论文部分内容阅读
摘要:软土地基属于不良地基,因软土达不到较高强度,只有较高压缩性及较小透水性等特点,建筑物修建在软土地基上应提高对其变形和稳定性的重视。本文针对城市道路软土地基处理的施工设计进行了较深入地分析。建筑物在软土地基上通常容易产生地基强度和变形达不到设计要求,所以应采取措施对其处理,主要是使软地基提高强度,确保地基稳定,压缩性降低,避免基础产生不均匀沉降。
关键词:道路施工;软基处理;施工设计
1. 前言
软粘土也被称为软土,主要是第四纪后期地质沉积环境下在滨海、湖泊、河滩、三角洲等沉积而形成,也存在一些冲填土和杂填土。大部分这类土处于饱和状态,有机质富含,孔隙比大于1,天然含水量比液限高。超過1.5的天然孔隙比称为淤泥,在1—1.5之间的称为淤泥质土。淤泥和淤泥质土具有较低的抗剪强度,较高压缩性及较小渗透性等工程特性,在我国沿海及内陆江河湖泊周围分布广泛,长江及珠江三角洲、渤海湾及闽浙沿海地区的软土面积较大,主要是软土层以海相沉积,有机及矿物质综合物是其主要固体成分,可达数十米厚度。滇池、洪泽湖、洞庭湖及太湖周围是软土在内陆的主要分布地区,通常只有10米左右的厚度。另外,东北三江平原及大小兴安岭和南方森林等地区的软土属于沼泽沉积,具有高达600%的含水量。
2. 软基处理的设计施工
天津、温州、杭州、上海、昆明及广州等都是典型的软土地区,在城市道路软基的设计施工中针对不同构成的軟土地基处理方法也各不相同,通常按照原理和作法可分为三类。
2.1 表层处理法
在地表面极软弱时可采用表层处理法,主要是利用排水、增添或敷设材料等方法,使地表提高强度,避免地基局部产生剪切变形,确保施工作业,并尽量将填土荷载在地基上分布均匀。
2.1.1 表层排水法
对较好土质由于过大含水量而造成软土地基,地表面在填土前开挖沟槽,将地表水排除,并在地基表层部分降低含水率,确保施工机械通行。为在施工中使开挖沟槽达到盲沟效果的作用充分发挥,应采用较好透水性的砂砾或碎石进行回填。
2.1.2 砂垫层法
针对地基上部较薄软土层且较大含水量,可将0.5—1.2米左右厚度的砂垫层敷垫在软土地基上。实现对软土层的固结,砂垫层也具有上部排水层作用。而且,在填土内砂垫层也可作为地下排水层,用于填土内降低水位,填土及地基处理施工过程中为施工机械创造有利通行条件。
2.1.3 敷垫材料法
针对不均匀的地基土层,可在局部产生不均匀沉降和侧向变位,利用敷垫材料的抗剪和拉抗力,提高施工机械通行能力,对填土荷载提供均匀支承,使地基局部减少沉降和侧向变位,地基支承力提高,土工布、化纤无纺布及玻璃纤维格栅等敷垫材料的应用都比较广泛。
2.1.4 添加剂法
针对粘性土表层可将添加剂渗入其中,使地基压缩性和强度得到一定程度的改善,确保施工机械正常行驶。并实现填土稳定及固结效果的明显提高,通常可采用生熟石灰及水泥作为添加材料。石灰类添加材料采取现场或厂拌方法,不仅使土壤降低含水量,达到团粒效果,随时间推移被固结的土也产生化学性固结, 使粘土成分产生质的变化,进而对土体稳定具有一定的促进作用。
2.2 粉喷桩加固处理法
2.2.1 施工设计
施工技术资料应准备好,将场地进行平整、将障碍清除。准备好施工设备,采取机械组装和试运转方法进行检查。粉喷桩施工工艺应结合设计要求进行,通常采用5根试桩,对钻进、提升及搅拌速度等进行确定。粉喷桩采用的水泥应与设计要求相符,经检验合格方可使用,受潮、变质结块的加固料不可应用。
2.2.2 施工要点
一是对钻机下钻深度、停灰面及喷粉高程进行有效控制,以保证粉喷桩长度。二是应用的喷粉机应配置粉体计量装置。三是对粉喷桩成桩直径及搅拌均匀度定时进行检查。定期复核检查使用的钻头,其直径不可超过2厘米磨耗量。提升钻头到地面下0.5米时,应停止喷粉机喷粉。四是喷粉成桩中如发生故障而使喷粉停止,再次喷粉接桩时,其喷粉应超过1米重叠长度。粉喷桩施工应连续泵送水泥,应由专人对固化材料用量及泵送固化材料时间进行记录,用量应小于±1%误差。五是为确保搅拌机垂直度,每工作班应对起吊设备平整度和导向架垂直度进行不少于2 次的检查,垂直度应小于1%偏差。六是搅拌机喷粉提升速度和次数应与预定施工工艺要求相符,由专人记录每次搅拌机下沉或提升时间,深度与设计要求相吻合,时间小于5秒误差,施工前对钻杆长度进行丈量并做好标记。
2.3 竖向排水固结法
排水柱应垂直设置在粘性土地基中,使排水距离缩短,对于固结地基排水具有一定促进作用,也使抗剪强度增大。因垂直排水柱采用不同材料,主要有砂井和纸板排水两种类型。砂井排水法结合砂井采用不同施工方法,单独采用该方法较少,一般都是与加载法或缓速填土法同时使用,对较大层厚、均质粘土地质效果最好,对泥炭质地基达不到较好效果。
2.3.1 施工设计
为稳定地基处理范围,处理对象为填土坡面下。以避免产生沉降,处理对象主要是路基顶面宽度下。对排水砂井设计时,应假定施工方法、排水距离、砂井直径及改良范围。再采取稳定及沉降计算方法,如果达不到要求,应将假定数据修正后再计算。技术操作注意要点,一是查看砂层是否存在。二是避免对四周土壤产生扰动,使透水性或地基强度降低。可采取较宽的排水间距,通常水平向固结系数应为竖向固结系数数倍,但因砂井采用不同打设方法,实际水平向固结系数只达到甚至小于竖向固结系数。在固结中砂井中的砂具有排水通路作用,应使其透水性能长期良好发挥。一般采用的粗砂应干净且质量良好。
2.3.2 施工步骤
砂井施工前进行铺砂,将砂垫层铺到地表面,并对排水沟进行设置,避免填土内的地下水位较高。排水砂井打入主要有打入式、射水式、振动沉桩式、袋装式及螺旋钻进式等多种方法,通常应达到15—20米沉入深度,超过此深度范围将明显增加工程施工费用。
2.3.3 技术操作要点
砂井应根据设计图的间距进行布置,已打入或待打入井位采用颜色不同的标志。应保持导杆竖直并进行检查,按照设计规定确定打入深度。可采用快速打入方法,应控制拔出套管速度以砂填充及压气操作从容为标准。砂在成拱作用下注意拔出套管时与套管同时被上提而形成一定间隙,通常使软土向砂井侵入将砂柱切断。采用传送带进行砂料填充应保持投入的连续性,也可利用提升漏斗喂入方式,基于计量进行比较,后一种方式更适宜。
3. 总结
综上所述,软土地基的危害性较大,若不能妥善处理,容易导致地基失稳,使道路产生过大或不均匀沉降,对道路产生程度不同的损害。以上是城市道路设计施工中常用的软土地基处理方法,具体还应结合施工实际进行选择应用。
参考文献:
[1] 姜树栋,宋新岩.软土地基处理技术在公路施工中的应用[J],工程建设,2016.8
[2] 左劼.高速公路软基沉降预测方法研究[J],交通世界,2017.10
[3] 谢志宏.浅析软土地基的加固措施[J],科技视界,2015.16
[4] 孙宁宁.公路桥梁施工中对于软土地基的处理[J],门窗,2015.4
[5] 苗红宇.道路桥梁工程中软土地基的施工处理措施[J],建材与装饰,2014.12
作者简介:
岳博,男,满族,内蒙古兴安盟人,大学本科学历,研究方向:试验检测。
关键词:道路施工;软基处理;施工设计
1. 前言
软粘土也被称为软土,主要是第四纪后期地质沉积环境下在滨海、湖泊、河滩、三角洲等沉积而形成,也存在一些冲填土和杂填土。大部分这类土处于饱和状态,有机质富含,孔隙比大于1,天然含水量比液限高。超過1.5的天然孔隙比称为淤泥,在1—1.5之间的称为淤泥质土。淤泥和淤泥质土具有较低的抗剪强度,较高压缩性及较小渗透性等工程特性,在我国沿海及内陆江河湖泊周围分布广泛,长江及珠江三角洲、渤海湾及闽浙沿海地区的软土面积较大,主要是软土层以海相沉积,有机及矿物质综合物是其主要固体成分,可达数十米厚度。滇池、洪泽湖、洞庭湖及太湖周围是软土在内陆的主要分布地区,通常只有10米左右的厚度。另外,东北三江平原及大小兴安岭和南方森林等地区的软土属于沼泽沉积,具有高达600%的含水量。
2. 软基处理的设计施工
天津、温州、杭州、上海、昆明及广州等都是典型的软土地区,在城市道路软基的设计施工中针对不同构成的軟土地基处理方法也各不相同,通常按照原理和作法可分为三类。
2.1 表层处理法
在地表面极软弱时可采用表层处理法,主要是利用排水、增添或敷设材料等方法,使地表提高强度,避免地基局部产生剪切变形,确保施工作业,并尽量将填土荷载在地基上分布均匀。
2.1.1 表层排水法
对较好土质由于过大含水量而造成软土地基,地表面在填土前开挖沟槽,将地表水排除,并在地基表层部分降低含水率,确保施工机械通行。为在施工中使开挖沟槽达到盲沟效果的作用充分发挥,应采用较好透水性的砂砾或碎石进行回填。
2.1.2 砂垫层法
针对地基上部较薄软土层且较大含水量,可将0.5—1.2米左右厚度的砂垫层敷垫在软土地基上。实现对软土层的固结,砂垫层也具有上部排水层作用。而且,在填土内砂垫层也可作为地下排水层,用于填土内降低水位,填土及地基处理施工过程中为施工机械创造有利通行条件。
2.1.3 敷垫材料法
针对不均匀的地基土层,可在局部产生不均匀沉降和侧向变位,利用敷垫材料的抗剪和拉抗力,提高施工机械通行能力,对填土荷载提供均匀支承,使地基局部减少沉降和侧向变位,地基支承力提高,土工布、化纤无纺布及玻璃纤维格栅等敷垫材料的应用都比较广泛。
2.1.4 添加剂法
针对粘性土表层可将添加剂渗入其中,使地基压缩性和强度得到一定程度的改善,确保施工机械正常行驶。并实现填土稳定及固结效果的明显提高,通常可采用生熟石灰及水泥作为添加材料。石灰类添加材料采取现场或厂拌方法,不仅使土壤降低含水量,达到团粒效果,随时间推移被固结的土也产生化学性固结, 使粘土成分产生质的变化,进而对土体稳定具有一定的促进作用。
2.2 粉喷桩加固处理法
2.2.1 施工设计
施工技术资料应准备好,将场地进行平整、将障碍清除。准备好施工设备,采取机械组装和试运转方法进行检查。粉喷桩施工工艺应结合设计要求进行,通常采用5根试桩,对钻进、提升及搅拌速度等进行确定。粉喷桩采用的水泥应与设计要求相符,经检验合格方可使用,受潮、变质结块的加固料不可应用。
2.2.2 施工要点
一是对钻机下钻深度、停灰面及喷粉高程进行有效控制,以保证粉喷桩长度。二是应用的喷粉机应配置粉体计量装置。三是对粉喷桩成桩直径及搅拌均匀度定时进行检查。定期复核检查使用的钻头,其直径不可超过2厘米磨耗量。提升钻头到地面下0.5米时,应停止喷粉机喷粉。四是喷粉成桩中如发生故障而使喷粉停止,再次喷粉接桩时,其喷粉应超过1米重叠长度。粉喷桩施工应连续泵送水泥,应由专人对固化材料用量及泵送固化材料时间进行记录,用量应小于±1%误差。五是为确保搅拌机垂直度,每工作班应对起吊设备平整度和导向架垂直度进行不少于2 次的检查,垂直度应小于1%偏差。六是搅拌机喷粉提升速度和次数应与预定施工工艺要求相符,由专人记录每次搅拌机下沉或提升时间,深度与设计要求相吻合,时间小于5秒误差,施工前对钻杆长度进行丈量并做好标记。
2.3 竖向排水固结法
排水柱应垂直设置在粘性土地基中,使排水距离缩短,对于固结地基排水具有一定促进作用,也使抗剪强度增大。因垂直排水柱采用不同材料,主要有砂井和纸板排水两种类型。砂井排水法结合砂井采用不同施工方法,单独采用该方法较少,一般都是与加载法或缓速填土法同时使用,对较大层厚、均质粘土地质效果最好,对泥炭质地基达不到较好效果。
2.3.1 施工设计
为稳定地基处理范围,处理对象为填土坡面下。以避免产生沉降,处理对象主要是路基顶面宽度下。对排水砂井设计时,应假定施工方法、排水距离、砂井直径及改良范围。再采取稳定及沉降计算方法,如果达不到要求,应将假定数据修正后再计算。技术操作注意要点,一是查看砂层是否存在。二是避免对四周土壤产生扰动,使透水性或地基强度降低。可采取较宽的排水间距,通常水平向固结系数应为竖向固结系数数倍,但因砂井采用不同打设方法,实际水平向固结系数只达到甚至小于竖向固结系数。在固结中砂井中的砂具有排水通路作用,应使其透水性能长期良好发挥。一般采用的粗砂应干净且质量良好。
2.3.2 施工步骤
砂井施工前进行铺砂,将砂垫层铺到地表面,并对排水沟进行设置,避免填土内的地下水位较高。排水砂井打入主要有打入式、射水式、振动沉桩式、袋装式及螺旋钻进式等多种方法,通常应达到15—20米沉入深度,超过此深度范围将明显增加工程施工费用。
2.3.3 技术操作要点
砂井应根据设计图的间距进行布置,已打入或待打入井位采用颜色不同的标志。应保持导杆竖直并进行检查,按照设计规定确定打入深度。可采用快速打入方法,应控制拔出套管速度以砂填充及压气操作从容为标准。砂在成拱作用下注意拔出套管时与套管同时被上提而形成一定间隙,通常使软土向砂井侵入将砂柱切断。采用传送带进行砂料填充应保持投入的连续性,也可利用提升漏斗喂入方式,基于计量进行比较,后一种方式更适宜。
3. 总结
综上所述,软土地基的危害性较大,若不能妥善处理,容易导致地基失稳,使道路产生过大或不均匀沉降,对道路产生程度不同的损害。以上是城市道路设计施工中常用的软土地基处理方法,具体还应结合施工实际进行选择应用。
参考文献:
[1] 姜树栋,宋新岩.软土地基处理技术在公路施工中的应用[J],工程建设,2016.8
[2] 左劼.高速公路软基沉降预测方法研究[J],交通世界,2017.10
[3] 谢志宏.浅析软土地基的加固措施[J],科技视界,2015.16
[4] 孙宁宁.公路桥梁施工中对于软土地基的处理[J],门窗,2015.4
[5] 苗红宇.道路桥梁工程中软土地基的施工处理措施[J],建材与装饰,2014.12
作者简介:
岳博,男,满族,内蒙古兴安盟人,大学本科学历,研究方向:试验检测。