細(xì)說(shuō)軟土地基的工程特性及處理方法!
我國(guó)公路行業(yè)規(guī)范對(duì)軟土地基定義是指強(qiáng)度低,壓縮量較高的軟弱土層,多數(shù)含有一定的有機(jī)物質(zhì)。軟土地基的性質(zhì)因地而異,因?qū)佣,不可預(yù)見(jiàn)性大。在設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中,稍有疏忽就會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量事故。本文總結(jié)了軟土地基的工程特性及常見(jiàn)處理方法,好好學(xué)習(xí)哦
工程特性
軟土地基的工程特性
(1)含水量較高,孔隙比大。一般含水量為 35%~80%,孔隙比為1~2;
(2)抗剪強(qiáng)度很低。根據(jù)土工試驗(yàn)的結(jié)果,我國(guó)軟土的天然不排水抗剪強(qiáng)度一般小于 20kPa,其變化范圍在 5~25kPa;有效內(nèi)摩擦角約為 20°~35°;固結(jié)不排水剪內(nèi)摩擦角 12°~17°。正常固結(jié)的軟土層的不排水抗剪強(qiáng)度往往是隨距地表深度的增加而增大,每米的增長(zhǎng)率約為 1~2kPa。加速軟土層的固結(jié)速率是改善軟土強(qiáng)度特性的一項(xiàng)有效途徑;
(3)壓縮性較高。一般正常固結(jié)的軟土的壓縮系數(shù)約為α1-2=0.5~1.5MPa-1,最大可達(dá)α1-2=4.5MPa-1;壓縮指數(shù)約為 Cc=0.35~0.75;
(4)滲透性很小。軟土的滲透系數(shù)一般約為 1×10-6~1×10-8cm/s ;
(5)具有明顯的結(jié)構(gòu)性。軟土一般為絮狀結(jié)構(gòu),尤以海相粘土更為明顯。這種土一旦受到擾動(dòng),土的強(qiáng)度顯著降低,甚至呈流動(dòng)狀態(tài)。我國(guó)沿海軟土的靈敏度一般為 4~10,屬于高靈敏度土。因此,在軟土層中進(jìn)行地基處理和基坑開(kāi)挖,若不注意避免擾動(dòng)土的結(jié)構(gòu),就會(huì)加劇土體變形,降低地基土的強(qiáng)度,影響地基處理效果;
(6)具有明顯的流變性。在荷載作用下,軟土承受剪應(yīng)力的作用產(chǎn)生緩慢的剪切變形,并可能導(dǎo)致抗剪強(qiáng)度的衰減,在主固結(jié)沉降完畢之后還可能繼續(xù)產(chǎn)生可觀的次固結(jié)沉降。
處理方法
軟土地基的處理方法
軟土地基處理的目的就要采取有效方法,對(duì)軟土地基進(jìn)行加固,提高 軟土地基的承載力。目前國(guó)內(nèi)軟土地基的加固方法很多,各種方法都有其 適用范圍和局限性。選用何種方法,應(yīng)充分考慮構(gòu)筑物對(duì)地基的要求、材 料來(lái)源、施工機(jī)具和施工工期等因素,因地制宜地選出經(jīng)濟(jì)效益比最優(yōu)的方法。
目前軟土地基處理的方法主要有以下幾種。
01輕夯多遍處理
軟土的高壓縮性和流變性決定了其不能采用純粹的強(qiáng)夯法,“輕夯多 遍”該工法是經(jīng)過(guò)近二十年的開(kāi)發(fā)研究、成熟的軟土地基處理新技術(shù)。從工后沉降來(lái)說(shuō),經(jīng)過(guò)大量的現(xiàn)場(chǎng)鉆探取土和室內(nèi)土工試驗(yàn)得出的土性指標(biāo) 進(jìn)行估算,“輕夯多遍”強(qiáng)夯法可以在施工期內(nèi)將沉降量完成預(yù)估最終沉 降的 90%以上(經(jīng)過(guò)計(jì)算分析,在相同的地基土,相同的堆載預(yù)壓作用下, 要完成 90%的固結(jié)度,至少需要 2~3 年),且固結(jié)過(guò)程是相當(dāng)快的。 該工法強(qiáng)調(diào)信息化施工,在施工中,每一遍都要進(jìn)行試夯,若發(fā)生夯 坑周圍有隆起則要降低夯能,若發(fā)現(xiàn)夯坑過(guò)深則要減少擊數(shù),每一遍都要?jiǎng)恿τ|探進(jìn)行檢測(cè),了解加固效果,并對(duì)下一遍夯擊參數(shù)做調(diào)整。該工法加固效果具有工后地基承載力高、固結(jié)充分、沉降小、工期短、 造價(jià)省、施工環(huán)保、質(zhì)量可控等優(yōu)點(diǎn)。
依據(jù)土體即將破壞時(shí)的標(biāo)志,結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn),輕夯多遍強(qiáng)夯法采用如
下的收錘標(biāo)準(zhǔn):
①坑周不出現(xiàn)明顯的隆起。如果坑周出現(xiàn)明顯隆起,標(biāo)志著坑周土體已經(jīng)破壞,如第一擊時(shí)就已明顯隆起,則要降低夯擊能。
②不 能有過(guò)大的側(cè)向位移。如果有過(guò)大的側(cè)向位移,則表明土體已經(jīng)破壞。
③ 后一擊夯沉量應(yīng)小于前一擊的夯沉量。如果是后一擊夯沉量大于前一擊的 夯沉量,說(shuō)明土體側(cè)向位移較大,表明土體結(jié)構(gòu)破壞。④夯坑深度不能太 大。按工程經(jīng)驗(yàn),一般采用每遍總夯沉量不超過(guò) 60cm 。
02真空預(yù)壓法
真空預(yù)壓法是普遍使用的一種對(duì)軟土地基進(jìn)行加固的方法。其原理是 對(duì)被加固軟基抽真空形成的大氣壓差作為預(yù)壓荷載, 使加固區(qū)域內(nèi)的土 體造成負(fù)壓,通過(guò)排水通道傳至設(shè)計(jì)深度, 沿深度基本呈矩形分布,真 空預(yù)壓排水固結(jié)法加固軟基不需要施加實(shí)體荷載,軟基預(yù)壓排水是在真空 吸、擠壓共同作用下完成,真空預(yù)壓是使邊界的孔壓降低,真空度越高, 沿深度衰減越小,則增加的有效應(yīng)力越大,加固效果越好。真空預(yù)壓法是 眾多軟基處理加固方法中的一種,適用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土和其他能夠 夠排水固結(jié)而且能形成負(fù)超靜水壓力邊界條件的軟粘土,具有工期短、費(fèi) 用低、無(wú)噪音、排水效果顯著等優(yōu)點(diǎn)。
03電滲法
電滲加固機(jī)理要從土的微觀結(jié)構(gòu)說(shuō)起。土是固--液--氣三相分散系。 土的固相即土顆粒, 其表面通常帶有負(fù)電荷, 在外加電場(chǎng)作用下, 向 電勢(shì)高處運(yùn)動(dòng), 此現(xiàn)象稱為電泳; 土的液相即土中水, 它極易和被溶 解的物質(zhì)如水中的陽(yáng)離子結(jié)合成水化陽(yáng)離子, 在外加電場(chǎng)作用下, 向電 勢(shì)低處運(yùn)動(dòng), 此現(xiàn)象稱為電滲。在土中插入金屬電極,并通以直流電,在電場(chǎng)作用下,土中水從陽(yáng)極 流向陰極,產(chǎn)生電滲,從而降低高黏性土的含水率或地下水位,以改善土 性的加固方法。電滲法具有加固速率快、效果明顯及對(duì)周圍環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn),在灘 涂地基處理施工中使用廣泛。
04堆載預(yù)壓法
堆載預(yù)壓法是在布設(shè)完的排水通道的地基上分層施加堆載材料,進(jìn)行正向施加荷載,使地基土體產(chǎn)生沉降固結(jié)的方法。荷載材料根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源 情況可以選用土、砂或山皮土、山皮石等,按設(shè)計(jì)分級(jí)堆載到一定的厚度 或標(biāo)高,達(dá)到一定的固結(jié)周期后,卸載至設(shè)計(jì)標(biāo)高整平,堆載預(yù)壓法加固期長(zhǎng)、受季節(jié)性影響大和需要大量的堆載材料等特點(diǎn)。
05爆破擠淤法
爆破擠淤的原理是通過(guò)爆炸作用排淤填石,達(dá)到泥、石臵換目的。施 工方法就是在拋填堤頭泥石交界面前方的淤泥中埋設(shè)群藥包,藥包爆炸后,通過(guò)藥包爆炸的能量將堤頭前面的淤泥向四周擠開(kāi),在淤泥內(nèi)形成爆炸空 腔,拋石體隨即坍塌充填空腔,使爆前處于平衡狀態(tài)的拋石體向強(qiáng)度降低 處的淤泥內(nèi)滑移,達(dá)到泥、石臵換的目的,從而達(dá)到處理軟土地基的目的。爆破擠淤技術(shù)具有施工工藝簡(jiǎn)單、對(duì)其它工序干擾小、施工速度快、后期沉降小的優(yōu)點(diǎn),特別是在較厚度淤泥的軟基處理工程中這些優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)得更加明顯。爆破擠淤深度可以達(dá)到十幾米。
爆破擠淤技術(shù)明顯的優(yōu)點(diǎn)是:
施工工藝簡(jiǎn)單,對(duì)其他工序干擾小,施工速度快,后期沉降小。這種方法實(shí)質(zhì)上是拋石擠淤和壓載擠淤的進(jìn)一步 發(fā)展,無(wú)疑具有很高的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。通過(guò)前面的分析,以上各種軟土的處理方法各有優(yōu)缺點(diǎn),我們應(yīng)該根據(jù)場(chǎng)地及軟土的具體情況,具體分析, 采用成本低、效果好的處理方法。