软土有哪些工程地质
A. 软土的工程地质问题防治措施有哪些
软土的工程地质问题和防治措施软土地基的变形破坏主要是承载力内低,地基变形大或发生挤出容,造成建筑物的破坏。且易产生不均匀沉降。在软土地基设计中,经常采取以下措施:1.
轻基浅埋;
2.
减小建筑物作用于地基的压力;
3.
侧向约束地基土,在四周打板桩基础;
4.
设置反压护道;
5.
若软土层<2m,可采用换土法;6.
另外,还有其它的一些方法,如:砂井、排水砂垫层、爆破排淤、石灰砂桩、柴排、电渗排水等。在软土地区修建铁路,主要存在地基的沉降和地基的稳定性问题。
B. 软土有哪些工程特性
软弱土是指淤泥、淤泥质土和部分冲填土、杂填土及其他高压缩性土。这类土的物理特性大部分是饱和的,含有机质,天然含水量大于液限,孔隙比大于1。当天然孔隙比大于1.5时,称为淤泥;天然孔隙比大于1而小于1.5时,则称为淤泥质土。这类土的抗剪强度很低,压缩性较高,渗透性很小,并具有结构性,广泛分布于我国东南沿海地区和内陆江河湖泊的周围,是软弱土的主要土类,通称软土。一般具有下列工程特性:(1)含水量较高,孔隙比大。一般含水量为35%~80%,孔隙比为1~2。(2)抗剪强度很低。根据土工试验的结果,我国软土的天然不排水抗剪强度一般小于20kPa,其变化范围在5~25kPa;有效内摩擦角约为20°~35°;固结不排水剪内摩擦角12°~17°。正常固结的软土层的不排水抗剪强度往往是随距地表深度的增加而增大,每米的增长率约为1~2kPa。加速软土层的固结速率是改善软土强度特性的一项有效途径。(3)压缩性较高。一般正常固结的软土的压缩系数约为α1-2=0.5~1.5MPa-1,最大可达α1-2=4.5MPa-1;压缩指数约为Cc=0.35~0.75 (4)渗透性很小。软土的渗透系数一般约为1×10-6~1×10-8cm/s (5)具有明显的结构性。软土一般为絮状结构,尤以海相粘土更为明显。这种土一旦受到扰动,土的强度显著降低,甚至呈流动状态。我国沿海软土的灵敏度一般为4~10,属于高灵敏度土。因此,在软土层中进行地基处理和基坑开挖,若不注意避免扰动土的结构,就会加剧土体变形,降低地基土的强度,影响地基处理效果。(6)具有明显的流变性。在荷载作用下,软土承受剪应力的作用产生缓慢的剪切变形,并可能导致抗剪强度的衰减,在主固结沉降完毕之后还可能继续产生可观的次固结沉降。 软弱土地基处理方法主要有换填垫层法、预压法、强夯法和强夯置换法、振冲法、砂石桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、夯实水泥土桩法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、石灰桩法、灰土挤密法和土挤密法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法。各种地基处理方法适用范围及原理等请参考《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002。参考资料:地基及基础(第三版) 中国建筑工业出版社
C. 工程地质知识:软土地基的处理方法有哪几种
软土的工程地质复问题和防制治措施软土地基的变形破坏主要是承载力低,地基变形大或发生挤出,造成建筑物的破坏。且易产生不均匀沉降。在软土地基设计中,经常采取以下措施:1. 轻基浅埋; 2. 减小建筑物作用于地基的压力; 3. 侧向约束地基土,在四周打板桩基础; 4. 设置反压护道; 5. 若软土层<2m,可采用换土法;6. 另外,还有其它的一些方法,如:砂井、排水砂垫层、爆破排淤、石灰砂桩、柴排、电渗排水等。在软土地区修建铁路,主要存在地基的沉降和地基的稳定性问题。
D. 软土工程地质
软土是指天然含水量大、压缩性大、承载力低的一种软塑到流塑状态的黏性土;如淤泥、淤泥质土以及其他高压缩性饱和黏性土、粉土等。黄河三角洲地处渤海之滨,具有软土的沉积环境,钻探资料也表明区内呈片状分布着软土。
(1)软土的划分标准
本次划分软土采用如下标准:当满足下列条件之一时,并且厚度大于0.50m,将其确定为软土层。
1)承载力标准值fk<80kPa;
2)标贯锤击数N63.5≤2;
3)静力触探锥头阻力qc<0.5MPa;
4)流塑状态。
(2)软土的空间分布
利用工程地质钻孔资料和相应试验数据的分析,圈定出软土的分布范围及埋藏条件,绘制软土分布图(图4.4)。
软土主要分布于黄河三角洲东北部滨海地带、河口—刁口码头一带、利津县罗镇—黄河故道西、垦利县下镇东部,另外在利津县明集—广南水库一线呈不连续片状、碟状分布。
(3)软土的成因及主要物理力学性质
研究区软土具有两种成因:
1)烂泥湾相沉积:在历次河口的两侧,沉积的以细粒成分为主的土层,一直处于饱和状态,排水固结过程进展缓慢,所以土的力学性质很差。颜色以灰褐色为主,流塑态,土质细腻,岩性以粉质黏土为主,夹粉土和黏土薄层。
图4.4 黄河三角洲软土分布图
2)滨海湖沼相沉积:颜色以灰—灰黑色为主,有机质含量较高,具腥臭味,为淤泥或淤泥质土。
黄河三角洲地区软土的主要物理力学指标统计结果见表4.5,可以看出:区内软土具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、承载力低等特点,在荷载作用下变形较大,对建筑物极为不利。因此,在工程建设规划时,应尽量避开有软土分布的地区。在无法避开软土的情况下,应对区内的软土有足够的重视,采取一定的处理措施。
表4.5 软土主要物理力学指标统计表
注:e—孔隙比,无量纲;IL—液性指数,无量纲。
E. 中国沿海全新世软土的工程地质特征
随着我国全新世的环境和海岸演变研究的加强,详细的第四纪研究资料不断出现。目前要紧的是将工程地质研究与第四纪研究有机地结合起来,以加深对沿海软土的认识,从而更好地为国家建设服务。
一、软土的概念
软土的概念或判别是新中国成立以后在工程地质界和土力学界逐步形成的,它是以形成的地质过程和存在的物理状态两个方面加以规定的,且后者是主要的。《软土地区工程地质勘察规范》( 1992)对软土的规定具体化为3条:①外观以灰色为主的细粒土;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。《岩土工程勘察规范》(1995)将软土规定为“天然孔隙比大于或等于1.0,且天然含水量大于液限的细粒土应判定为软土,包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等,其压缩系数宜大于0.5M Pa-1,不排水抗剪强度值小于30K Pa。”这两本规范对软土在概念和判别上的规定基本一致,但也有微小的差别。从物理力学指标看,前者指出了天然含水量不仅大于液限,也可等于液限;后者指出了力学指标,但说得灵活,只是“宜”,而它的两项物理指标则是必须满足的判定指标。从地质因素来看,前者指出了以灰色为主的细粒土的外观特征来显示沉积环境;后者直接使用了淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等的地质名词。这里需要讨论一下软土与淤泥、泥炭两类名词的概念及其相互关系。软土是土力学、工程地质学上的一个名词,淤泥、泥炭是沉积岩石学上的一个名词,两者既有区别又有联系。两者的区别在于两个学科的研究目的和任务不同,一个主要研究地质体的强度和变形等特征;另一个主要研究地质体的成分和结构等特征:联系在于它们都是研究同一个地质体,在浅层的条件下,两个名词几乎指的是同一东西,大体上可以互相预示。也正是这种预示,才能架起工程地质研究和第四纪研究的桥梁。
二、沿海全新世软土的分布
赵希涛教授在《中国沿海全新世海面变化的基本特征》一文中有关泥炭层的一段:“在我国沿海地区与近岸陆架地区下数米或二三十米,往往发现全新世潟湖相或与海水有某种水力联系的湖沼相(或河漫滩洼地型)泥炭或富含有机质淤泥。它们紧贴第一海相层之下或之上分布,上、下泥炭层向陆逐渐合一。下泥炭层多形成于距今10000~8000a间,上泥炭层多形成于距今5000~2000a间,在海侵影响区之外,全新世泥炭发育时期几乎连续,而以中全新世发育最好”。这里指的泥炭或富有机质淤泥,以及第一海相层都可初步判别为软土,可见沿海全新世的软土分布较广,成因和地层也多样。这些第四纪地质研究成果可作为工程地质研究的基础。
三、沿海全新世软土的工程地质
1.一般物理力学性质指标
淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等一般可初步判别为软土,但最终判定还要靠物理指标。因此,将我们多年来在编制规范过程中所积累起来的工程地质资料,主要是生产实践资料,结合我们能够掌握的第四纪地质资料,经过分析和判断,列出我国沿海全新世软土的一般物理力学指标(表1),供建设中参考。
表1 中国沿海全新世软土一般物理力学指标
2.全新世沉积物的工程地质特点
早全新世甚至晚更新世已有软土存在。但中全新世是暖期,有利于软土的发育,是形成软土的主要时期,且其距今较近,地层埋藏甚浅,是工程建筑经常作用的不良地层。至晚全新世时,气候变成干凉,在软土之上逐渐形成了一层较密实的地层。这在气候带的变迁下,在东北、华北、华中的沿海一带更为明显,工程界称之为“硬壳层”。此层在地表分布甚广,是沿海地区一层较好的持力层,“轻基浅埋”就是针对这种地层的特点总结出来的经验。所谓轻基就是基础及其上部结构物采用轻型结构,浅埋即基础埋置深度应尽量放浅。有时硬壳层很薄,但也不宜全部挖除,可以作为保护层而保留,以防止施工时其下的软土扰动。
四、结语和讨论
1)软土是一种特殊土,在一定的自然条件下形成,具有一定的物理力学性质。如果单以判别指标判定,饱和黄土和饱和红土都可以达到判别指标,但不能成为软土,因为它们形成的地质过程不同,呈现的工程地质特点也不同。用以灰色为主的外部特征来表征软土,会很容易将具有同样物理指标的以黄色为主的饱和黄土和以红色为主的饱和红土迅速区别开,这对软土的判别无疑是有意义的。
2)中全新世软土,因其埋藏甚浅,是工程建筑普遍作用到的不良地层。由于其压缩性高,透水性低,具有触变性、流变性和不均匀性,除应正确判别沉积物、评价其具体特点外,更重要的是如何将其改良加固,以满足工程建设的需求。晚全新世的沉积物,覆盖在地表,与工程建筑的活动更加密切。由于它是一层中压缩性或低压缩性的黏质砂土等较密实的地层,它不仅能够作为一层较好的持力层,而且可以作为保护层,以免其下的软土扰动、丧失软土的结构强度和出现稀释状态。
3)沿海的第四纪研究,对软土的工程地质意义重大。随着测年资料的增多、古环境的重建,第四纪研究成果会有效地应用于工程建设中。以往沿海软土的工程地质研究,因生产要求的时间紧迫,常习惯于用工程措施,深入考虑第四纪地质较少,常造成不必要的损失和遗憾。两者的相互结合和渗透定会产生好的效果。
参考文献
[1]建设部.1992.软土地区工程地质勘察规范.北京:中国建筑工业出版社.
[2]建设部.1995.岩土工程勘察规范.北京:中国建筑工业出版社.
[3]赵希涛.1984.中国沿海全新世海面变化的基本特征.中国海岸演变研究.福州:福建科学技术出版社.
[4]孙更生,郑大同.1984.软土地基与地下工程.北京:中国建筑工业出版社.
(本文原载:《中国应用第四纪研究——全国第二届应用第四纪学术会议论文集》,成都:成都科技大学出版社,2000年5月,94~97页)
F. 常见的不良地基土有哪些其工程地质问题是什么
变形控制原则比按强度控制原则更为重要。
软土地基主要受力层中的倾斜基岩或其他倾斜坚硬地层,是软土地基的一大隐患。其可能导致不均匀沉降,以及蠕变滑移而产生剪切破坏,因此对这类地基不但要考虑变形,而且耍考虑稳定性。若主要受力层中存在砂层,砂层将起排水通道作用,有利于地基承载力的提高。
水文地质条件对软土地基影响较大,如抽降地下水形成降水漏斗将导致附近建筑物产生沉降或不均匀沉降;基坑迅速抽水会使基坑周围水力坡度增大而产生较大的附加应力,致使坑壁坍塌;承压水头改变将引起地面的明显沉降等。这些在岩土工程评价中应引起重视。此外,沼气逸出对地基稳定和变形也有影响,通常应查明沼气带的埋藏深度、含气量和压力的大小,以此评价对地基的影响程度。建筑施工的加荷速率的适当控制,或改善土的排水固结条件可提高软土地基的承载力及稳定性。即随着荷载的施加地基土强度逐渐增大,承载力得以提高;反之,若荷载过大,加荷速率过快,将出现局部塑性变形,甚至产生整体剪切破坏。
8.3.3软土地基工程应注童事项
在软土地区修建桥梁或其他建筑物,首先应对地质、水文状况进行详尽的勘察,查明欲建场地软土的地质及工程特性,掌握全面的、翔实的第一手资料,这是正确设置桥跨或其他结构物,选择适当结构类型的首要条件,也是设计和施工能紧密结合实际情况,采取有针对性工程措施的关键环节。
软土地基的强度、变形和稳定是工程中必须全面充分注意的问题,是造成桥梁或其他建筑物产生过大或差异沉降、位移、倾斜、开裂和失稳等严重损坏事故的主要原因。国内外从实践中对软土地基上的基础工程设计技术、施工方法、地基加固等方面已积累了不少成功经验和科研成果,只要对这些成果借鉴和使用得当,则软土地基上的桥梁或其他建筑物的安全是能得到保证的。以下着重介绍有关软土地区桥梁基础工程应注意的事项,其他建筑物也可参考。
1.合理布设桥涵
在软土地区,桥梁位置既要与线路走向协调,又要特别注意桥梁建筑物对工程地质的要求,如果地基土层深,厚软黏土,特别是流动性的淤泥、泥炭和高灵敏度的软土,不仅设计技术条件复杂,而且将给施工、养护、运营带来许多困难,应力求避免。另选择软土较薄、均匀、灵敏度较低的地段应更为有利。对于小桥涵,可优先考虑地表硬壳层较厚,下卧层为一般均匀软土处,以争取采用明挖刚性扩大基础,降低造价,方便施工。
在确定桥梁总长、桥台位置时,除应考虑泄洪、通航要求外,究竟应将桥台覆于何处,不能拘泥于在一般地质状况下的习惯做法,应考虑合理的利用地形,地质条件,适当的延长桥长,使桥台置于地基土质较好或软土较薄处,用桥梁代替高路堤,减少桥台和填土高度,会有利于桥台、路堤的稳定,在造价、占地、运营条件和养护费用等通盘考虑后,往往在技术上、经济上都是合理的。
软土地基上桥梁宜采用轻型结构,尽量减轻上部结构及墩台自重。由于地基易产生较大不均匀不变,一般以采用静定结构或整体性较好的结构为宜,如桥跨结构可采用钢筋混凝土箱形梁,桥台采用十字形、U形桥台,桥墩采用空心薄壳结构等。桥洞宜用钢筋混凝土管涵、整体基础钢筋混凝土盖板涵、箱涵以保障桥身刚度和整体性。
设计时所用到的软土的有关物理力学性质参数,应尽可能通过现场原位试验取得。并应注意,我国沿海、内陆等地的软土由于沉积年代,环境的差异,成因的不同,他们的成层条件,粒度组成,矿物成分有所不同。有时其物理力学性质指标虽相近,但工程性质并不相近,故不应相互借用。
2.软土地基桥梁基础设计应注意事项
为保证地基稳定并控制沉降在容许范围内,作为设计者应从减轻荷载和提高地基承载力两方面着手。对于上部结构设计来说,控制建筑物的长高比,采用轻型材料,充分利用硬壳土层作持力层,加强基础的刚度和强度等都是有利地基稳定,减少沉降和不均匀沉降的有益措施。对于基础设计来说,首先要确定天然地基的承载能力和由于施加荷栽可能产生的最大沉降量、沉降差,并据以确定地基是否需要加固。如软土地基上的路堤就有“填筑临界高度”的规定,即指天然地基上用快速施工方法修筑一般断面路堤所能填筑的最大高度。并非凡是软土地基,就一定加固处理。
软土地区的桥梁基础,常用的是刚性扩大基础和桩基础,也有用沉井基础的,在软土地基上设置上述类型基础时,应注意以下几个问题:
(1)刚性扩大浅基础。在较稳定、均匀、有一定强度的软土上修建结构简单、对地基沉降要求不严的短跨径桥梁,常争取采用天然地基(或配合砂砾垫层)上的刚性扩大浅基础。但常产生诸如:因软土的局部塑性变形而使墩台发生不均匀沉降,由于台后填土的影响使桥台前后端沉降不均而发生后仰,有时还同时使桥台向前滑移等工程事故,因此,在设计时应注意对基础受力不同的边缘(如桥台的前趾、后踵)沉降的检算及其抗倾覆、滑动检算。
防治措施:可采用人工地基,如有针对性的布设砂砾垫层,对地基进行加载预压以减少地基的沉降和调整沉降差,或
G. 软土具有哪些工程性质
第二章 软土及其复工程地质特制征
第2.0.1条 软土的判别应符合下列要求:
一、外观以灰色为主的细粒土;
二、天然含水量大于或等于液限;
三、天然孔隙比大于或等于1.0。
第2.0.2条 软土的工程性质特点是高压缩性,低强度,高灵敏度和低透水性。在较大的地震力作用下易出现震陷。
第2.0.3条 软土层具有良好的层理,在互层中伴随有少数较密实的颗粒较粗的粉土或砂层,成为软土层中的变异土层。
第2.0.4条 我国软土的主要分布区,按工程性质结合自然地质地理环境,可划分为三个地区,即沿秦岭走向向东至连云港以北的海边一线,作为Ⅰ、Ⅱ地区的界线;沿苗岭、南岭走向向东至莆田的海边一线,作为Ⅱ、Ⅲ地区的界线(附录一)。这一分区可作为区划、规划和勘察的前期工作使用。
H. 一级建造师复习资料:软土基坑的主要地质问题有哪些
软土基坑工程地质问题主要包括两个方面:土质边坡稳定和基坑降排水。
在软专土基坑施工中属,为防止边坡失稳,保证施工安全,通常采取的措施有:采取合理坡度、设置边坡护面、基坑支护、降低地下水位等。
软土基坑降排水的目的主要有:增加边坡的稳定性;对于细砂和粉砂土层的边坡,防止流砂和管涌的发生;对下卧承压含水层的黏性土基坑,防止基坑底部隆起;保持基坑土体干燥,方便施工。软土基坑开挖的降排水一般有两种途径:明排法和人工降水。其中人工降水经常采用轻型井点或管井井点降水两种方式。
I. 软土有什么工程特性
1、高压缩性:软土由于孔隙比大于1,含水量大,容重较小,且土中含大量微生物、腐植质和可燃气体,故压缩性高,且长期不易达到稳定。在其它相同条件下,软土的塑限值愈大,压缩性亦愈高。
2、抗剪强度低:因此软土的抗剪强度最好在现场作原位试验。
3、透水性低:软土的透水性能很低,垂直层面几乎是不透水的,对排水固结不利,反映在建筑物沉降延续时间长。同时,在加荷初期,常出现较高的孔隙水压力,影响地基的强度。
4、触变性:软土是絮凝状的结构性沉积物,当原状土未受破坏时常具一定的结构强度,但一经扰动,结构破坏,强度迅速降低或很快变成稀释状态。软土的这一性质称触变性。所以软土地基受振动荷载后,易产生侧向滑动、沉降及其底面两侧挤出等现象。
5、流变性:是指在一定的荷载持续作用下,土的变形随时间而增长的特性。使其长期强度远小于瞬时强度。这对边坡、堤岸、码头等稳定性很不利。因此,用一般剪切试验求得抗剪强度值,应加适当的安全系数。
6、不均匀性:软土层中因夹粉细砂透镜体,在平面及垂直方向上呈明显差异性,易产生建筑物地基的不均匀沉降。
(9)软土有哪些工程地质扩展阅读:
我同软土分布广泛,丰要位于沿海、平原地带、内陆湖盆、洼地及河流两岸地I必沿海、平原地带软土多位于大河下游入海三角洲或冲积平原处,例如:
长汀、珠江三角洲地带,塘沽、温卅I、闽江口平原等地带;内陆湖盆、洼地则以洞庭湖、洪泽湖、久湖、滇池等地为代表;山问盆地及河流中下游两岸漫滩、阶地、废弃河道等处也常有软土分布;沼泽地带则分仿着富含有机质的软土和泥炭。
软土特征:
1、软土颜色多为灰绿、灰黑色,手摸有滑腻感,能染指,有机质含量高时,有腥臭味。
2、软土的粒度成分主要为黏粒及粉粒,黏粒含量高达60%~70%。
3、软土的矿物成分,除粉粒中的石英、长石、云母外,黏粒中的黏土矿物主受是伊利石,高岭石次之二此外,软土中常有一定量的有机质,可高达8%~9%。
4、软土具有典型的海绵状或蜂窝状结构,这是造成软土孔隙比大、含水率高、透水性小、压缩性大、强度低的主要原因之一。
5、软土常具有层理构造,软土和薄层的粉砂、泥炭层等相互交替沉积,或孥透镜体相间形成性质复杂的土体。
6、松软土由于形成于长期饱水作用而有别于典型软土.其特征与软土较为接近,但其含水量、力学性质明显低于软土。
J. 简述软土地基的工程问题主要有哪些
以下内容均为引用,成果不归本人,希望对您的提问有所帮助
软土地基处理方法概述
杜艳花(中交一公局第五工程有限公司京密项目部)
摘要:本文介绍了软土及软土地基的定义及特点,探讨了软土地基在公路工程中造成的危害,并介绍了几种软土地基的处理措施,对软土地基的施工具有一定的指导意义。
关键词:软土地基 喷粉桩法 土工格栅 换土垫层法
改革开放以来,我国的公路运输事业经历了一次前所未有的发展机遇,取得了辉煌的成就。随着国民经济的发展,公路对经济的发展产生了越来越大的影响,也越来越受到国家的重视。虽然东南沿海地区的高速公路建设水平居国内前列,但是软土路基公路病害也时有发生。尤其桥头跳车现象严重,影响高速公路使用功能。由于桥头与路堤沉降差异太大,造成行车事故,不得不反复根治,不仅耗费资金,还造成严重的社会影响。为了保证道路的安全运行,对软土路基进行处理就显得尤为重要。
1 软土及软土地基
1.1 软土
软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。
1.2 软土地基
我国公路行业规范对软土地基未作定义。日本高等级公路设计规范将其定义为:主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成。地下水位高,其上的填方及构造物稳定性差且发生沉降的地基。日本规范还对软土地基做了分类,提出了类型概略判断标准。在给出软土地基定义时指出:软土地基不能简单地只按地基条件确定,因填方形状及施工状况而异,有必要在充分研究填方及构造物的种类、形式、规模、地基特性的基础上,判断是否应按软土地基处理。
2 软土地基在公路工程中造成的危害
(1) 勘察设计不详细或不准确,导致对应该做软基处理的地段未做处理设计。
(2) 已知是软土地基,但是未做好软土地基处理,造成路堤失稳或危及线外建筑物。
(3) 虽然做了软土地基处理,但是措施不力,施工不当造成路堤失稳。
(4) 堆料不当,未按规定分层填筑,填土过快,碾压不当,造成路堤失稳。
(5) 扰动“硬壳层”或填筑不当,使“硬壳层”遭受破坏,导致路堤失稳。
3软土地基的处理方法
地基处理的方法很多,高速公路软基处理与其它如房建等地基处理相比,有其自身的特点。一般处理路基的地质稳定问题从以下几个方面进行考虑:
(1)改善剪切特性
路基的剪切破坏以及在土压力作用下的稳定性取决于路基土的抗剪强度。因为了防止剪切破坏以及减轻土压力,需要采取一定措施以增加路基土的抗剪度。
(2)改善压缩特性
需采取措施提高地基土的压缩模量,以减少地基土的沉降。
(3)改善透水特性
由于是在地下水的运动中所出现的问题,因此,需要采取措施使地基土变成不透水或减轻其水压力。
(4)改善动力特性
地震时饱和松散粉细砂(包括一部分粉土)将会产生液化,因此,需要采取某种措施避免地基土液化,并改善其振动特性以提高地基的抗震性能。
(5)改善特殊土的不良地基的特性
主要是指消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等特殊土的不良地基特性。
地基处理的方法可以从不同角度来分类,一般是根据地基处理的原理来进行分类,大致可以分为以下几种方法。
3.1换土垫层法
当软弱土地基的承载力或变形满足不了设计要求,而软弱土层的厚度又不是很大时,将基础地面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除,然后分层换填强度较大的砂或其它性能稳定、无侵蚀性的材料,并压实至要求的密度为止,这种地基处理方法称为换土垫层法,简称为换填法。它适用于处理淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基。
换填法的加固机理是:将软弱土层利用人工、.机械或其他方法清除,分层置换强度较高的砂、碎石、素土、灰土以及其他性能稳定和无侵蚀性的材料,并夯实(或振实)至要求的密实度。对软土厚度小于3米的情况,一般可采用全部挖除换填的方法。对厚度大于3米的情况,通常只采取部分挖除换填的方法。全部挖除换填从根本上改善了地基,不留后患,效果最佳,是最为彻底的措施。当高速公路路线通过的软弱土层位于地表、厚度较薄(小于3米)且呈局部分布的软土或泥沼地段,常宜采用全部挖除换填法处理地基。
此种方法又可以分为:机械换土法、爆破挤淤法、抛石挤淤法、砂垫层法。
3.2强夯法
强夯法是20世纪60年代末、70年代初首先在法国发展起来的,国外称之为动力固结法,以区别于静力固结法。它一般是用50吨左右的强夯机,将大吨位(100~400KN)的夯锤起吊到6~40米的高度自由落下,对地基土施加强大的冲击能,在地基土中形成冲击波和动应力,使地基土压密和振密,以加固地基土,达到提高强度、降低压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性目的。
强夯法主要适用于加固砂土和碎石土、低饱和度粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。因其加固效果显著,设备简单,施工方便、快捷,经济易行和节省材料,有利于环境保护等特点,很快传到世界各地
3.3约束法
在路堤两侧坡脚附近打入木桩、钢筋混凝土桩或者设置片石齿墙等,可限制基底软土的挤动,从而保证基底的稳定。地基在实行侧向约束后,路堤的填筑速度可不加控制,且较反压护道节省土方,少占耕地,但需耗费一定数量的三材,成本较高。此法适用于软土层较薄、底部有较硬土层且施工期紧迫的情况,下卧层面具有横向坡度时尤其适合。
3.4土工织物加固法
通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等,使这种人工复合的土体,可承受抗拉、抗压、抗剪或抗弯作用,以提高地基承载力,减少沉降和增加地基的稳定。它适用于各种软弱地基。
加固法的基本原理是通过土体与筋体间的摩擦作用,使土体中的拉应力传递到筋体上,筋体承受拉力,而筋间土承受压应力及剪应力,使加筋土中的筋体和土体能较好发挥各自的作用。
常见的土工织物有土工格栅、土工带及土工格室,其中土工格室除了能够像土工带和土工格栅一样,能延缓或者切断地基破坏的滑动面,从而使地基承载能力提高。而且,土工格室能对处于格室内的土粒给予三维约束,,使土粒与格室成为一个刚度远大于地基的整体,它能较好分布施加在它上面的荷载,使地基受力较为均匀,从而提高地基承载力。
3.5粉喷桩法
粉喷桩法,是用特制的设备和机具,将加固剂粉体材料(水泥或石灰)通过压缩空气的传送,与地基土强行拌和,使之产生充分的物理、化学反应后,形成一定强度的桩体(简称粉喷桩)。这是一种改善土质,提高地基强度的软土地基加固方法,可以广泛地适用于淤泥质土,杂填土,软粘土等地基加固。
粉喷桩处理软基属于深层搅拌法中的一种,它是利用压缩空气向软弱土层中输送石灰、水泥等粉状加固料,使其与原位软弱土混合、压密,通过加固料与软弱土之间的离子交换作用、凝聚作用、化学结合作用等一系列物理化学作用,使软弱土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的柱状加固土,它与原位软弱土层组成复合地基,提高软土地基承载力,减少地基沉降量。
3.6高压喷射注浆法
我国简称为高喷法或旋喷法,这种方法是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻到设计深度的土层,将浆液或水从喷嘴中高压喷射出来,形成喷射流冲击破坏土层。当能量大、速度快呈脉动状的射流,其动压大于土层结构强度时,土颗粒便从土层中剥落下来,一部分细颗粒随浆液或水冒出,其余土粒在射流的冲击力、离心力和重力等力的作用下,与浆液搅拌混合,并按一定的浆土比例和质量大小,有规律的重新排列,浆液凝固后,便在土层中形成一个固结体,可提高地基承载力,减少沉降,还可起到支挡与防渗的作用。它适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。
3.7轻质路基粉煤灰处理法
粉煤灰是一种质轻、多孔隙、颗粒均匀、具有一定水稳性的无粘性材料。由于粉煤灰中含有一定量的CaO,SiO2,MgO等成份,它们在粉煤灰水化过程中体积产生膨胀,可利用这一膨胀率来增加软基加固效果。其路用性能满足公路中的技术要求。
Ø 粉煤灰重量轻,最大干容重1.19/耐左右,比一般土的最大干容重轻40%左右,在软土路基上填筑粉煤灰时,可有效地减轻路堤重量,减少路基沉降及工后沉降量,从而影响路基处理方案,降低地基处理费用。
Ø 粉煤灰强度高、磨擦系数大,在路面设计时,由于粉煤灰提高了软土的回
弹模量值,相应减薄路面设计厚度。
Ø 击实试验表明,粉煤灰和软土混合物具有更好的干密度,含水量和最大干
密度的关系曲线较平缓,更利于在野外的施工
3.8水泥土搅拌法
是通过搅拌机械将水泥或(石灰)等材料与地基的软土搅拌成桩柱体,这种桩柱体成为水泥粘土桩、石灰粘土桩或某胶结物粘土桩,它具有一定的强度和水稳性。搅拌桩柱体与四周软土组成复合地基,可以提高地基承载力、提高地基强度、增大地基变形模量。因此,经搅拌法加固的软弱地基能提高地基承载力,减少地基沉降,阻止水体流动,增强地基的稳定性,还能阻止地下水的渗透。水泥土搅拌法分为深层搅拌法(湿法)和粉体喷搅法。
处理正常固结的淤泥、淤泥质土和含水量较高的粘性土、粉土等软土地基,用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时宜通过试验确定其适用性。
在软土地基上修筑公路和桥梁并不都会发生问题、只要设计和施工措施得当,就可以保证路堤、桥梁的稳定和使用效果。软土地基上路堤的设计与施工方案,应结合当地工程地质条件、材料供应、投资环境、工期要求和环境保护等因素,按照因地制宜、就地取材、分期修建、综合处治的原则进行充分论证,使设计和施工方案达到技术上先进、经济上合理。
软土地基的处理方法很多,总之,软土地基处理的目的是增加地基稳定性,减少施工后的不均匀沉陷,所以施工的技术人员必须意识到软土地基的危害性,坚决以数据说话,认真测定基底的承载力,并根据不同的地质情况,不同的投资和工期要求,采用切实可行的处理方案,同时一定要采集桥涵施工后的工后沉降数据,积累经验,为今后的施工打下坚实的基础。
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