论文部分内容阅读
摘要:随着国民经济的飞速发展,软土地基上建设的工程越来越多。工程地质勘察资料是建设工程设计与施工方案的选择的重要依据,选择适宜的勘察方法,对软土地基作出正确的评价与预测,提出有效的地基处理措施,为施工图设计提供可靠的依据至关重要。本文简单分析了软土地基处理技术,提出了软土地基的岩土工程勘察的问题的几个要点。
关键词:软土路基;岩土工程;勘察;处理技术
中图分类号: U412.22文献标识码:A
一、软土地基工程勘察的主要目的与内容
1、软土地基工程勘察目的
通过岩土工程勘察,查明软土地基工程地质条件,提供设计与施工所需的岩土工程参数及地质依据。
2、软土地基工程勘察内容
软土的形成类型、埋藏情况、分布和发展规律、层理特征、渗透性能、立体分布的均匀性、表层硬壳的厚度、地下硬土层的情况等等;对软土的固结情况进行勘察,强度、变形特征以及随着应力改变而变化的规律,并且了解其结构破坏对强度和变形的影响情况;软土中存在的地貌形态差异、填土、河道等的分布范围和深度等;软土地基分布路段的地形、地貌及第四纪地层沉积的关系;软土层内的砂夹层的厚度、颗粒组成及排水性能;软土层的埋深、厚度及上下层间的性质;地下水类型、埋深、补给与排波情况,以及地下水与地表水的水力联系;在软土地基上已建成建筑物在附加应力作用下,对地基强度及变形的影响程度。
二、软土地基岩土工程勘察的关键点
1、钻探与取样
钻探是岩土工程中划分土层最重要、最关键的一环,能揭示软土的厚度、状态、颜色以及所处的层位,探明地下水的埋深、径流与排泄条件,确定岩土层的主要物理力学性质指标等。钻孔的质量与数量必须满足施工图设计的技术要求,钻孔深度应满足施工图设计对应力与变形设计计算的需要。钻探过程中各项深度数据均应测量获取,累计量测允许误差控制在±5cm。在软土地基岩土工程勘察中,为保证软粘土不被扰动,地层性质不被破坏,一般以采用干钻法为宜,当需要采用泥浆护壁回转钻进时,必须采取措施,防止软土地基结构发生变化而改变土的原始物理力学性能。对软土取样的时候可以采用薄壁取土器静压方式,从取样到试验的全部过程都应当采用有效的措施保证土样的性质不发生改变,尤其是水分的保护,保证样品不受扰动、变形、水分流失等其它外界因素的影响;对与粉、砂性土层可以采用标准贯入器取样,并选择具有代表性的地段采用薄壁取土器采取三件以上的试样,以此保证颗粒分析的准确性。
2、物探技术
在软土地基的勘测中如果常规的原位检测技术不能很好的满足勘测需求的时候,而场地的地理位置和情况适合采用地球物理技术进行勘测的时候就可考虑采用物探的方式结合常规的原位检测技术共同对地基进行勘测。
设置间距应满足每具有代表性的地质路段的各软土地层内均有两组以上的有效现场剪切指标。在计算地基承载力时,确定软土路基的临界高度,判定软土的固结历史。剪切波速测试应在沿线取有代表性的地段进行,用于评价软土震陷,计算岩土动力学参数、地基刚度、阻尼比,划分建筑场地搞震类别,计算场地地基周期。
3、室内测试
在业完成外采样后,将对土样进行室内的土工试验,以获得更多的物理和力学数据。对于软土地基样品的室内试验,应编制合理的试验方案。对力学试验过程中的应力和路径条件、加荷的级别与标准、试验的有关边界条件,必须以工程现场地环境为依据,结合施工工期、预压期与运营期的实际情况研究确定。试验项目应包括天然含水量、天然密度、土粒相对密度、粒径组成、液限、塑限、压缩系数、固结快剪、三轴剪切试验等,必要时还应视工程需要进行有机物含量、酸碱度、易溶盐含量、前期固结压力、无侧限抗压强度等测试。为评价地下水对建筑材料的腐蚀性,应采取地下水进行水质化学分析试验,试验项目为简分析。
三、工程勘察的资料要求
1、文字说明:应阐述软土地基的分布范围、成因类型、厚度、上下层位的土性特征、土的物理力学性质等。必须提供各层软土的下列指标:⑴ 按层位进行软土层的物理力学指标统计,并作出各层软土的e-P、e-logp 曲线图;⑵作出各路段工程平面图和纵剖面图(软土厚度变化较大的山前处应多作横端面,以作稳定分析用);⑶ 作钻孔柱状图;⑷其它图表,视勘察手段及工程需要提供:静探孔综合地质柱状图,十字板孔地质柱状图、标贯成果 N 值图、试验成果表、水质分析成果表、无侧限抗压强度应力与应变图、固结系数与荷载关系图、孔隙比与荷载关系图、三轴剪摩尔圆图等。
2、软土的物理力学指标分析评价
大量软土地基工程实践证明,在土工计算中,土性指标设计值的正确与否,对计算结果是否与实际情况相符关系甚大,将直接影响后续处理方案的选用与处理效果。因此,软土地基工程,特别是线生工程(如高速公路、铁路)等软土地基土性测试数据的整理与分析十分重要。 一条高速公路或铁路通过不同勘探方法和手段进行勘察和区域地质资料综合分析后,一般可根据地形、地貌、地质条件和软土成因性质,划分不同成因类型来确定软土统计单元体。通过单元体每一指标测试值的统计表和散点图,可直观地看出测试值的变化范围,并根据统计图表来评价、取舍测试指标。通过分析、评价、鉴别那些不符合正常成因类型的软土指标,对那些离散极大的指标,分析原因后予以舍去。
四、软土地基处理技术
通过对软土地基的岩土工程勘察要点问题的阐述,在此基础上,在选择地基处理方法时,还必须根据地基的条件、上部结构的类型、使用的要求、对周围环境的影响、原材料的供应情况、机械设备的能力和施工条件,以及技术经济指标等因素作综合考虑。
1、换土法
换土法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土、暗塘等浅层基础。它的作用在于提高地基的承载力,并通过置换的土垫层的应力扩散作用,减少垫层下天然土所承受的压力,以减小地基沉降量。
2、挤密桩法
是在上基中成孔后,在孔中灌以砂、石、土灰土或石灰等材料,捣实而成直径较大的桩体,利用横向挤密作用,使地基土颗粒挤密,孔隙减小。经常使用的方法是砂桩和石灰桩法。
3、排水固结法
排水固结法是在建筑物建造之前,在场地内利用堆土或其他重物对地基进行预压.使地基在预压荷载作用下逐渐固结压密。其主要特点是理论成熟,施工设备简单,费用低,如砂井排水法,对于盛产砂料的地区,当是首选方案。但由于排水同结法需要预压荷载,且预压时间长,对工期紧迫、缺乏压载条件的T程足难以采用的。此外,排水固结法只能加速固结沉降而不能减少固结沉降量,因此对沉降和不均匀沉降要求严格的工程必须慎重选择。
4、水泥土攪拌法
水泥土搅拌法是最新,且常用的软土加固方法之一。分为喷粉法(或称干法) 及喷浆法(或称湿法)两种,这两种方法的加同机理和设计方法相同,仅施工方法不同,因而从实用条件出发也宜分别采用.天然含水量小于30%的软弱土层,水泥土搅拌法可以较大地提高地基土的承载力,在加固深度内可以减少原地基沉降量的1.3至2.3,沉降较快趋于稳定。在选择方案时,具有明显优势。与其他处理方法相比.水泥土搅拌法一般造价较高,水泥用量大。所以,寻求更经济合理的配方以降低工程费用,是亟待解决的课题。
参考文献:
[1] 周涛,黄河.软土地基岩土工程勘察探析[J].中国新技术新产品,2009第5期.
[2] 马健.浅谈岩土工程勘察中存在的若干问题[J].城市建设理论研究,2012第20期.
[3] 黎艳.浅析软土地基勘察技术[J].房地产导刊,2013第26期.
[4] 汪力生,田涛,肖经光.论述软土地基岩土工程勘察存在问题[J].城市建设理论研究,2012第18期
[5] 张春红,刘贺军.软土地基勘察的问题探讨[J].科技创新导报,2010第4期.
关键词:软土路基;岩土工程;勘察;处理技术
中图分类号: U412.22文献标识码:A
一、软土地基工程勘察的主要目的与内容
1、软土地基工程勘察目的
通过岩土工程勘察,查明软土地基工程地质条件,提供设计与施工所需的岩土工程参数及地质依据。
2、软土地基工程勘察内容
软土的形成类型、埋藏情况、分布和发展规律、层理特征、渗透性能、立体分布的均匀性、表层硬壳的厚度、地下硬土层的情况等等;对软土的固结情况进行勘察,强度、变形特征以及随着应力改变而变化的规律,并且了解其结构破坏对强度和变形的影响情况;软土中存在的地貌形态差异、填土、河道等的分布范围和深度等;软土地基分布路段的地形、地貌及第四纪地层沉积的关系;软土层内的砂夹层的厚度、颗粒组成及排水性能;软土层的埋深、厚度及上下层间的性质;地下水类型、埋深、补给与排波情况,以及地下水与地表水的水力联系;在软土地基上已建成建筑物在附加应力作用下,对地基强度及变形的影响程度。
二、软土地基岩土工程勘察的关键点
1、钻探与取样
钻探是岩土工程中划分土层最重要、最关键的一环,能揭示软土的厚度、状态、颜色以及所处的层位,探明地下水的埋深、径流与排泄条件,确定岩土层的主要物理力学性质指标等。钻孔的质量与数量必须满足施工图设计的技术要求,钻孔深度应满足施工图设计对应力与变形设计计算的需要。钻探过程中各项深度数据均应测量获取,累计量测允许误差控制在±5cm。在软土地基岩土工程勘察中,为保证软粘土不被扰动,地层性质不被破坏,一般以采用干钻法为宜,当需要采用泥浆护壁回转钻进时,必须采取措施,防止软土地基结构发生变化而改变土的原始物理力学性能。对软土取样的时候可以采用薄壁取土器静压方式,从取样到试验的全部过程都应当采用有效的措施保证土样的性质不发生改变,尤其是水分的保护,保证样品不受扰动、变形、水分流失等其它外界因素的影响;对与粉、砂性土层可以采用标准贯入器取样,并选择具有代表性的地段采用薄壁取土器采取三件以上的试样,以此保证颗粒分析的准确性。
2、物探技术
在软土地基的勘测中如果常规的原位检测技术不能很好的满足勘测需求的时候,而场地的地理位置和情况适合采用地球物理技术进行勘测的时候就可考虑采用物探的方式结合常规的原位检测技术共同对地基进行勘测。
设置间距应满足每具有代表性的地质路段的各软土地层内均有两组以上的有效现场剪切指标。在计算地基承载力时,确定软土路基的临界高度,判定软土的固结历史。剪切波速测试应在沿线取有代表性的地段进行,用于评价软土震陷,计算岩土动力学参数、地基刚度、阻尼比,划分建筑场地搞震类别,计算场地地基周期。
3、室内测试
在业完成外采样后,将对土样进行室内的土工试验,以获得更多的物理和力学数据。对于软土地基样品的室内试验,应编制合理的试验方案。对力学试验过程中的应力和路径条件、加荷的级别与标准、试验的有关边界条件,必须以工程现场地环境为依据,结合施工工期、预压期与运营期的实际情况研究确定。试验项目应包括天然含水量、天然密度、土粒相对密度、粒径组成、液限、塑限、压缩系数、固结快剪、三轴剪切试验等,必要时还应视工程需要进行有机物含量、酸碱度、易溶盐含量、前期固结压力、无侧限抗压强度等测试。为评价地下水对建筑材料的腐蚀性,应采取地下水进行水质化学分析试验,试验项目为简分析。
三、工程勘察的资料要求
1、文字说明:应阐述软土地基的分布范围、成因类型、厚度、上下层位的土性特征、土的物理力学性质等。必须提供各层软土的下列指标:⑴ 按层位进行软土层的物理力学指标统计,并作出各层软土的e-P、e-logp 曲线图;⑵作出各路段工程平面图和纵剖面图(软土厚度变化较大的山前处应多作横端面,以作稳定分析用);⑶ 作钻孔柱状图;⑷其它图表,视勘察手段及工程需要提供:静探孔综合地质柱状图,十字板孔地质柱状图、标贯成果 N 值图、试验成果表、水质分析成果表、无侧限抗压强度应力与应变图、固结系数与荷载关系图、孔隙比与荷载关系图、三轴剪摩尔圆图等。
2、软土的物理力学指标分析评价
大量软土地基工程实践证明,在土工计算中,土性指标设计值的正确与否,对计算结果是否与实际情况相符关系甚大,将直接影响后续处理方案的选用与处理效果。因此,软土地基工程,特别是线生工程(如高速公路、铁路)等软土地基土性测试数据的整理与分析十分重要。 一条高速公路或铁路通过不同勘探方法和手段进行勘察和区域地质资料综合分析后,一般可根据地形、地貌、地质条件和软土成因性质,划分不同成因类型来确定软土统计单元体。通过单元体每一指标测试值的统计表和散点图,可直观地看出测试值的变化范围,并根据统计图表来评价、取舍测试指标。通过分析、评价、鉴别那些不符合正常成因类型的软土指标,对那些离散极大的指标,分析原因后予以舍去。
四、软土地基处理技术
通过对软土地基的岩土工程勘察要点问题的阐述,在此基础上,在选择地基处理方法时,还必须根据地基的条件、上部结构的类型、使用的要求、对周围环境的影响、原材料的供应情况、机械设备的能力和施工条件,以及技术经济指标等因素作综合考虑。
1、换土法
换土法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土、暗塘等浅层基础。它的作用在于提高地基的承载力,并通过置换的土垫层的应力扩散作用,减少垫层下天然土所承受的压力,以减小地基沉降量。
2、挤密桩法
是在上基中成孔后,在孔中灌以砂、石、土灰土或石灰等材料,捣实而成直径较大的桩体,利用横向挤密作用,使地基土颗粒挤密,孔隙减小。经常使用的方法是砂桩和石灰桩法。
3、排水固结法
排水固结法是在建筑物建造之前,在场地内利用堆土或其他重物对地基进行预压.使地基在预压荷载作用下逐渐固结压密。其主要特点是理论成熟,施工设备简单,费用低,如砂井排水法,对于盛产砂料的地区,当是首选方案。但由于排水同结法需要预压荷载,且预压时间长,对工期紧迫、缺乏压载条件的T程足难以采用的。此外,排水固结法只能加速固结沉降而不能减少固结沉降量,因此对沉降和不均匀沉降要求严格的工程必须慎重选择。
4、水泥土攪拌法
水泥土搅拌法是最新,且常用的软土加固方法之一。分为喷粉法(或称干法) 及喷浆法(或称湿法)两种,这两种方法的加同机理和设计方法相同,仅施工方法不同,因而从实用条件出发也宜分别采用.天然含水量小于30%的软弱土层,水泥土搅拌法可以较大地提高地基土的承载力,在加固深度内可以减少原地基沉降量的1.3至2.3,沉降较快趋于稳定。在选择方案时,具有明显优势。与其他处理方法相比.水泥土搅拌法一般造价较高,水泥用量大。所以,寻求更经济合理的配方以降低工程费用,是亟待解决的课题。
参考文献:
[1] 周涛,黄河.软土地基岩土工程勘察探析[J].中国新技术新产品,2009第5期.
[2] 马健.浅谈岩土工程勘察中存在的若干问题[J].城市建设理论研究,2012第20期.
[3] 黎艳.浅析软土地基勘察技术[J].房地产导刊,2013第26期.
[4] 汪力生,田涛,肖经光.论述软土地基岩土工程勘察存在问题[J].城市建设理论研究,2012第18期
[5] 张春红,刘贺军.软土地基勘察的问题探讨[J].科技创新导报,2010第4期.