軟土地基的處理措施

2021-03-05 09:21:33 字數 4360 閱讀 8837

1樓:苦味精味苦

1、強夯法處理。強夯法是利用重錘自由落下的巨大沖力能所產生地衝擊波反覆夯擊地基土,將夯面以下一定深度地土層夯實,以提高地基的承載力和土體的穩定性,降低壓縮性。由於夯擊能力大,加固深度也大。

對於一般的軟土地基加固有著良好的效果。現在常用的強夯技術加固軟土地基的方法有:擠密碎石樁加夯法、砂樁加夯法、真空/堆載預壓加強夯、強夯碎石墩。

2、粉煤灰應用法。粉煤灰具有容量小,滲透性好,有較高的靜力抗剪強度,較低的壓縮性,與石灰等鹼性物質產生水化反應後產生凝硬性。根據軟土地基存在的弱點,利用粉煤灰可處理軟土地基。

粉煤灰應用的主要有二灰樁,粉煤灰混凝土樁,粉煤灰固結樁等,與土體形成複合地基加固深層軟土地基。

2.1二灰樁法。(1)以粉煤灰為主的二灰樁,主要是對軟土地基產生擠密和置換作用。

用於軟土地基加固時,使複合地基承載力較天然地基承載力提高了142%,樁間土承載力提高了46%。(2)以石灰為主的石灰—粉煤灰樁,配比為粉煤灰:生石灰=3:

7-1:9,主要對地基產生置換,成孔擠密,膨脹擠密,脫水擠密和膠凝作用。

2.2粉煤灰固結樁。在軟土地基中採用粉煤灰固結樁,具有成型可靠,形狀任意選擇,造價低廉,改良地基的效果好,抗變形能力強,樁體密實度高等優點。

粉煤灰固結樁由粉煤灰,石膏,水泥加水而成,加壓注入尼龍袋中,擠密周圍土體,必要注漿管可上下反覆二次壓漿,尼龍袋具有模板,過濾脫水,加壓和增強等作用,由於灌注加壓排水措施,尼龍袋微孔在灰漿向外滲出的過程中,水只能向外滲,並被隔離在袋外,形成固結硬化均勻的樁體。

2.3粉煤灰混凝土樁。粉煤灰混凝土樁由粉煤灰,碎石,中粗砂和水泥組成,在軟土地區採用鑽孔壓漿工藝施工粉煤灰混凝土樁時,必須使混凝土的塌落度達到140-180mm,且碎石最大粒徑為1-3cm,為保證樁身強度和降低成本,摻入35%-45%中粗砂作為細骨料。

粉煤灰樁和樁間土一起通過鋪設在其上的褥墊層形成複合地基,其承載力的提高具有很大的可調性,沉降變形小,造價低。加入粉煤灰後,使樁體具有明顯的後期強度。根據其樁身強度較高的特點,在軟土地基中採用就可得到更高的承載力。

3、水泥土粉噴樁法。粉噴樁與周圍的土體形成複合地基,與土體結合緊密,承載能力較大,其樁體上存在應力集中現象,大部分荷載由樁體承擔,樁間土上的應力相應的減少,使複合地基承載力較原土層有所提高,沉降量有所降低。採用該法加固軟土地基時,水泥粉具有較大的吸水,發熱和膨脹作用,對樁間土起到一定的加固作用,同樣提高複合地基的強度。

在利用水泥土粉噴樁加固軟土地基時,需考慮各種因素對加固強度的影響:①要以水泥粉為加固料,其強度最高;②攪拌時間為2min時就可以達到最佳的攪拌效果,若攪拌時間太長,強度會有所降低,若攪拌的時間未達到2min時,強度會很低;③置換率越高,強度越高,而隨著齡期的增加,強度大致呈線性增加;④當含水量為某值時,樁體的強度達到最高,一般樁體的需水量為4kg/m。

4、振衝法。在軟土地基中應用振衝法,就是在地基中嵌入一根根砂石樁柱,形成一種複合地基,這種地基的承載力標準應根據現場複合地基荷載試驗確定。振衝法就是利用振衝器的振動力和水衝作用形成連續的孔洞,直至設計的加固深度。

5、渣土樁法。在加固過程中,由於重錘的衝擊能造成一系列壓縮波,使土體內出現排水網路,土的滲透性驟然增大,孔隙水迅速排出,孔隙壓力很快消散,從而產生瞬時沉降,使土體壓密,強度提高;同時重錘的衝擊作用使填料向夯擊方向和側向擠密,從而對其周圍的土體產生擠密加固作用,形成一個自內向外的擠密圈。在擠密過程中,周圍土體的孔隙水壓力隨之增高,形成超靜孔隙水壓力。

根據巴倫固結原理因為固結時間與排水距離的平方成正比,所以,增加排水途徑,縮短排水距離,才能加速軟土固結,提高地基承載力。加固柱體本身與軟基有不同強度,它既是軟土固結的排水體,又是基礎的渣土樁。渣土樁和擠密後的地基**同組成複合地基,從而提高地基強度並減小地基變形。

6、排水固結法。目前公路軟基的處理要綜合考慮經濟適用、穩妥可行、施工簡便的方法。首選是排水固結,它通過在軟土地基設定的豎向排水體,改變原有地基的邊界條件,增加孔隙水的排除途徑,大大縮短了固結時間,一般採用袋裝砂井和塑料排水板配合砂墊層來達到上述目的。

7、複合地基處理法。複合地基是用專門機械將固化劑、水泥、石灰或摻加粉煤灰單一的或混合物噴出後,在地基深處就地與軟土強制攪拌,利用固化劑和軟土間發生的一系列物理化學作用,在原地基中形成強度、剛度較大的加固樁體,同時也使樁周土體性質得到改善,使樁體與樁間土體形成複合地基共同承擔外部荷載,可實現穩定條件下的快速填土。這些加固土樁,不考慮加固土樁加快地基的排水固結速度和對地基的擠密作用,僅考慮樁的置換作用、應力集中效應,進而減少總沉降量。

加固土樁按施工劃分有拌和法和粉噴法。

2樓:妙心獨運

軟土地基是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。其承載能力很低,一般不超過50kn/m2。在軟土地基修築堤防工程,必須解決好四個方面的問題:

①地基的強度和穩定性問題。②地基的變形問題。③地基的滲漏和溶蝕問題。

④地基的振動液化與振沉問題。因此,研究堤防工程軟土地基的特徵,提出相應的處理措施就十分重要了。

一、軟土地基的特徵 軟弱土包括淤泥、淤泥質土、雜填土及飽和鬆散粉細砂與粉土。堤防工程中主要是指天然孔隙比大於或等於1.5的亞粘土、粘土組成的淤泥和天然孔隙比大於1.0小於1.5的粘土組成的淤泥質粘土。其主要特徵如下:

1.孔隙比和天然含水量大 我國軟土的天然孔隙比e一般在1~2之間,淤泥和淤泥質土的天然含水量w=50~70%,高的可達200%,普遍大於液限。 2.壓縮性高 我國淤泥和淤泥質土的壓縮係數一般a1~2都大於0.5mpa-1,建造在這種軟土上的建築物將發生較大的沉降,尤其是沉降的不均勻性,會造成建築物的開裂和損壞。

3.透水性弱 軟弱土儘管其含水量大,透水性卻很小,滲透係數k≤1(mm/d)。因此,土體受到荷載作用後,呈現很高的孔隙水壓,影響地基的壓密固結。

4.抗剪強度低 軟土通常呈軟塑~流塑狀態,在外部荷載作用下,抗剪效能極差,我國軟土無側限抗剪強度一般小於30kn/m2(相當於0.3kn/m2)。不排水剪時,其內摩擦角幾乎為零,抗剪強度僅取決於凝聚力c,一般c<30kn/m2;固結快剪時,內摩擦角=5°~15°。

5.靈敏度高 軟粘土上尤其是海相沉積的軟粘土,在結構未被破壞時具有一定的抗剪強度,但一經擾動,抗剪強度將顯著降低。其靈敏度(含水量不變時原狀土與重塑土無側限抗壓強度之比)一般在3~4之間,有的甚至更高。

二、軟土地基失穩的機理 引起軟土地基上堤防滑動破壞的原因,在於軟弱地基中某一面上的剪應力大於等於它的極限抗剪強度。究其原因主要有兩個方面:一是由於剪應力的增加。

例如:堤防加高加寬引起堤身重量加大、降雨使土體容重增加、水位降落產生滲透壓力,**和打樁引發動荷載等。二是由於軟土地基本身抗剪強度的減小。

例如:孔隙水壓力的升高、氣候變化旌乾裂和凍融、粘土夾層因浸水而軟化以及粘性土的蠕變等。 根據《堤防工程設計規範》gb50286—98規定,假定滑動面以上土體為剛體,並以它為脫離體,分析在極限平衡條件下其上的全部作用力,並以整個滑動面上的平均滑動力與平均阻滑力之比來定義它的安全係數,即:

k=fz/fh 式中:k—堤防穩定安全係數;k>1時土體處於穩定狀態,k<1時土體處於滑動狀態或有滑動的趨勢,k=1時土體處於臨界狀態。k值一般取1﹒05~1﹒30; fz—作用於滑動面處的平均阻滑力,kn; fh—滑動面處土體的平均滑動力,kn。

三、軟土地基處理的措施 1.堤身自重擠淤法 該方法就是通過逐步加高的堤身自重將處於流塑態的淤泥或淤泥質土外擠,並在堤身自重作用下使淤泥或淤泥質土中的孔隙水壓力充分消散而增加有效應力,從而提高地基的抗剪強度能力。在擠淤過程中為了不致產生不均勻沉陷,施工時應放緩堤坡、減慢堤身填築速度,分期加高。

該方法具有節約投資的優點和施工期長的缺點。適用於地基呈流塑態的淤泥或淤泥質土,且工期不太緊的情況。 2.

拋石擠淤法 該方法就是把一定量和粒徑的塊石拋在需要進行處理的淤泥或淤泥質土地基中,將原基礎處的淤泥或淤泥質土擠走,從而達到加固地基的目的。通常將不易風化的石料(尺寸一般不宜小於30cm)拋填於被處理堤基中,拋填方向根據軟土下臥地層橫坡而定。最後在上面鋪設反濾層。

這種方法施工技術簡單、投資較省,常用於處理流塑態的淤泥或淤泥質土地基。 3.墊層法 墊層法就是把靠近堤防基底的不能滿足設計要求的軟土挖除,代以人工回填的砂、碎石、石渣等強度高、壓縮性低、透水性好、易壓實的材料作為持力層。其優點是可以就地取材、**便宜、施工工藝比較簡單。

適用於軟土埋深較淺、開挖方量不太大的場地。 4.預壓砂井法 預壓法是在排水系統和加壓系統的相互配合作用下,使地基土中的孔隙水排出,有效應力增加達到硬化固結的目的。

其基本做法如下:先將加固範圍內的植被和表土清除,上鋪砂墊層;然後垂直下插塑料排水板,砂墊層中橫向佈置排水管,用以改善加固地基的排水條件;再在砂墊層上鋪設密封膜,用真空泵將密封膜以內的地基氣壓抽至80kpa以上。該方法加固時間長,抽真空處理範圍有限,適用於工期要求較寬的淤泥或淤泥質土地基處理。

流變特性很強的軟粘土、泥炭土不宜採用此法。 5.振動水衝法 振衝法是利用一根類似插入式混凝土振搗器的機具——振衝器(有上、下兩個噴水口),在振動和衝擊荷載作用下,先在地基中成孔,再在孔內分別填入砂、碎石等材料,並分層振實或夯實,使地基得以加固。

用砂樁、碎石加固初始強度不能太低(初始不排水抗剪強度一般要求大於20

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