)高于30MPa,因此在施工過程中,必須采取應(yīng)對措施對地基進(jìn)行加固處理,否則無法滿足設(shè)計(jì)要求。依據(jù)地勘結(jié)果,該公路軟土地基在占比大,路段長,且形成的原因各異,有地是因?yàn)榕f河道形成的軟土地基,也由的是因?yàn)樗铀?,還有一些路段地基位于現(xiàn)有農(nóng)田上或者因?yàn)榈叵滤坏仍蛐纬傻能浲恋鼗?。此外,因軟土地基形成的原因不同,因此軟土地基的工程特性也有較大差異,厚薄不均。因此,對于復(fù)雜的軟土地基情況,指揮部會同設(shè)計(jì)、施工、勘測及監(jiān)理部門進(jìn)行了專題討論,針對性的探討各種軟土地基的處理措施,分別如下:(1)對于位于水坑水洼等區(qū)域的軟土地基,因其有較高的含水量,且軟土層的厚度較大,因此主要采用換填法來處理。首先抽干水坑水洼里剩余的明水,然后對立面的淤泥進(jìn)行清除,直至原狀土層。清除完畢后采用素混凝土進(jìn)行回填,但素混凝土的含水量必須控制。回填后進(jìn)行碾壓,碾壓深度為地基設(shè)計(jì)標(biāo)高以下30cm,在換填層之上分兩層采用10%的石灰土加固,加固厚度30cm,剛好至地基設(shè)計(jì)標(biāo)高。(2)因農(nóng)田而形成的軟土地基,因里面存在一層腐殖土,且地基常年浸泡,所以其含水量也非常高,承載能力非常低。根本無法滿足路基的設(shè)計(jì)要求。對于這類軟土,主要采用石灰土進(jìn)行加固處理。具體操作為:沿路床往下挖深18cm,然后撒布生石灰,再進(jìn)行槽碾壓,然后做18cm厚的灰土。(3)因位于舊河道上的軟土地基,需采用墊層與灰土相結(jié)合的方式。具體為將路基挖深70cm,然后鋪設(shè)片石,厚度為50cm,并用砂礫填縫,進(jìn)行碾壓后在布置20cm厚的灰土。(4)因地下水位淺而形成的軟土地基,擬采用墊層法來處理。首先將路基挖至50cm深,然后采用砂礫分層回填并碾壓,回填厚度50cm至路基即可。
3 結(jié)論
本工程軟土地基情況復(fù)雜,針對不同的軟土地基,本工程采用了不同的處理方法,經(jīng)過路基承載力檢測,都完全滿足設(shè)計(jì)要求。
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作者簡介:狄欣(1980-),本科,工程師。