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摘要:在公路勘察设计过程中路基处理的好坏将直接关系到公路的选型和造价,在施工过程中,难免要遇到各种不良的地质情况,软土地基就是常见的不良地质状况之一,本文就软基处理的特点和处理方法作进行详细的分析。
关键词:地基;结构设计;软基处理
Abstract: In the highway survey and design process, road foundation treatment is directly related to the selection of highway construction cost, in the process of construction, will inevitably encounter a variety of adverse geological conditions, soft soil foundation is a common adverse geological conditions, the soft base processing characteristic and the processing method for detailed analysis.
Key words: foundation; structure design; treatment of soft foundation
中图分类号:U416 文献标识码:A 文章编号:
前言
随着我国交通行业的不断发展,各等级公路里程逐年上升,特别是高速公路,正在如火似荼的建设之中,公路勘察设计水平也在不断的提高。公路工程质量的优劣直接关系到人们的生命财产安全,公路勘察设计是一项繁重而又责任重大的工作,直接影响到公路的安全、适用、经济和合理性。同时基础是构筑物和地基之间的连接体,基础把构筑物竖向体系传来的荷载传给地基,在地基基础设计中包括了对基础的设计和对地基的处理,二者是密不可分的[1]。
简述路基处理
随着我国交通行业的不断发展,各等级公路里程逐年上升,特别是高速公路,正在如火似荼的建设之中,公路勘察设计水平也在不断的提高。公路工程质量的优劣直接关系到人们的生命财产安全,公路勘察设计是一项繁重而又责任重大的工作,直接影响到公路的安全、适用、经济和合理性。同时基础是构筑物和地基之间的连接体,基础把构筑物竖向体系传来的荷载传给地基,在地基基础设计中包括了对基础的设计和对地基的处理,二者是密不可分的,为防止公路路基及构筑物地基下沉拉裂造成路面纵横向裂缝、坍塌及其构筑物不稳定引发交通事故,需要对软地基进行处理,使其沉降变得足够坚固,提高软地基的固结度和稳定性至设计的要求,这个过程叫做软基处理,又叫软地基处理。 软基处理广泛地应用在我国沿海及内地。例如:天津、连云港、上海、杭州、宁波、温州、福州、厦门、湛江,广州等沿海地区,以及昆明、武汉、南京等内地地区。特别是填海的一些地区,在设计前期都需要进行勘测,然后进行软基处理,否则存在很大的风险和后患[2]。
软土地基的性质和特点
3.1软土的概念所谓软土,就是强度低、压缩性高的软弱土层。以孔隙比和有机质含量为主,结合其他指标,可将软土划分为软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥炭5种类型。通常把淤泥、淤泥质土、软粘性土总称软土,把有机质含量很高的泥炭、泥炭质土总称泥沼。
3.2软土的分布软土广泛分布于滨海平原、河口三角洲、湖盆地周围及山涧谷地。
3.3软土的分类按成因来分,软土大致可分为海洋沿岸沉积、内陆湖盆地沉积两大类。
3.4软土的物理力学性质软土的物理力学性质是:①天然含水量高、孔隙比大;②透水性差;③压缩性高;④抗剪强度低;⑤具有触变性;⑥流变性高。
3.5软土地基特点表面常有可塑硬壳,下部有流动性的淤泥,呈软塑或流塑状,沉积厚度较深,具有压缩性高而透水性差和强度低的特点。
四、軟基处理的方法
我国在排水固结法、土工合成材料处理法、爆炸挤淤法、振挤密法、置换及拌入等软基处理法的设计理论、施工技术与工艺、试验与施工监控和工程应用等方面都取得了系统的、有较高水平和应用价值的成果。软弱地基的处理方法,按其原理和作法的不同,可分为以下四类:
1、排水固结法
排水固结法又称预压法,其包括堆载预压法、超载预压法、真空预压法、真空与堆载联合作用法、降低地下水位法和电渗法等多种方法;排水固结法应根据软土厚度与性质、路堤高度、路基稳定与工后沉降控制标准、施工工期等,综合分析并确定软土地基采用砂垫层预压、塑料排水板预压或真空联合堆载预压的处理方案;排水固结法是将软土颗料间隙中的水分通过塑料排水板等竖向排水体将其排出,使软基土体颗粒固结,整体强度提高。通过在预压荷载作用下使软粘土地基土体中孔隙水排出,土体发生固结 ,土中孔隙体积减小,土体强度提高,达到减少地基施工后沉降和提高地基承载力的目的。
2、振密、挤密法
挤密法是通过振密、挤密进行土质改良,使土体密实,从而达到提高抗剪强度和减小压缩性目的的一种方法。挤密法又可分为两种情况:一种是不加填料,另一种是加填料(如碎石桩挤密法等)。振密、挤密法有表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密密实法、爆破挤密法和土桩、灰土桩等多种方法;采用一定措施,通过振动和挤密使深层土密实,使地基土孔隙比减小,强度提高。该方法适用于可压缩性土地基,如砂土、低饱和粉土和粘性土、湿陷性黄土、杂填土、素填土地基等。
3、置换及拌入法
置换及拌入法有换填垫层法、振冲置换法、高压喷射浆法、深层搅拌法、褥垫法等多种方法;采用砂、碎石等材料置换软弱土地基中部分软弱土体或在部分软弱土地基中掺入水泥、石灰或砂浆等形成加固体,与未被加固部分的土体一起形成复合地基,从而达到提高地基承载力减少沉降量的目的。置换法又称换填法,是以优质土置换软弱土或不良土,分层碾压或夯实。该方法具体包括机械碾压、重锤夯实、平板震动、强夯挤淤以及爆破等不同原理。机械碾压法、重锤夯实法、平板震动法常用于浅层不大于3 m的软基,对湿陷性黄土地基或大于5m 则不宜;强夯挤淤法适用于厚度较小的淤泥和淤泥质地基;爆破法则适用于饱和净砂、非饱和但经灌水饱和的砂、粉土和湿陷性黄土地基[3]。
4、加筋法
加筋法是指在地基土体中设置水平向筋体,通过土体与筋体间的摩擦作用,使筋体承受拉力,而筋间土体则承受应力及剪应力,进而使加筋土中筋体和土体都能较好发挥自己的潜能,达到提高地基稳定性、减小沉降目的的一种软基处理方法。加筋法有加筋土法、锚固法、树根桩法、低强度砼桩复合地基法、钢筋砼桩复合地基法等多种方法。通过在土层埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等达到提高地基承载力,减小沉降,维持建筑物稳定[4]。
以上只是几种常用的方法。现在新的加固方法层出不穷,如热力学法、爆破法等,但任何一种方法都有它的特定适用范围,不可能应对所有的情况。并且各种地基处理方法都有它的适用范围、局限性和优缺点。加之具体工程情况复杂、工程地质条件千变万化、各个工程间地基条件差别很大,具体工程对地基的要求也不同。而且机具材料等条件也会因工作部门不同、地区不同而有较大的差别。因此,对每一个工程都要进行具体细致分析,应从地基条件、处理要求、工程费用以及材料、机具来源等各方面进行综合考虑,以确定合适的地基处理方法[5]。
五、结束语
软土地基加固工程是当前许多工程建设中都会遇到的问题,经过几十年的不断发展,软土地基处理的方法已有多种,并且新方法、新材料、新工艺不断涌现。对一个具体工程来说,如何选用合适的地基处理方法成为工程部门关注的问题。要做好软土地基的处理,首先要搞好前期勘察设计工作。根据软土特征和物理力学指标,通过比较分析,选取合适的软土地基处理方法,另外,软土地基处理在施工过程中和施工后需做好监测工作。因为软土地基处理方法和加固效果并不是施工结合后就能全部发挥。一般来说,施工完成后还需要经过一段时间才能逐步体现和加固地基的要求。
参考文献
[1]刘通;黄荣华;;浅谈路基处理的方法及应用[A];土木建筑学术文库(第15卷)[C];2011年
[2]魏斌;叶方莉;;软土地基的路基施工方法[J];科技传播;2011年18期
[3]殷宗泽,龚晓南 地基处理工程实例[J]. 北京:中国水利电力出版社,2000
[4]尹利华;张留俊;王晓谋;;公路软土地基处理方案模糊决策[J];中外公路;2010年02期
[5]朱林;;路桥工程中的软土地基处理方式探讨[J];科技致富向导;2011年26期
关键词:地基;结构设计;软基处理
Abstract: In the highway survey and design process, road foundation treatment is directly related to the selection of highway construction cost, in the process of construction, will inevitably encounter a variety of adverse geological conditions, soft soil foundation is a common adverse geological conditions, the soft base processing characteristic and the processing method for detailed analysis.
Key words: foundation; structure design; treatment of soft foundation
中图分类号:U416 文献标识码:A 文章编号:
前言
随着我国交通行业的不断发展,各等级公路里程逐年上升,特别是高速公路,正在如火似荼的建设之中,公路勘察设计水平也在不断的提高。公路工程质量的优劣直接关系到人们的生命财产安全,公路勘察设计是一项繁重而又责任重大的工作,直接影响到公路的安全、适用、经济和合理性。同时基础是构筑物和地基之间的连接体,基础把构筑物竖向体系传来的荷载传给地基,在地基基础设计中包括了对基础的设计和对地基的处理,二者是密不可分的[1]。
简述路基处理
随着我国交通行业的不断发展,各等级公路里程逐年上升,特别是高速公路,正在如火似荼的建设之中,公路勘察设计水平也在不断的提高。公路工程质量的优劣直接关系到人们的生命财产安全,公路勘察设计是一项繁重而又责任重大的工作,直接影响到公路的安全、适用、经济和合理性。同时基础是构筑物和地基之间的连接体,基础把构筑物竖向体系传来的荷载传给地基,在地基基础设计中包括了对基础的设计和对地基的处理,二者是密不可分的,为防止公路路基及构筑物地基下沉拉裂造成路面纵横向裂缝、坍塌及其构筑物不稳定引发交通事故,需要对软地基进行处理,使其沉降变得足够坚固,提高软地基的固结度和稳定性至设计的要求,这个过程叫做软基处理,又叫软地基处理。 软基处理广泛地应用在我国沿海及内地。例如:天津、连云港、上海、杭州、宁波、温州、福州、厦门、湛江,广州等沿海地区,以及昆明、武汉、南京等内地地区。特别是填海的一些地区,在设计前期都需要进行勘测,然后进行软基处理,否则存在很大的风险和后患[2]。
软土地基的性质和特点
3.1软土的概念所谓软土,就是强度低、压缩性高的软弱土层。以孔隙比和有机质含量为主,结合其他指标,可将软土划分为软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥炭5种类型。通常把淤泥、淤泥质土、软粘性土总称软土,把有机质含量很高的泥炭、泥炭质土总称泥沼。
3.2软土的分布软土广泛分布于滨海平原、河口三角洲、湖盆地周围及山涧谷地。
3.3软土的分类按成因来分,软土大致可分为海洋沿岸沉积、内陆湖盆地沉积两大类。
3.4软土的物理力学性质软土的物理力学性质是:①天然含水量高、孔隙比大;②透水性差;③压缩性高;④抗剪强度低;⑤具有触变性;⑥流变性高。
3.5软土地基特点表面常有可塑硬壳,下部有流动性的淤泥,呈软塑或流塑状,沉积厚度较深,具有压缩性高而透水性差和强度低的特点。
四、軟基处理的方法
我国在排水固结法、土工合成材料处理法、爆炸挤淤法、振挤密法、置换及拌入等软基处理法的设计理论、施工技术与工艺、试验与施工监控和工程应用等方面都取得了系统的、有较高水平和应用价值的成果。软弱地基的处理方法,按其原理和作法的不同,可分为以下四类:
1、排水固结法
排水固结法又称预压法,其包括堆载预压法、超载预压法、真空预压法、真空与堆载联合作用法、降低地下水位法和电渗法等多种方法;排水固结法应根据软土厚度与性质、路堤高度、路基稳定与工后沉降控制标准、施工工期等,综合分析并确定软土地基采用砂垫层预压、塑料排水板预压或真空联合堆载预压的处理方案;排水固结法是将软土颗料间隙中的水分通过塑料排水板等竖向排水体将其排出,使软基土体颗粒固结,整体强度提高。通过在预压荷载作用下使软粘土地基土体中孔隙水排出,土体发生固结 ,土中孔隙体积减小,土体强度提高,达到减少地基施工后沉降和提高地基承载力的目的。
2、振密、挤密法
挤密法是通过振密、挤密进行土质改良,使土体密实,从而达到提高抗剪强度和减小压缩性目的的一种方法。挤密法又可分为两种情况:一种是不加填料,另一种是加填料(如碎石桩挤密法等)。振密、挤密法有表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密密实法、爆破挤密法和土桩、灰土桩等多种方法;采用一定措施,通过振动和挤密使深层土密实,使地基土孔隙比减小,强度提高。该方法适用于可压缩性土地基,如砂土、低饱和粉土和粘性土、湿陷性黄土、杂填土、素填土地基等。
3、置换及拌入法
置换及拌入法有换填垫层法、振冲置换法、高压喷射浆法、深层搅拌法、褥垫法等多种方法;采用砂、碎石等材料置换软弱土地基中部分软弱土体或在部分软弱土地基中掺入水泥、石灰或砂浆等形成加固体,与未被加固部分的土体一起形成复合地基,从而达到提高地基承载力减少沉降量的目的。置换法又称换填法,是以优质土置换软弱土或不良土,分层碾压或夯实。该方法具体包括机械碾压、重锤夯实、平板震动、强夯挤淤以及爆破等不同原理。机械碾压法、重锤夯实法、平板震动法常用于浅层不大于3 m的软基,对湿陷性黄土地基或大于5m 则不宜;强夯挤淤法适用于厚度较小的淤泥和淤泥质地基;爆破法则适用于饱和净砂、非饱和但经灌水饱和的砂、粉土和湿陷性黄土地基[3]。
4、加筋法
加筋法是指在地基土体中设置水平向筋体,通过土体与筋体间的摩擦作用,使筋体承受拉力,而筋间土体则承受应力及剪应力,进而使加筋土中筋体和土体都能较好发挥自己的潜能,达到提高地基稳定性、减小沉降目的的一种软基处理方法。加筋法有加筋土法、锚固法、树根桩法、低强度砼桩复合地基法、钢筋砼桩复合地基法等多种方法。通过在土层埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等达到提高地基承载力,减小沉降,维持建筑物稳定[4]。
以上只是几种常用的方法。现在新的加固方法层出不穷,如热力学法、爆破法等,但任何一种方法都有它的特定适用范围,不可能应对所有的情况。并且各种地基处理方法都有它的适用范围、局限性和优缺点。加之具体工程情况复杂、工程地质条件千变万化、各个工程间地基条件差别很大,具体工程对地基的要求也不同。而且机具材料等条件也会因工作部门不同、地区不同而有较大的差别。因此,对每一个工程都要进行具体细致分析,应从地基条件、处理要求、工程费用以及材料、机具来源等各方面进行综合考虑,以确定合适的地基处理方法[5]。
五、结束语
软土地基加固工程是当前许多工程建设中都会遇到的问题,经过几十年的不断发展,软土地基处理的方法已有多种,并且新方法、新材料、新工艺不断涌现。对一个具体工程来说,如何选用合适的地基处理方法成为工程部门关注的问题。要做好软土地基的处理,首先要搞好前期勘察设计工作。根据软土特征和物理力学指标,通过比较分析,选取合适的软土地基处理方法,另外,软土地基处理在施工过程中和施工后需做好监测工作。因为软土地基处理方法和加固效果并不是施工结合后就能全部发挥。一般来说,施工完成后还需要经过一段时间才能逐步体现和加固地基的要求。
参考文献
[1]刘通;黄荣华;;浅谈路基处理的方法及应用[A];土木建筑学术文库(第15卷)[C];2011年
[2]魏斌;叶方莉;;软土地基的路基施工方法[J];科技传播;2011年18期
[3]殷宗泽,龚晓南 地基处理工程实例[J]. 北京:中国水利电力出版社,2000
[4]尹利华;张留俊;王晓谋;;公路软土地基处理方案模糊决策[J];中外公路;2010年02期
[5]朱林;;路桥工程中的软土地基处理方式探讨[J];科技致富向导;2011年26期