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《浅谈软土地基处理的几种常见方法优秀2篇》

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摘要:本文介绍了地基处理的目的,地基处理常用技术的加固机理、以某高速公路设计为实例阐述了各种地基处理方法,井给出深厚层软基处理常用方法,处理周期等。下面是小编精心为大家整理的浅谈软土地基处理的几种常见方法优秀2篇,如果能帮助到您,小编的一切努力都是值得的。

软土地基的处理方法综述 篇1

摘要:本文综述了应用广泛的类十四种软土地基处理方法及其施工工艺,为从事软土地基处理施工的工程技术人员提供参考。

关键词:软土;地基;处理方法

一、前言

在现代建筑设计中,地基处理问题已广泛受到重视。地基处理不是局限于基础持力层,而是整个基础下影响范围内的压缩层。因此地基处理时应寻找合理的加固深度、简便的施工方法以达到经济快速合理。而软土地基地处理是其中的薄弱环节。因为软土地基中土的孔隙比大,含水量高,渗透性差,强度低,这类地基在外力的作用下会引起沉陷,产生不均匀沉降等问题,因此必须改善其地基变形与稳定条件,使土的孔隙减小,提高土的密度,使土粒更好地胶结在一起。下面综合性阐述目前广泛应用的几种软土地基处理方法。

二、软土地基的理方法

1、强夯法处理

强夯法是利用重锤自由落下的巨大冲力能所产生地冲击波反复夯击地基土,将夯面以下一定深度地土层夯实,以提高地基的承载力和土体的稳定性,降低压缩性。由于夯击能力大,加固深度也大。对于一般的软土地基加固有着良好的效果。现在常用的强夯技术加固软土地基的方法有:挤密碎石桩加夯法、砂桩加夯法、真空/堆载预压加强夯、强夯碎石墩。

2、粉煤灰应用法

粉煤灰具有容量小,渗透性好,有较高的静力抗剪强度,较低的压缩性,与石灰等碱性物质产生水化反应后产生凝硬性。根据软土地基存在的弱点,利用粉煤灰可处理软土地基。

粉煤灰应用的主要有二灰桩,粉煤灰混凝土桩,粉煤灰固结桩等,与土体形成复合地基加固深层软土地基。

2.1 二灰桩法

二灰桩以粉煤灰和石灰组合而成。主要包括两种形式。

(1)以粉煤灰为主的二灰桩,主要是对软土地基产生挤密和置换作用。用于软土地基加固时,使复合地基承载力较天然地基承载力提高了142%,桩间土承载力提高了46%。

(2)以石灰为主的石灰—粉煤灰桩,配比为粉煤灰:生石灰=3:7—1:9,主要对地基产生置换,成孔挤密,膨胀挤密,脱水挤密和胶凝作用。

一般粉煤灰桩用于地下水位以下各种软土地基的加固,加固深度不超过12米;而石灰—粉煤灰桩一般用于地下水位以上的各种软土地基的处理效果明显,也可以用于地下水位的软土地基的加固。就桩体强度而言,同样条件下粉煤灰桩的强度较大。

2.2 粉煤灰固结桩

在软土地基中采用粉煤灰固结桩,具有成型可靠,形状任意选择,造价低廉,改良地基的效果好,抗变形能力强,桩体密实度高等优点。粉煤灰固结桩由粉煤灰,石膏,水泥加水而成,加压注入尼龙袋中,挤密周围土体,必要注浆管可上下反复二次压浆,尼龙袋具有模板,过滤脱水,加压和增强等作用,由于灌注加压排水措施,尼龙袋微孔在灰浆向外渗出的过程中,水只能向外渗,并被隔离在袋外,形成固结硬化均匀的桩体。

2.3 粉煤灰混凝土桩

粉煤灰混凝土桩由粉煤灰,碎石,中粗砂和水泥组成,在软土地区采用钻孔压浆工艺施工粉煤灰混凝土桩时,必须使混凝土的塌落度达到140-180mm,且碎石最大粒径为1-3cm,为保证桩身强度和降低成本,掺入35%-45%中粗砂作为细骨料。粉煤灰桩和桩间土一起通过铺设在其上的褥垫层形成复合地基,其承载力的提高具有很大的可调性,沉降变形小,造价低。加入粉煤灰后,使桩体具有明显的后期强度。根据其桩身强度较高的特点,在软土地基中采用就可得到更高的承载力。

3、水泥土粉喷桩法

粉喷桩与周围的土体形成复合地基,与土体结合紧密,承载能力较大,其桩体上存在应力集中现象,大部分荷载由桩体承担,桩间土上的应力相应的减少,使复合地基承载力较原土层有所提高,沉降量有所降低。采用该法加固软土地基时,水泥粉具有较大的吸水,发热和膨胀作用,对桩间土起到一定的加固作用,同样提高复合地基的强度。

在利用水泥土粉喷桩加固软土地基时,需考虑各种因素对加固强度的影响:①要以水泥粉为加固料,其强度最高;②搅拌时间为2min时就可以达到最佳的搅拌效果,若搅拌时间太长,强度会有所降低,若搅拌的时间未达到2min时,强度会很低;③置换率越高,强度越高,而随着龄期的增加,强度大致呈线性增加;④当含水量为某值时,桩体的强度达到最高,一般桩体的需水量为4kg/m。

4、振冲法

在软土地基中应用振冲法,就是在地基中嵌入一根根砂石桩柱,形成一种复合地基,这种地基的承载力标准应根据现场复合地基荷载试验确定。振冲法就是利用振冲器的振动力和水冲作用形成连续的孔洞,直至设计的加固深度。

5、渣土桩法

在加固过程中,由于重锤的冲击能造成一系列压缩波,使土体内出现排水网络,土的渗透性骤然增大,孔隙水迅速排出,孔隙压力很快消散,从而产生瞬时沉降,使土体压密,强度提高;同时重锤的冲击作用使填料向夯击方向和侧向挤密,从而对其周围的土体产生挤密加固作用,形成一个自内向外的挤密圈。在挤密过程中,周围土体的孔隙水压力随之增高,形成超静孔隙水压力。根据巴伦固结原理因为固结时间与排水距离的平方成正比,所以,增加排水途径,缩短排水距离,才能加速软土固结,提高地基承载力。加固柱体本身与软基有不同强度,它既是软土固结的排水体,又是基础的渣土桩。渣土桩和挤密后的地基同组成复合地基,从而提高地基强度并减小地基变形。

6、排水固结法

目前公路软基的处理要综合考虑经济适用、稳妥可行、施工简便的方法。首选是排水固结,它通过在软土地基设置的竖向排水体,改变原有地基的边界条件,增加孔隙水的排除途径,大大缩短了固结时间,一般采用袋装砂井和塑料排水板配合砂垫层来达到上述目的。

7、复合地基处理法

复合地基是用专门机械将固化剂、水泥、石灰或掺加粉煤灰单一的或混合物喷出后,在地基深处就地与软土强制搅拌,利用固化剂和软土间发生的一系列物理化学作用,在原地基中形成强度、刚度较大的加固桩体,同时也使桩周土体性质得到改善,使桩体与桩间土体形成复合地基共同承担外部荷载,可实现稳定条件下的快速填土。这些加固土桩,不考虑加固土桩加快地基的排水固结速度和对地基的挤密作用,仅考虑桩的置换作用、应力集中效应,进而减少总沉降量。加固土桩按施工划分有拌和法和粉喷法。

8、真空联合堆载预压处理软基

真空顶压的基本原理,虽在20世纪50年代初瑞典教授w.kgellman已闻名,但因在抽气设备和密封工艺方面的困难,至70年代世界各地才缓慢发展。我国在80年代由航空部门首先应用才获得进展,公路上天津开始推广,在广珠高速公路东段试验工程成功后,在西部沿海公路又进行试验,均获得成功,最近将在新台高速公路选定3km 地段试验和西部沿海高速公路台山段共有软土段长约4km多地段采用此法处理软基。

三、结论

本文主要说明了软土地基的各种处理方法,在实际工程中,要针对具体的地基问题,采取相应的处理措施,确保基础坚固是建筑物安全的根本保证,而且工程技术人员必须经常深入施工现场,及时发现和识别所存在的问题,正确采用相应的经济可靠的措施加以处理,并不断地总结工程勘察和地基处理工作中地实践经验,使软土地基地承载力得到更进一步的提高,更好地保证建筑物的安全。

参考文献

1.申云生,工程地质中主要地基问题及其处理,1998(4),22-26.

2.徐金明等,强夯加固粘性土地基的研究,上海铁道大学学报,18(4),119-123。

浅谈软土地基处理的几种常见方法 篇2

关键词:软土地基方法

一、前言

由于高层建筑、高速公路及高速铁路越来越多的出现在我们的周围,其对地基的承载力要求比较高,软土地基本身的承载能力远远不能满足这些工程对地基承载力的要求。同时软土地基处理的技术也在不断发展和完善,各种软土地基处理的理论在大量的工程实例中的应用使其得到了充分验证。各种软基处理方法已广泛地应用到我们身边不同的建筑当中。

二、软土地基及其危害

软土是一种地基中常见的类型,一般是指那些软塑或者流塑状态下的粘性土。由于软土自身含水量大、孔隙比较大、压缩系数高、强度极低所以必须进行切实可行的技术措施加以处理后,才能将软土作为路基应用。如在路基填土或构造物基础中出现软土,其危害显著的,主要体现在施工过程中最佳含水量难以控制,压实度值极难达到设计要求导致密实度不达标,且公路通车后,也可能出现诸如路基失稳或过量沉陷的质量缺陷。

三、软土地基处理方法及应用范围

在公路、铁路施工过程中已经形成了多种形式的软土地基处理方法,经过长期的工程实践及大量以往成功经验的总结,进行总结归纳如下:

1、换填垫层法

此种方法比较适合于软土层厚度不大时,这样可以将处理范围内的软土层部分甚至全部挖除,再用具有较强承载力或稳定性能好、无侵蚀作用的材料进行换填称为换填或垫层法。)(当软土层厚度在2~3m时此法较为经济实用。

(1)砂砾垫层法:此法多是用于当软土层厚度较薄,且在填筑材料过程中比较困难,或雨季施工中。

(2)换填法:当软土层厚度不大于2m 时,可以利用渗水性较好的材料置换对应区域的填土,这样同样可以达到土的压缩性降低,承载力提高,抗剪强度提高,沉降量减少,土层的排水固结速度加快的效果。

(3)抛石挤淤法:此法适用的条件一般为:

①软土厚度小于3m且位于水下。

②表层未形成硬壳、含水量已超过液限。

③依靠路堤自重挤出的软土排水困难。

2、深层密实法

当软土层厚度大于3m已属于中厚软基或软基分布面积较广时,可以考虑采用该种方法。此种方法加固效果较好其加固深度可达30m。此法主要通过振动与挤压作用使土体密实、固结,再利用高抗剪强度的桩体材料置换部分软土中气相、液相与固相部分,使其最终形成一种复合型地基,达到对软土地基加固的目的。

(1)强夯法:此法主要是适用于软土地基含水量在一定范围以内的情况。巨大的冲击能量作用在土层上面,使其内部产生巨大的压力和冲击波,使局部土体出现压缩变形,在夯击点周围一定深度内形成一定量的排水通道,且裂隙良好,沿着这些通道土中的孔隙水(气)进行排出,土体最终达到固结的效果。

(2)挤密砂桩、碎石桩加固法:此种方法适用于软土层较厚,采取换填形式处理比较困难,而且地基土属于非饱和粘性土的情况。

3 排水固结法

此法主要适用于各类淤泥、淤泥质粘土及冲填等饱和粘性土地基。为了提高软土地基的排水速度,且提高软土固结的效率,可以在软土地基上施加荷载作用并配合土体内部排水来完成。随着附加荷载的作用,孔隙水逐渐排出,使土体本身的孔隙比减小,产生固结。在这样的过程中,土的有效应力会随着土体超静孔隙水压力的逐渐扩散而不断的增加,使土体沉降提前完成或增加了土体的沉降速率。

(1)预压处理法:超载预压、等载预压和欠载预压都属于预压处理法的常见形式。此类方法施工工艺相对简单,但实际操作周期较长,如超载预压的周期一般能达到6个月左右,所以一般与排水处理地基方法相结合以加快软土地基的处理效率。

(2)袋装砂井法:此方法主要适用于软土层厚度大、路堤欠稳定、填土高度较大的软土路基。该种方法主要是通过增加软土的竖向排水能力,减小水平排水距离,已达到最终提高软土的承载能力的目的。

(3)塑料排水板法:此法与之前介绍的袋装砂井法较为相似。其主要特点有:

①工业化,具有稳定质量、较轻的重量。

②在运输和保管过程中较为方便。

③施工工艺简单,需要的劳动力数量少,工程成本较低。

④渗滤吸水性好,具有一定的强度和延伸率。

⑤对土的扰动小,但预压周期较长。

所以在工程中得到了广泛应用,但在土层的抗剪能力的提高方面不如袋装砂井。

4化学加固法

这种方法广泛的适用于粉土、砂土、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土各种土质情况。通过水泥或其它化学材料在软土中的加入,完成了对软土土体的加固过程。水泥或其它化学材料与土体中的物质发生化学反应,吸收和挤出土中部分水与空气最终达到提高地基承载力的目的。

(1)硅化法:在软土中注入以水玻璃为主要成份的混合溶液对软土进行化学加固,或借助电流的作用将软土进行加固。这种方法最大的优点是有着较快的加固速度,但工程成本较高,且对于渗透系数太小的土不适用。

(2)旋喷桩法:旋喷桩法常见的一些形式主要有粉体喷射桩法、高压喷射注浆法等。当地基土为强度低、压缩性较高、排水性能较差的软土地基时,一般可采用灰土桩、水泥土桩、石灰土桩、二灰土桩等与地基组合而成的复合地基。这种复合地基可以使桩体承受大部分荷载,已达到提高地基承载力,有效减少沉降量的目的。该种方法施工工艺比较复杂,需要有专门的技术设备的配置,工程成本较高。

四、结束语

因此,软土地基的处理方式是多样的。在具体的处理方式选择中我们首先应将地质勘探工作做好得到详细的第一手数据,将已有的地质勘探资料进行有针对性的研究与利用,并综合采取调绘、钻探、原位测试及物探等方法进行勘测。再查明线路所处位置的地形地貌、地质情况、水文信息、气候条件及路基排水条件,明确软土层的形成的原因、土质类型、软土分布范围大小及其分布的其他具体情况。最终根据地基土的工程特性,选用适当的处理方法。

作者简介:

蒋济兵,1982-,四川成都人,助工,中铁十一局集团一公司南水北调铁路交叉项目部,研究方向:道路桥梁。