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【关键词】:软土;地基处理;承载力;稳定性;工程建设
Abstract: Soft ground can not meet the project construction on the bearing capacity and stability requirements, it must be processed in order to meet the construction needs. This article briefly analyze the following approach will be soft ground, for reference study purposes.Key words: soft soil; foundation treatment; capacity; stability; construction projects
中图分类号:TU471.8文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)04-0020-02
1、前言
改革开放以来,随着经济的不断发展和科技的不断进步,我国的工程建设迎来了建设的,随着工程建设的范围不断扩大,遇到的软土地基的机会越来越多。软土地基满足不了工程建设对地基承载力和稳定性的要求,需要经过采用措施对地基进行处理。在对地基进行处理前,应进行选择几种方案进行综合比较,比如,考虑将建设工程移位和进行地基处理两种方案,比较后选择经济效益较好的方案进行施工建设。本文以下内容将对软土地基的处理方法进行简要的分析,以供大家参考学习之用。
2、软土地基的基本特征
软土地基主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成。其具有以下几个方面的特征:第一,孔隙大,由于软土地基在其缓慢沉积过程中接触点形成一定的集结点,由于颗粒小,具有胶体性质,天然沉积土颗粒接触点之间,经过物理化学作用,形成了一定的胶结强度,从而阻止其进一步产生压力,使软土地基的孔隙比同一压力下其他地基高出许多。第二,透水性强,由于软土地基结构较松散,土层之间容易形成大孔隙。而大孔隙间容易形成透水通道,从而使软土地基比硬土地基具有更强的透水性。第三,渗透性差,软土地基的渗透系数较小,一般在1×10-4-1×10-8cm/s之间。沉降速度慢,固结完成所需时间长。而大部分淤泥和淤泥质土地区,由于该土层中夹有数量不等的薄层或极薄层粉砂、细砂、粉土等,故在垂直方向的渗透性比水平方向要小。第四,压缩性高,软土地基结构压缩系数一般为0.7~1.5MPa-1,最大达4.5MPa-1,而且随着软土中液限及天然含水量的增大而增高。第五,抗剪强度低,软土地基的快剪黏聚力小于10kPa,快剪内摩擦角小于5度,固结快剪的强度略高,凝聚力小于15kPa,内摩擦角小于10度。第六,灵敏度高,灵敏度一般在2-10之间,有时大于10,并具有显著的流变特性。
软土地基的性质因地而异,因层而异,不可预见性大,在设计、施工过程中,稍有疏忽就会出现质量事故,究其原因有如下几个方面:勘察设计不详细或不准确,导致对应该作软基处理的地段未作处理设计;已知是软土地基,但是未做好软土地基处理,造成路堤失稳或危及线外建筑物;虽然作了软土地基处理,但是措施不力,施工不当造成路堤失稳;堆料不当,未按规定分层填筑,填土过快,碾压不当,造成路堤失稳;扰动“硬壳层”或填筑不当,使“硬壳层”遭受破坏,导致路堤失稳,软土地基上往往有一层强度比软土高的土层,被称为“硬壳层”。
3、地基处理方案的确定
地基处理方案的确定步骤主要包括如下几个方面:第一,搜集详细的工程质量、水文地质及地基基础的设计材料。 第二,根据结构类型、荷载大小及使用要求,结合地形地貌、土层结构、土质条件、地下水特征、周围环境和相邻建筑物等因素,初步选定集中可供考虑的地基处理方案。另外,在选择地基处理方案时,应同时考虑上部结构、基础和地基的共同作用;也可选用加强结构措施和处理地基相结合的方案。第三,对初步选定的各种地基处理方案,分别从处理效果、材料来源及消耗、机具条件、施工进度、环境影响等方面进行认真的技术经济分析和对比,根据安全可靠、施工方便、即经济合理等原则,从而因地制宜地循着最佳的处理方法。值得注意的是,每一种处理方法都有一定的适用范围、局限性和优缺点。必要时也可选择多种地基处理方法组成的综合方案。第四,对已选定的地基处理方法,应按建筑物重要性和场地复杂程度,可在有代表性的场地上进行相应的现场试验和试验性施工,并进行必要的测试以验算设计参数和检验处理效果。如达不到设计要求时,应查找原因、采取措施或修改设计以达到满足设计的要求为目的。第五,地基土层的变化是复杂多变的,因此,确定地基处理方案,一定要有经验的工程技术人员参加,对重大工程的设计一定要请专家们参加。当前有一些重大的工程,由于设计部门的缺乏经验和过分保守,往往使很多方案确定的不合理,浪费也是很严重的,必须引起有关领导的重视。
4、软土地基的处理方法
4.1、堆载预压法
该法是在工程建设之前用大于或等于设计荷载的填土荷载,促使地基提前固结沉降以提高地基的强度,减少工后沉降。当强度指标达到设计要求数值后,卸去荷载,修筑道路路面。经过堆压预处理后,地基一般不会再产生大的固结沉降。利用路堤填土作为堆载,成本较低。施工填筑时宜采用分层分级施加荷载,以控制加荷速率,避免地基发生剪切破坏,达到地基强度慢慢提高的效果。该法原理较成熟,施工简单,不需要特殊的施工机械和材料。由于该地区软土固结系数小,故软土的排水固结时间较长,因此工期较长。如施工时间允许,可单独使用;如工期紧,可结合其它方法一起使用。
4.2、真空预压法
真空预压法是在需要加固的软土地基内设置砂井或塑料排水板,然后在地面铺设砂垫层,其上覆盖不透气的密封膜使其与大气隔绝,通过埋设于砂垫层中的吸水管道,用真空装置进行抽气,将膜内空气排出,因而在膜内外产生气压差,气压差即转变成作用于地基上的荷载,地基不会产生剪切破坏,这对软土地基是有利的。该方法不需要堆载,省去了加载和卸荷工序,缩短了预压时间,省去了大量堆载材料,所使用的设备及施工工艺均比较简单,无需大量的大型设备,便于大面积施工。
4.3、水泥搅拌桩法
水泥土搅拌桩是胶结法处理软土地基的一种,它利用水泥或石灰等材料作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械,在地基深处将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌,利用固化剂与软土之间所产生的一系列物理、化学反应,使软土固结成具有整体性、水稳定性和一定强度的地基,以达到提高地基承载力、减少地基沉降量的目的。它具有施工速度快,设备轻便,便于移动,方法容易掌握,处理深度较大等优点。
4.4、换填垫层法
当软弱土层厚度不很大时,可将基面以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除,然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料(通常是渗水性好的砾料)称为换填或垫层法。此法处理的经济实用高度一般为2~3m,如果软弱土层厚度过大,则采用换填法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。
4.5、强夯法
对于孔隙较大的地基及含水量在一定范围内的软弱粘性土地基,可采用重锤夯实或强夯。它的基本原理是:土层在巨大的冲击能作用下,土中产生很大的压力和冲击波,致使土体孔隙压缩,夯击点周围一定深度内产生裂隙良好的排水通道,使土中的孔隙水(气)顺利排出,土体迅速固结。强夯后地基承载力可得到一定的提高,压缩性可降低200%~1000%。
4.6、加筋法
土工合成材料土工合成材料是一种新型的岩土工程材料,它以人工合成的聚合物,如塑料、化纤、合成橡胶等为原料,制成各种类型的产品,置于土体内部、表面或各层土体之间,发挥加强或保护土体的作用。
加筋土是将抗拉能力很强的拉筋埋置于土层中,利用土颗粒位移与拉筋产生的摩擦力使土与加筋材料形成整体,减少整体变形和增强整体稳定。一般使用抗拉能力强、摩擦系数大而耐腐蚀的条带状、网状、丝状材料,例如,镀锌钢片;铝合金、合成材料等。
此外,在确定地基处理方法时,还要注意节约能源。注意环境保护,避免因为地基处理对地面水和地下水产生污染,避免振动噪音对周围环境产生不良影响等。
5、结尾
软土地基的处理具有很重要的意义,作为一名技术人员,应在实践中不断总结经验,并从各个方面着手提高自身的素质,以为软土地基处理作出应有的贡献。
【参考文献】
[1]《地基处理》魏新江等,浙江大学出版社
第二条、本办法所称闲置土地,是指土地使用者依法取得土地使用权后,未经原批准用地的人民政府同意,超过规定的期限未动工开发建设的建设用地。
具有下列情形之一的,也可以认定为闲置土地:
(一)国有土地有偿使用合同或者建设用地批准书未规定动工开发建设日期,自国有土地有偿使用合同生效或者土地行政主管部门建设用地批准书颁发之日起满1年未动工开发建设的;
(二)已动工开发建设但开发建设的面积占应动工开发建设总面积不足三分之一或者已投资额占总投资额不足25%且未经批准中止开发建设连续满1年的;
(三)法律、行政法规规定的其他情形。
第三条、市、县人民政府土地行政主管部门对其认定的闲置土地,应当通知土地使用者,拟订该宗闲置土地处置方案,闲置土地上依法设立抵押权的,还应通知抵押权人参与处置方案的拟订工作。处置方案经原批准用地的人民政府批准后,由市、县人民政府土地行政主管部门组织实施。
处置方案可以选择下列方式:
(一)延长开发建设时间,但最长不得超过1年;
(二)改变土地用途,办理有关手续后继续开发建设;
(三)安排临时使用,待原项目开发建设条件具备后,重新批准开发,土地增值的,由政府收取增值地价;
(四)政府为土地使用者置换其他等价闲置土地或者现有建设用地进行开发建设;
(五)政府采取招标、拍卖等方式确定新的土地使用者,对原建设项目继续开发建设,并对原土地使用者给予补偿;
(六)土地使用者与政府签订土地使用权交还协议等文书,将土地使用权交还给政府。原土地使用者需要使用土地时,政府应当依照土地使用权交还协议等文书的约定供应与其交还土地等价的土地。
对因政府、政府有关部门行为造成的闲置土地,土地使用者支付部分土地有偿使用费或者征地费的,除选择前款规定的方式以外,可以按照实际交款额占应交款额的比例折算,确定相应土地给原土地使用者使用,其余部分由政府收回。
第四条、已经办理审批手续的非农业建设占用耕地,1年内不用而又可以耕种并收获的,应当由原耕种该幅耕地的集体或者个人恢复耕种,也可以由用地单位组织耕种;1年以上未动工建设的,应当按照省、自治区、直辖市的规定缴纳闲置费;连续2年未使用的,经原批准机关批准,由县级以上人民政府无偿收回土地使用者的土地使用权;该幅土地原为农民集体所有的,应当交由原农村集体经济组织恢复耕种。
在城市规划区范围内,以出让等有偿使用方式取得土地使用权进行房地产开发的闲置土地,超过出让合同约定的动工开发日期满1年未动工开发的,可以征收相当于土地使用权出让金20%以下的土地闲置费;满2年未动工开发时,可以无偿收回土地使用权;但是,因不可抗力或者政府、政府有关部门的行为或者动工开发必需的前期工作造成动工开发迟延的除外。
第五条、依照本办法第四条规定收回国有土地使用权的,由市、县人民政府土地行政主管部门报经原批准用地的人民政府批准后予以公告,下达《收回国有土地使用权决定书》,终止土地有偿使用合同或者撤销建设用地批准书,注销土地登记和土地证书。
第六条、市、县人民政府土地行政主管部门应当根据本行政区域内闲置土地的状况,依据土地利用总体规划、土地利用年度计划及各项建设对土地的需求,优先使用闲置土地。
建设用地能使用闲置土地的,必须使用闲置土地,不得批准占用农用地。对闲置土地利用未达到规定标准的地区,应当核减其下一年度农用地转用计划指标。
第七条、市、县人民政府土地行政主管部门对依法收回的闲置土地,应当重新明确用途、设定使用条件、确定供地方式,并向社会公告。
收回的国有闲置土地,应当采取以下方式利用:
(一)在土地利用总体规划确定的城市建设用地区内,应当按照土地利用总体规划和城市规划确定的用途安排建设项目或者其他临时用途;近期无法安排建设项目,耕种条件未被破坏的,可以组织耕种,不适宜耕种的,可采取绿地等方式作为政府土地储备。
(二)规划用途为农用地,耕种条件未被破坏的,应当恢复耕种;不适宜耕种的,应当改为其他农用地。
第八条、收回的集体所有的闲置土地,应当采取以下方式利用:
(一)在土地利用总体规划确定的村庄、集镇建设用地区内,应当用于本集体经济组织的其他建设项目;本集体经济组织近期无法安排建设项目的,可以由县级人民政府土地行政主管部门拟订置换方案,报上一级土地行政主管部门批准后,依法安排其他建设项目,并对原集体经济组织给予补偿。
(二)规划用途为农用地,耕种条件未被破坏的,应当恢复耕种;不适宜耕种的,应当改为其他农用地。
第九条、市、县人民政府土地行政主管部门应当在地籍调查和土地变更登记的基础上,查清闲置土地位置、面积等情况,建立闲置土地宗地档案,绘制闲置土地分布现状图,监督跟踪其利用情况。
第一条为加强本市土地管理,依法处理和充分利用闲置土地,切实保护耕地,根据《中华人民共和国土地管理法》、《中华人民共和国城市房地产管理法》等有关法律、法规的规定,结合本市实际,制定本办法。
第二条本市行政区域内闲置土地的处理,适用本办法。
第三条市土地行政主管部门负责本市闲置土地的处理工作,组织实施本办法。县级市土地行政主管部门负责本辖区内闲置土地的处理工作。
计划、规划、建设、农业等行政管理部门按照各自职责协助本办法的实施。
闲置土地所在地的镇人民政府、街道办事处应当协助土地、农业行政管理部门做好闲置土地的调查处理工作,并对复耕的闲置土地及复耕状况进行检查监督。
第四条市、县级市土地行政主管部门应当建立闲置土地检查制度,组织农业、建设、规划等部门对土地利用状况进行定期检查。
单位和个人可以对闲置的土地进行举报或反映情况。
第五条本办法所称闲置土地是指具有下列情形之一的土地:
(一)超过《国有土地使用权出让合同》约定或《建设用地批准书》规定的动工开发期限未动工开发建设的;
(二)《国有土地使用权出让合同》未约定或者《建设用地批准书》未规定动工开发建设日期,自《国有土地使用权出让合同》生效或者土地行政主管部门《建设用地批准书》颁发之日起满一年未动工开发建设的;
(三)已动工开发建设但开发建设的面积占应当动工开发建设总面积不足三分之一,或者已投资额占总投资额不足百分之二十五且未经批准中止开发建设连续满一年的;
(四)法律、行政法规规定的其他情形。
超过土地行政主管部门核发的通知用地单位办理建设用地手续各类文件的有效期或规定期限,用地单位未取得《建设用地批准书》的,视为闲置土地。
闲置土地分为国有闲置土地和经批准征用的农民集体所有的闲置土地。
第六条本办法所称动工开发是指房屋建设项目已实施基础施工,其他建设项目已实施通水、通电、通道路和场地平整工程。
前款所称实施基础施工是指经依法批准,实施建筑物向地基传递荷载的下部结构的施工。
第二章闲置土地的认定和处置
第七条闲置土地由市、县级市土地行政主管部门认定。
市土地行政主管部门可以将市辖区内闲置土地认定的调查工作,委托区土地行政主管部门进行。
认定和处理闲置土地以宗地为单位。
第八条市、县级市土地行政主管部门开展闲置土地调查工作,可以采取下列措施:
(一)询问当事人及其他证人;
(二)现场勘测、拍照、摄像;
(三)查阅、复制被调查单位或者个人的有关用地审批文件、土地权利文件和资料;
(四)要求被调查单位或者个人就有关土地权利的问题作出说明。
第九条市、县级市土地行政主管部门开展闲置土地调查过程中,应当向用地单位发出闲置土地调查通知书。
用地单位应当自闲置土地调查通知书送达之日起十五日内将土地开发利用情况及其相关证据,书面报送调查部门。
第十条市、县级市土地行政主管部门应当对经调查认定的闲置土地,向用地单位送达闲置土地认定通知书。
用地单位自闲置土地认定通知书送达之日起三十日内,可以按照本办法第十一条规定的方式向闲置土地认定机关提出闲置土地处置方式申请。
除本办法第十四条规定情形外,市、县级市土地行政主管部门可以根据闲置土地的具体情况,拟订闲置土地处置方案。处置方案经原批准用地的人民政府批准后,由市、县级市人民政府土地行政主管部门组织实施并向用地单位送达闲置土地处置决定书。
闲置土地上依法设立抵押权的,市、县级市土地行政主管部门拟订闲置土地处置方案时,应当通知抵押权人参与处置方案的拟订工作。
用地单位在闲置土地处置方案拟订前,已依法办理闲置土地转让手续的,应当告知市、县级市人民政府土地行政主管部门。
第十一条处置闲置土地包括下列方式:
(一)补充办理建设用地手续,领取《建设用地批准书》继续开发建设;
(二)延长开发建设时间,但最长不得超过一年;
(三)改变土地用途,办理有关手续后继续开发建设;
(四)安排临时使用,待原项目开发建设条件具备后批准开发;土地增值的,由政府收取增值收益;
(五)收回闲置土地,注销建设用地批准文件及土地使用权证。
第十二条本办法第五条(一)、(二)、(三)项规定情形的闲置土地,用地单位申请延长开发建设时间的,按照以下程序办理:
(一)用地单位应当自闲置土地认定书送达之日起三十日,向闲置土地认定机关提出延期申请,并提交开发建设计划、资金实力证明等相关资料。
(二)市、县级市土地行政主管部门受理延期申请后,对继续开发建设的计划、继续开发建设的资金实力证明等资料进行审查,并在三十日内提出审查意见,拟订闲置土地处置方案,报原批准用地的人民政府批准后实施。
第十三条本办法第五条第(一)、(二)、(三)项规定情形的目有闲置土地,用地单位申请安排,临时使用的,经原批准用地的人民政府批准后,用地单位应当与市土地行政主管部门签订临时用地合同,领取临时《建设用地批准书》。
国有闲置土地临时使用期限最长不得超过两年。
临时使用期限届满,用地单位应当在十日内自行拆除临时建筑并动工开发建设。
第十四条本办法第五条第二款规定情形的闲置土地,市、县土地行政主管部门应当按照本办法第十一条第(一)项规定的方式拟订闲置土地处置方案。
用地单位应当自闲置土地处置决定书送达之日起六个月内,与土地行政主管部门签订国有土地有偿使用合同,缴纳相关税费并按照合同约定支付土地使用权出让金等有偿使用费,领取《建设用地批准书》。
征用农民集体土地闲置的,用地单位在与土地行政主管部门签订国有土地有偿使用合同之前,应当办结征地补偿安置手续。
用地单位未办理上述手续的,应当按照本办法第十六条第一款第二项的规定处理。
第十五条闲置土地自闲置土地认定书认定闲置之日起满一年的,由市、县级市土地行政主管部门按照本市土地闲置费征收标准向用地单位下发缴纳土地闲置费通知书。
土地闲置费按月计征,闲置期间不足一个月的,按一个月计算。
用地单位以出让方式取得土地使用权的,对其闲置土地闲置费的征收总额累计不得超过该宗土地使用权出让金的百分之二十。
用地单位应当在缴纳土地闲置费通知书规定的期限内缴纳土地闲置费。
第十六条闲置土地符合下列情形之一的,政府可以无偿收回,并同时注销用地规划许可文件、建设用地批准文件及土地使用权证:
(一)本办法第五条第一款第(一)、(二)、(三)项规定情形的闲置土地,闲置期间累计满两年的;
(二)本办法第五条第二款规定情形的闲置土地,用地单位未按照本办法第十四条规定补充办理建设用地手续,且闲置期间累计两年的。
土地闲置是因政府或者政府有关部门的行政行为造成的,政府收回闲置土地后,应当给予用地单位适当补偿。
闲置土地被收回后,原用地单位仍然应当承担其原有的经济责任。
第十七条市土地行政主管部门应当按照下列程序收回闲置土地:
(一)调查取证,认定事实;
(二)拟订闲置土地处置方案;
(三)公告经原批准用地的人民政府批准的闲置土地处置方案;
(四)注销建设用地批准文件及土地使用权证。
在闲置土地处置方案拟订前,应当告知当事人有要求听证的权利,当事人要求听证的,应当举行听证会。
第十八条收回经批准征用的农民集体所有的闲置土地,按下列方式处置:
(一)未进行征地补偿的,土地归原农民集体土地所有者;
(二)未全额支付征地补偿安置费用的,由政府征地机构对被征地单位进行补偿安置后,政府重新安排使用;
(三)已全额支付征地补偿安置费用的,由政府重新安排使用。
第十九条按照本办法第十八条第(二)项规定,由政府征地机构实施征地补偿安置的,政府征地机构与被征地单位重新签订补偿安置协议,征用土地应补偿总额小于用地单位实际已支付补偿费用的,政府征地机构不再向被征地的农村集体经济组织支付征地补偿安置费用。征用土地应补偿总额大于实际已支付补偿费用的,政府征地机构按征用土地应补偿总额与实际已支付补偿费用的差额,向被征地的农村集体经济组织支付征地补偿安置费用。
征用土地应补偿总额按照批准征用土地时的补偿标准和征用土地面积计算。
第二十条收回的国有闲置土地按下列方式处置:
(一)未实施房屋拆迁补偿安置的,土地由原土地使用权人使用;
(二)已实施房屋拆迁补偿安置的,由政府重新安排使用。
第二十一条已实施房屋拆迁,尚未完成补偿安置的,由市房屋拆迁主管部门责令原拆迁人在限期内偿付临迁费并补偿安置被拆迁人。原拆迁人在限期内仍未偿付临迁费并补偿安置被拆迁人的,政府可以指定拆迁机构对被拆迁人进行安置,并向原拆迁人追偿。
第二十二条依照本办法第十六条第二款规定收回闲置土地应当给予用地单位适当补偿的,可以采取以下补偿方式:
(一)政府收回经批准征用的农民集体所有的闲置土地,应补偿总额大于用地单位已支付的征用土地补偿费用的,按照最高不超过实际已支付补偿费用的百分之七十补偿给用地单位;征用土地应补偿总额小于用地单位已支付补偿费用的,按不超过征用土地应补偿总额的百分之七十补偿给用地单位。
收回国有闲置土地,按照不超过用地单位支付的建筑物、构筑物和地上附着物补偿投入总额的百分之七十予以补偿。
(二)置换其他等价闲置土地或者现有建设用地进行开发建设。
(三)用地单位与政府签订土地使用权交还协议等文书,将土地使用权交还给政府。原用地单位需要使用土地时,政府依照土地使用权交还协议等文书的约定供应土地。
(四)用地单位已支付部分土地有偿使用费或者征地拆迁费的,按照规划要求和实际支付额占应支付总额的比例折算,确定相应土地给用地单位使用,其余部分由政府收回。
按照前款第一项进行补偿的,政府征地机构和政府指定的拆迁机构可以委托审计机构审计确认用地单位实际已支付的征地补偿费用和建筑物、构筑物、地上附着物补偿投入总额。所需审计费用从应当支付给用地单位的补偿费用中扣除。
第三章罚则
第二十三条闲置土地能够复耕,用地单位不履行复耕义务的,由市、县级市人民政府土地行政主管部门责令限期改正,逾期仍不改正的,可以处以每平方米十元以上土地复垦费二倍以下的罚款。
[关键词]土建工程施工 软土地基 处理技术
中图分类号:U282+.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)18-0183-01
近年来,随着国民经济的飞速发展,我国工业生产得到了巨大的刺激,加之零售销售基本情形良好且保持上升趋势,建筑行业作为工业生产的支柱性产业,所面临的前景也是非常广阔的。而软土地基处理技术是建筑工程施工中比较重要的一个环节,它的水平则直接影响整个工程的进度和质量。
一、软土土地基的缺陷及危害
1.1 软土地基的缺陷
由于软土的天然特性,导致软土地基的强度较低,稳定性差,而且如果路面实际的荷载超过了软土地基的抗压强度范围,就会导致软土地基出现塌方或者整体剪切破坏的情况。除此之外,软土地基存在流变性明显的特点,当外部荷载较大的时候,软土地基就会因为无法承受巨大的压力而出现大面积的沉降,并且出现开裂和地基失衡的问题,严重的甚至会危害国家和人民的生命财产。
1.2 软土地基的危害
1.2.1增加了工程施工成本
受国际市场经济大环境的影响,许多土建工程公司将工作的重点错误地放在了企业利润和生产工期中,在工程施工的过程中,只是错误地追赶施工完成工期,在软土地基还未完全达到施工要求的固结情况下,就迫不及待进行下一道工序,会导致工程出现不同程度的变形、下沉,为了工程的安全,不得不进行返工,耗时、耗力而且耗资金。
1.2.2影响工程的质量
由于软土地基的间隙比较大,极易吸收地基中的水分,但水分蒸发的速度却非常缓慢,在不同的时节进行勘察时,得到的数据也不相同,比如,如果没有区分考虑潮涨、潮汐对地下地基的影响作用,在施工中不可避免地出现误差,严重影响工作质量。
1.2.3影响工程的稳定度
在工程施工中,要严格按照施工规定的方法,对软土地基进行分层填筑法,如果盲目地为了赶工期,导致回填过快,碾压不牢,必然影响到工程的稳定度,就会出现许多的“楼歪歪”、“路歪歪”。
二、土建工程施工中软土地基的处理技术
2.1 换填法
换填法主要是把基底下面的一些深度软土挖出,再利用碎石、粗砂等来进行换填,并且分层夯实由于是基础的持力层,一般常用在地坪、道路和轻型的建筑物的软土地基处理中,有时候也可以视情况运用到多层的建筑物换填当中。在换填的过程中,一般不同材料的垫层在实际的操作中都是要使用抗剪强度和压缩性小的填筑材料来代替软土,以此来提高地基的承载力。除此之外,由于砂垫层存在一定的应力扩散的作用,在减少垫层下软土的附加应力的同时也减少了软土地基的沉降量,而且垫层材料的透水性强、空隙较大,可以防止出现低温冻胀的情况发生,加快了软土的固结速度。
2.2 强夯法
如果软土地基存在空隙较大,含水量和软土都在一定范围内,可以采用强夯法,强夯法就是运用较大的冲击,来使土中产生较大的冲击波,这样做不但可以使土体的孔隙得到压缩,还可以产生较好的排水通道。当软土地基中的空气液化成为冰以后就会随着通道流出,使土体快速的固结起来,从而使软土地基的承载力加强。
2.3 降水预压
降水预压法主要是运用井点抽水来达到降低地下水位的作用,以此来增强土体的得到有效的加固。降水预压的方法和其他方法相比,降水预压可以使途中的孔隙水降低,不会破坏土体,而且也不需要控制荷速率,可以一次性就达到预定的要求。在软土地基的施工中,降水预压法比较适用于砂或者砂质土的操作中,这不但可以达到降低水位的作用,还可以改善土的性能,使地基的稳定性增加。因此,在软土地基的处理中,只要地质条件允许的情况下,都可以使用降水预压的处理技术,这是一项较为简单的工程操作方法,降水预压法可以有效的改变地下水流线的方向,使侧压力减少,达到增大强度的作用。
2.4 振冲碎石桩法
振冲碎石桩法主要是使周围的同组成复合地基,并不是把地基挤密,振冲碎石桩法是在软土地基中运用振冲器在高压水流的作用下边振动边冲,在软土地基中成孔,并在空中填上相应的碎石,把碎石振压密实,使碎石能够嵌入到土中。由于碎石料成桩基本是依靠四周的土来积压的,所以碎石之间要具备一定的咬合力,以此来形成相应直径的碎石桩桩体,因为碎石桩是地基的一个部分,并且也起到一定的支撑作用,所以它和周边所组成的地基就叫做复合地基。
2.5 深层搅拌桩法
在深层搅拌桩法的运用中,一般情况下固结剂是水泥浆,深层搅拌机根据软土地基的实际情况,在地基的深部对软土进行强制性的搅拌,并且加固土的抗压强度要随着水泥掺入量的增大而增大,使地基的整体性和稳定性提高,形成具有一定强度和水稳定性的水泥加固土。除此之外,天然的地基要和加固的土体之间形成复合的地基,以此来达到共同承载的目的,由于深层搅拌桩法在土建工程施工中的方法较为简单,成本较低,所以得到了广泛的运用。
2.6 粉喷桩法
粉喷桩法是利用粉体喷射机械,借助压缩空气,来把水泥粉等固体的材料喷入所需加固的软土当中,并且通过压缩来吸收其中存在的水分,使软土变硬,稳定性好,其主要的优点在于预压时间快,强度大,地基的沉降较少,但是粉喷桩法大多适用于高压缩性和含水量的淤泥中,所以作为施工人员一定要根据施工现场的实际情况来选用适合的软土地基处理方法,只有这样才可以全面完善施工的质量。
建议今后的工程建设中,水泥粉喷搅拌桩现场成桩试验尽可能在初步设计阶段完成,以及时提供数据指导技施设计工作的开展;不具备条件的仍须施工期前提早进场试验。通过紧凑合理的现场成桩试验时间安排,通过科学合理的检测方法对试验桩进行检测,能为水泥粉喷桩的设计、施工提供及时可靠的试验数据,以便设计人员确定正确的设计参数及施工人员确定合理的工艺和参数。
2.7 挤密砂桩法
挤密砂桩法是通过振动和冲击,把砂石挤入土内,挤密砂桩法其主要目的就是把地基内的水挤实并固结起来,以此来提高地基的整体抗剪强度,使地基避免出现不均匀沉降的问题。除此之外,这种挤密砂桩法比较适用于砂性土中,不适合运用到饱和的软粘土中,挤密砂桩用砂标准要求与袋装砂井的砂基本相同,但是主要不同的是挤密砂桩法也可以运用到砂和角砾的混合料的处理中,但是泥的含量不能够超过相应的范围,不然就无法起到提高地基承载力的目的。
2.8 化学加固法
化学加固法主要是在软土地基中加入相应的化学材料和水泥,一般情况下化学加固法主要适用于砂土、粘土和粉土当中,还有一些裂缝岩体土的地基加强方面。当其他的化学材料和水泥进入了土体以后,就会和土体发生相应的化学反应,并挤出土中相应的空气和水,以此来使地基具备较高的承载力。
关键词:岩溶地区;地基处理;化学灌浆;施工工艺;
由于岩溶地区地质复杂,地下水活动强烈,其波动对上覆残积土层影响大,因此,在岩溶发育地段岩面以上常形成局部软塑状土,土洞也是岩溶区土层地基中常见的一种岩溶作用的产物。局部软土的存在及土洞的发育塌陷,严重影响地基的稳定性及地基土的均匀性。浅层土洞处理一般采用开挖至土洞顶板灌入砾石、碎石混凝土等方法处理,若土洞埋深较大时,分层压实灌入砾石、碎石施工难度大。
1 化学灌浆法原理分析
化学灌浆法是指利用液压、气压或电化学原理,通过注浆管把浆液均匀地注入地层中,浆液以填充、渗透和挤密等方式赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置,经人工控制一定时间后,浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体,形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定性良好的“结石体”。灌浆理论主要有渗透灌浆、劈裂灌浆、压密灌浆及电化学灌浆等四类。在岩溶地区软土及土洞中多采用劈裂灌浆。劈裂灌浆是指在压力作用下,浆液克服地层的初始应力和抗拉强度,引起岩石和土体结构的破坏和扰动,使其沿垂直最小应力的平面上发生劈裂,使地层中原有的裂隙或孔隙张开,形成新的裂隙或孔隙,浆液的可灌性和扩散距离增大,而所用的灌浆压力相对较高。其加固目的主要有以下几方面:
(1)增加地基土的不透水性,在一定程度上封堵岩溶水;
(2)浆液灌注土洞中固结,并填充土洞,防止并避免土洞的进一步发展;
(3)提高地基土的承载力,改善软土的工程性质,减少地基的沉降和不均匀沉降。
2工程施工加固预期效果
本工程共施工灌浆孔18个,平均引孔长度为8.50m,实际压浆孔段长需以打入出浆管情况综合确定,最终打入134.50m,灌注浆液64.90m3,耗用水泥59t。质量检测在施工结束10天后进行,采取钻孔检查、观测灌注质量及效果,并在灌注目的层作标准贯入检测。由业主指定2个点作标准贯入测试并取心观察,检测结果表明,处理范围内的土洞以被水泥化学浆液固结充填密实。取出岩心多见水泥化学浆液呈树枝状、脉状穿插固结,标准贯入试验6段,锤击数5.0~7.0击。土层承载力标准值>140kPa,以满足设计要求。
3工程概况
某教工宿舍楼,占地面积约220m,建筑面积约1400m,楼高为6层(底层车库、杂物间)。拟建场地位于岩溶峰丛平原区,根据工程勘察资料,上覆盖第四系厚度4.50~12.00m,其中表层填土厚度为0.50~2.50m,以下为红粘土,其特征为上硬下软,整个场地红粘土以硬塑状、可塑状为主,硬塑状红粘土承载力标准值fak=170kPa,可塑状红粘土承载力为fak=140kPa。在该拟建宿舍北面东、西两个角点勘探孔ZK7、ZK9号发现软塑状红粘土及半充填土洞,ZK7号孔土洞埋深3.20m,高度2.40m,软塑状红粘土埋深7.60m,厚度4.10m,ZK9号孔土洞埋深2.70m,高度7.40m,该洞底板即为灰岩。
4工程设计及施工工艺控制
根据对场地岩土工程地质特征及施工条件综合分析,选择压力化学灌浆方法进行加固处理。设计要求处理后的土洞填充密实,承载力标准值达到140kPa。在充分研究拟建场地地基土情况和设计要求的基础上,经过精确设计并确定需要加固处理的软土、土洞范围,根据软土的地基土参数确定灌浆孔间距、灌浆压力、灌浆量等。
在圈定的北面东、西两个角点的独立柱范围内布置灌浆孔,灌浆孔间距为0.97~1.03m,采用距形布置,灌浆深度为埋深在7.60~11.70m之间的软塑状红粘土层,以及埋深2.70~10.10m之间的土洞,处理范围及灌浆孔布置详见图1。
(2)浆液配比:注浆采用425普通硅酸盐水泥,同时掺入水泥用量0.3%的复合型减水早强剂。水:水泥:早强剂 = 1:1.3:0.04。
(3)注浆压力一般与加固土层的深度、土层的密实度、浆液稠度、灌注速度和灌注量等因素有关。若注浆压力偏小,可能达不到对土体产生劈裂、渗透效果,若注浆压力偏大,会产生被加固体不均匀,甚至有可能导致地基结构的破坏。但在保证地层结构安全的情况下,可偏向于较高的注浆压力,这样有利于提高浆液的可灌性,有助于挤出土层和浆液中的多余水分,提高浆液结石的强度。注浆压力根据相同土层注浆施工经验确定,一般情况下,在粘性土中的经验数值为0.2~0.3MPa。在缺乏经验时,也可采用被动土压力理论公式计算,初步确定灌浆压力,并通过现场试验最终确定。
(1)
式中:――土体重度,kN/m3;――土体内摩擦角,(°);c――土体的粘聚力,kPa;――加固土层的厚度,m。
(4)注浆量根据土层情况和土洞大小确定,可按公式(2)计算量作为参考。一般软塑状红粘土每延米灌注量为0.8~1.0m3,而土洞灌注量以灌满冒浆为止。
(2)
式中:――浆液总用量,L;V――注浆对象的土体积,m3;n――土的孔隙率;K经验系数,软土、粘性土取0.3~0.5。
采用φ42mm钻杆加工成出浆管,出浆孔直径约为3~5mm,均匀分布在出浆管上,出浆管长度80~100cm为宜,端部用一探头封堵,探头呈锥形,略大于出浆管。采用普通工程钻机将与钻杆连接的出浆管打入基岩面,钻杆上部连接输浆管(输浆管采用硬质塑料管,管径50mm,耐压高于1MPa),压力泵通过输浆管、钻杆及出浆管将浆液压人软土层及土洞中。
注浆施工时应先施工注浆孔以形成帷幕,再施工内侧注浆孔,以此提高灌浆有效性,防止浆液过多外窜。为确保工程质量,施工时应以每段注浆量和总注浆量分别进行控制,即基岩面自下而上分段灌注,每段灌注完毕后往上提升出浆管,并要求每次提升要有0.2m搭接。
采用间隔跳跃式施工,尽量让相邻注浆孔施工时间间隔长一些,使先施工的注浆孔浆液有一定程度的凝固,局部封堵浆液流动通道,使后期注浆孔灌注效果更佳。施工中注意防止冒浆及灌注动态,若灌注形成不了压力,一般说明与通道连通,应采用间歇性灌注办法或适当加大浆液浓度等措施,灌注量未达到设计要求而开始冒浆时,应暂停灌注,待孔内浆液有所凝固时再恢复灌注。要特别注意准确地控制浆液的凝结时间,如果浆液的凝结时间大于灌浆时间,灌浆质量将大受影响。
5施工加固效果
本工程共施工灌浆孔18个,平均引孔长度为8.50m,实际压浆孔段长需以打入出浆管情况综合确定,最终打入134.50 m,灌注浆液64.90 m3,耗用水泥59 t。
质量检测在施工结束10天后进行,采取钻孔检查、观测灌注质量及效果,并在灌注目的层作标准贯入检测。由业主指定2个点作标准贯入测试并取心观察,检测结果表明,处理范围内的土洞以被水泥化学浆液固结充填密实。取出岩心多见水泥化学浆液呈树枝状、脉状穿插固结,标准贯入试验6段,锤击数5.0~7.0击。土层承载力标准值>140 kPa,满足设计要求。
6 施工过程应注意的相关事项及建议
(1)如果需处理的土洞较大时,水泥用量较大,如在满足设计要求的情况下,可在水泥浆液中渗入一定比例的粘土或粉煤灰,以减少施工成本。
(2)灌浆时要特别注意施工场地周围的情况变化,如地面隆起,冒浆串入下水道等,尤其是施工场地附近是居民生活区更要注意,有时可能浆液会流入污水管道以致堵塞。
(3)由于粘性土(特别是饱和软粘土)的渗透性较差且不均匀,故在灌浆时其加固效果也往往是分布不均匀的,我们在以往的一些软粘土灌浆检测中也证明了这一点,所以在灌浆设计时应充分考虑到软粘土的这种特性,灌浆孔距、排距尽量取小值,或通过现场灌浆试验确定,本设计中采用孔距约1.00m,取得了较理想的效果。
参考文献:
[1]JGJ79-2002,建筑地基处理技术规范[S].
[2]黄智岳,分层劈裂注浆在加固机坪软基中的应用[J].市政技术,2004,22(2).
【关键词】水利堤防;软土地基;处理措施
1 堤防工程软土地基的特性
软土主要是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。对淤泥的解释是:在静水或缓慢的流水环境中沉积并含有机质的细粒土,其天然含水量大于液限,天然孔隙比大于1.5;当天然孔隙比小于1.5 而大于1.0 时称为淤泥质土。对于泥碳的解释是:喜水植物遗体在缺氧条件下,经缓慢分解而形成的泥沼覆盖层。其特点是持水性大,密度较小。软土泛指淤泥及淤泥质土,是第四纪后期于沿海地区的滨海相、泻湖相、三角洲相和溺谷相,内陆平原或山区的湖相和冲击洪积沼泽相等静水或非常缓慢的流水环境中沉积,并经生物化学作用形成的饱和软粘性土。软土的组成和状态特征是由其生成环境决定的。由于它形成于上述水流不通畅、饱和缺氧的静水盆地;这类性质的土,主要是由粘粒和粉粒等细小颗粒组成。淤泥的粘粒含量较高,一般达30~60%。粘粒的粘土矿物成分以水云母和蒙德石为主,含大量的有机质。有机质含量一般达5~15%,最大达17~25%。这些粘土矿物和有机质颗粒表面带有大量负电荷,与水分子作用非常强烈,因而在其颗粒形成很厚的结合水膜,且在沉积过程中由于粒间静电荷引力和分子引力作用,形成絮状和蜂窝状结构。所以,软土含大量的结合水,并由于存在一定强度的粒间连结而具有显著的结构性。
造成软土地基上堤防滑动破坏的根本原因,主要是在于软弱地基中某个面上的剪应力超过了它的抗剪强度,稳定平衡遭到破坏。
主要有两方面因素:一是由于剪应力的增加,例如大堤施工中上部填土荷重的增加;降雨使土体容重增加;地震、打桩等引起的动荷载等;二是由于软土地基本身抗剪强度的减小。例如孔隙水应力的升高;气候变化产生的干裂、冻融;粘土夹层因浸水而软化以及粘性土的蠕变等。
2 常用的软土地基处理方法
2.1 堤身自重挤淤法
堤身自重挤淤法就是通过逐步加高的堤身自重将处于流塑态的淤泥或淤泥质土外挤,并在堤身自重作用下使淤泥或淤泥质土中的孔隙水应力充分消散和有效应力增加,从而提高地基抗剪强度的方法。在挤淤过程中为了不致产生不均匀沉陷,应放缓堤坡、减慢堤身填筑速度,分期加高。其优点可节约投资;缺点是施工期长。此法适合于地基呈流塑态的淤泥或淤泥质土,且工期不太紧的情况下采用。
2.2 抛石挤淤法
抛石挤淤法就是把一定量和粒径的块石抛在需进行处理的淤泥或淤泥质土地基中,将原基础处的淤泥或淤泥质土挤走,从而达到加固地基的目的。一般按以下要求进行:将不易风化的石料(尺寸一般不宜小于30cm)抛填于被处理堤基中,抛填方向根据软土下卧地层横坡而定。横坡平坦时自地基中部渐次向两侧扩展;横坡陡于1:10 时,自高侧向低侧抛填。最后在上面铺设反滤层。这种方法施工技术简单,投资较省,常用于处理流塑态的淤泥或淤泥质土地基。
2.3 垫层法
垫层法就是把靠近堤防基底的不能满足设计要求的软土挖除,代以人工回填的砂、碎石、石渣等强度高、压缩性低、透水性好、易压实的材料作为持力层。可以就地取材,价格便宜,施工工艺较为简单,该法在软土埋深较浅、开挖方量不太大的场地较常采用。
2.4 预压砂井法
预压法是在排水系统和加压系统的相互配合作用下,使地基土中的孔隙水排出。常用的排水系统有水平排水垫层、排水砂沟或其它水平排水体和竖直方向的排水砂井或塑料排水板;加压系统有堆载预压、真空预压或降低地下水位等。当堆载预压和真空预压联合使用时又称真空联合堆载预压法。基本做法如下:先将等待加固范围内的植被和表土清除,上铺砂垫层;然后垂直下插塑料排水板,砂垫层中横向布置排水管,用以改善加固地基的排水条件;再在砂垫层上铺设密封膜,用真空泵将密土膜以内的地基气压抽至80kPa 以上。该方法往往加固时间过长,抽真空处理范围有限,适用于工期要求较宽的淤泥或淤泥质土地基处理,流变特性很强的软粘土、泥炭土,不宜采用此法。
2.5 振动水冲法
振冲法是利用一根类似插入式混凝土振捣器的机具,称为振冲器,有上、下两个喷水口,在振动和冲击荷载的作用下,先在地基中成孔,再在孔内分别填入砂、碎石等材料,并分层振实或夯实,使地基得以加固。用砂桩、碎石桩加固初始强度不能太低,对太软的淤泥或淤泥质土不宜采用。石灰桩、二灰桩是在桩孔中灌人新鲜生石灰,或在生石灰中掺人适量粉煤灰、火山灰。它通过生石灰的高吸水性、膨胀后对桩周土的挤密作用,离子交换作用和空气中的CO2与水发生酸化反应使被加固地基强度提高。
2.6 旋喷法
旋喷法是利用旋喷机具造成旋喷桩以提高地基的承载能力,也可以作联锁桩施工或定向喷射成连续墙用于地基防渗。旋喷桩是将带有特殊喷嘴的注浆管置于土层预定深度后提升,喷嘴同时以一定速度旋转,高压喷射水泥固化浆液与土体混合并凝固硬化而成桩。所成桩与被加固土体相比,强度大,压缩性小。适用于冲填土、软粘土和粉细砂地基的加固。对有机质成分较高的地基土加固效果较差,宜慎重对待。而对于塘泥土、泥炭土等有机质成分极高的土层应禁用。
2.7 塑料排水板
塑料排水板是一种能够加速软土地基排水固结的垂直排水材料。当它在机械力作用下入软土地基后,能以较低的进水阻力聚集从周围土体中排出的孔隙水,并沿垂直排水通道排出,使土体固结,从而提高地基的承载力。塑料排水板具有良好的力学性能、足够的纵向通水能力、较强的滤膜渗透性和隔土性。
2.8 混凝土桩
低强度混凝土桩是近年来发展起来的一种新型桩,以低强度混凝土桩为竖向增强体所形成的复合地基一般称为低强度混凝土桩复合地基。由于采用低强度混凝土桩复合地基方法可有效提高地基承载力,减小地基沉降,能处理粘性土、粉砂土及淤泥质土等各种堤防地基。
2.9 深层搅拌
利用水泥或石灰等其它材料作为固化剂的主剂,通过特别的深层搅拌机械,在地基深处将软土和固化剂强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理一化学反应,形成坚硬拌和柱体,与原土层一起起到复合地基的作用。其优点是:能有效减少总沉降量、地基加固后无附加荷载、能适用于高含水量地基等;但造价较高且施工质量难以检测,在设计时,应具体情况具体分析,根据不同的地质条件和荷载条件调整配合比、置换率、桩长等,以满足承载力及沉降的要求。
关键词:水利堤防 软土地基 处理措施
中图分类号:TV 文献标识码:A 文章编号:
水利是国民经济的基础设施,目前,水利已经成为经济社会发展的制约因素,洪涝灾害、干旱缺水及水生态恶化是水利工作亟待解决的三大问题,水利工程建设与管理应围绕解决这三大问题开展工作。科学技术是第一生产力,要做好水利科技发展规划,并付诸实施。在采取必要的水利工程措施的同时,还要采取相应的非工程措施。
1我国水利设施的现状及问题
1.1老化失修严重。现有的灌溉排水设施大多建于上世纪50年代至70年代,由于管护经费短缺,长期缺乏维修养护,工程坏损率高,效益降低,大型灌区的骨干建筑物坏损率近40%,因水利设施老化损坏年均减少有效灌溉面积约300万亩。
1.2配套不全、标准不高。大型灌区田间工程配套率仅约50%,不少低洼易涝地区排涝标准不足3年一遇,灌溉面积中有1/3是中低产田,旱涝保收田面积仅占现有耕地面积的23%。
1.3防洪工程体系薄弱。中小河流防洪标准低,全国近万条中小河流未进行有效治理,目前大多只能防御3~5年一遇洪水,有的甚至没有设防,达不到国家规定的10~20年一遇以上防洪标准。小型水库病险率高,特别是小型水库病险率更高,病险水库数量高达4.1万多座。
1.4山洪灾害防御能力弱。我国山洪灾害重点防治区面积约97万平方公里,涉及人口1.3亿人,绝大多数灾害隐患点尚缺乏监测预警设施,也未进行治理。蓄滞洪区建设滞后,全国大江大河98处蓄滞洪区内居住着1600多万人,许多蓄滞洪区围堤标准低,缺少进退洪工程和避洪安全设施,难以及时有效启用。
1.5在水资源配置工程体系方面,我国天然径流与用水过程不匹配的特点,决定了需要建设大量的水库工程来调蓄径流。但目前我国水库调蓄能力不足,且地区间不平衡,人均水库库容仅为世界平均水平的一半,特别是西南地区水资源开发利用率仅11.2%,工程性缺水问题严重。
2加固软土地基的几种常用方法
针对在水利工程建设中存在大量的软土地基加固问题,在建筑工程中重点应采用排水固结法、换土垫层法、灌浆法、复合地基等技术对软土地基进行加固。
2.1排水固结法。排水固结法是对天然地基,或先在地基中设置砂井(袋装砂井或塑料排水带)等竖向排水体,然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载;或在建筑物建造前在场地上先行加载预压,使土体中的孔隙水排出,逐渐固结,地基发生沉降,同时强度逐步提高的方法。排水固结的原理是地基在荷载作用下,通过布置竖向排水井(砂井或塑料排水袋等),使土中的孔隙水被慢慢排出,孔隙比减小,地基发生固结变形,地基土的强度逐渐增长。排水固结法主要用于解决地基的沉降和稳定问题。为了加速固结,最有效的办法就是在天然土层中增加排水途径,缩短排水距离,设置竖向排水井(砂井或塑料排水袋),以加速地基的固结,缩短预压工程的预压期,使其在短时期内达到较好的固结效果,使沉降提前完成;并加速地基土抗剪强度的增长,使地基承载力提高的速率始终大于施工荷载增长的速率,以保证地基的稳定性。排水固结法适用于处理饱和和软弱土层,但对渗透性极低的泥炭土要慎重对待。按照采用的各种排水技术措施的不同,排水固结法可分为堆载预压法、真空预压法、降水预压法、电渗排水法等几种方法。
2.2换土垫层法。当建筑物基础下的持力层比较软弱,不能满足上部荷载对地基的要求时,常采用换土回填法来处理。施工时先将基础以下一定深度、宽度范围内的软土层挖去,然后回填强度较大的砂、石或灰土等,并夯至密实。换土回填按其材料分为砂地基、砂石地基、灰土地基等。砂地基和砂石地基适用于处理透水性强的软弱粘性土地基。宜采用颗粒级配良好、质地坚硬的中砂、粗砂、砾砂、碎石、石屑或其他工业废粒料。缺少中、粗砂和砾砂的地区,也可采用细砂,但宜同时掺入一定数量的碎石或卵石,其掺量应按设计规定(含石量不应大于50%)。所用砂石料,不得含有草根、垃圾等有机杂物。兼起排水固结作用时,含泥量不宜超过3%。碎石或卵石最大颗粒不宜大于50mm。
2.3复合地基。复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强,或被置换,或在天然地基中设置加筋材料,加固区是由基体(天然地基土体或被改良的天然地基土体)和增强体两部分组成的人工地基。在荷载作用下,基体和增强体共同承担荷载的作用。根据复合地基荷载传递机理将复合地基分成竖向增强体复合地基和水平向增强复合地基两类,又把竖向增强体复合地基分成散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基三种。复合地基一般分为水泥土搅拌桩复合地基、高压喷射注浆桩复合地基、砂桩地基、振冲桩复合地基、土和灰土挤密桩复合地基、水泥粉煤灰碎石桩复合地基及夯实水泥土桩复合地基。目前最常用的是螺杆桩复合地基。螺杆桩复合地基是不同长度的桩体组成的桩体复合地基。在荷载作用下,地基中的附加应力随着深度增加而减少,为更有效地利用复合地基中桩体的承载潜能,在桩体复合地基中,可以取不同长度的桩体以适应附加应力由上而下减小的特征。采用一定的组合形式将桩间土、褥垫层一起形成复合地基,共同分担一部分轴向荷载及水平荷载,共同协调变形。
2.4灌浆法。灌浆法的实质是用气压、液压或电化学原理,把某些能固化的浆液注入天然的和人为的裂缝或孔隙,以改善各种介质的物理力学性质。灌浆工程中所用的浆液是由主剂、溶剂及各种附加剂混合而成,通常所说的灌浆材料,是指浆液中所用的主剂。灌浆材料按其形态可分为颗粒型浆材、溶液型浆材和混合型浆材三个系统。颗粒型浆材是以水泥为主剂,故多称其为水泥系浆材;溶液型浆材是由两种或多种化学材料配制,故通称其为化学浆材;混合型浆材则由上述两类浆材按不同比例混合而成。目前在国内外灌浆工程中,水泥一直是用途最广和用量最大的浆材,其主要特点为结石力学强度高,耐久性较好且无毒,料源广且价格较低,但普通水泥浆因容易沉淀析水而稳定性较差,硬化时伴有体积收缩,对细裂隙而言颗粒较粗,对大规模灌浆工程则水泥耗量过大。
3水利工程建设所需采用的关键技术
3.1深覆盖层堤坝地基渗流控制技术。完善防渗体系、防渗效果检测技术,分析超深、超薄防渗墙防渗机理,开发质优价廉的新型防渗土工合成材料,开发适应大变形的高抗渗塑性混凝土以及用于灌浆的超细水泥等。
3.2堤防崩岸机理分析、预报及处理措施。崩岸形成的地质资料及河流地质作用分析、崩岸变形破坏机理分析、崩岸稳定性分析及评价研究、崩岸监测研究及预报技术研究、崩岸防治及施工技术研究、崩岸预警抢险应急技术及决策支持系统研究。
3.3水利工程监测技术。水利工程中的光导纤维监测技术,大型水利工程泄水建筑物长期动态观测及数据分析评价方法研究,网络技术在水利工程监测系统中的应用,大坝工作与安全性态评价专家系统,堤防安全监测技术,水利工程工情与水情自动监测系统,及高坝及超高坝的关键技术:设计参数的分析,强度、变形及稳定计算分析,高速及超高速水力学研究。另外水利工程抗震技术,工程地震反应及安全监测,震害调查,抗震设计,以及抗震加固技术应用。
参考文献
[1]王玉艳.临沭县小型水库工程管理存在的问题及对策[J].水利建设与管理.2009(01)
中图分类号: TV 文献标识码: A
在施工中如果是遇到有软土地,就会造成很大的困难,在技术人员经过了不断的探索以及努力之后,对于软土地的处理技术已经在不断的发展,本文就这种技术进行了详细的分析。
一.施工中的软土地概述
在施工过程中经常会遇到软土的情况,所谓的软土就是指天然的含水量比较高、抗剪力的强度比较低、空隙比较大、以及压缩性也比较高的一种细粒土。它往往是分布于一些湖泊、海边、以及沼泽等等一些水利施工比较多的地方。对于软土来说,其特点主要有以下几点:首先,软土的压缩性比较大,它具有一种天然的空隙;其次,软土的含水量比较高;再次,软土的透水性不是很强,具有的扰动性比较大,而且其固定周期也比较长;最后,其抗剪力的强度以及固定的系数也比较低。此外,软土造成施工困难的原因还有,就是其不同的层面之间都存在着比较大的的物理性差异,而且其分布情况也比较复杂等等
对于软土地基的处理就包括以下几点;第一,在水利施工过程中的应用复合的地基处理相关问题;第二,进行合理的预算关于软土是否会发生一些变形的相关情况;第三对于软土地的承载能力进行科学的预测。
软土地基的相关特征。软土地基就是由软土、粉土、粉砂等一些成分混合而成的一种地基。这种地基的承载力水平以及能力是很低的,因为其可塑性比较强以及质地也比较软,这就决定了其不可能有较强的承载力。在实际的施工中,如果遇到了这种软土地基,就会使得开挖的过程变得很费力、很困难。此外,软土地基还有一个主要的特点就是其触变性以及流动性都比较强。同时其含水量高,这就意味着会存在着很大的间隙,造成在很短的时间内形成水分的流失,进而变得很疏松。
软土地基的所有这些特点都造成了在地基上的建筑物容易失稳。在很多情况下,就是由于建筑物的滑动而造成的一种破坏。比如说,如果软土地基中,在其中的一个面上遭到了剪应力。而这种剪应力恰好比其自身的抗剪强度,这就会使得原来的那种平衡会被打破,最终便会引起了建筑物的滑动。这一般是有两个原因造成,第一就是由于软土地基的自身特点决定。第二,可能会是因为降水使得软土的比重过于大,或者是由于在施工中,使得地面的负荷加大,进而会导致一种剪应力加大的现象。
二.施工过程中的软土地基处理技术
(一)排水固结法
在水利的工程施工中,软土地基往往会遇到一些关于沉降以及稳定性的问题,这时就可以采取一种排水固结的方法来应对。对于排水固结法来说,它是由两方面来组成的,加压以及排水,其中排水系统主要是利用图层自身的透水的这种特性,在地基中可以安置一些排水的装置,由这种装置进行排水。在设计的施工中,往往是由两种装置,沙井排水以及水管排水。
(二)振动性水冲法
这种方法就是利用振冲器的一些机具来实施相关的作业。对于振冲器来说,其包含有两个水孔,上喷以及下喷,类似于理应冲击力以及自身的机械震动力,先对地基进行一种打孔作业,再将泥土、砂石等等注入进已经打好的孔里,然后将孔里的材料分层夯实,最终能够将地基进行加固。如果是用振动的水冲法来加固地基时,往往会要求,初始时不排水,对于抗剪的强度要小于20千帕,保证其不能太低。
(三)换土法
在水利的施工中,遇到软土的情况,而且软土的土层也比较薄,那么就能够用水泥、灰土、沙土等等将那些软土替换,然后进行水利施工,要保持对于替换之后的图层要符合相关的技术要求。通常情况下,因为在对沙土进行换填时,其成本是比较高的,而且渗透的现象也比较严重,所以一般是就地取材,来将泥土回填,这样就有利于工程的防渗,而且同时也节省了相关的成本。对于回填的泥土要选择一些压密性较好的,在填土之后,应该及时的给予夯实,以便于形成的持力层比较好,最终形成一种地基的承载力得以增加。为了防止地基的变形以及维持其稳定性,要将那些回填的土及时的进行分层并压实。
(四)旋喷发
这种方法可以将地基的承载能力予以提高,其本质就是利用一种旋喷机来产生一种旋喷住,进而来达到一种将地基予以加固的目的,利用这种旋喷机来定向的喷射,最终形成连桩以及连续墙致使地基的防渗。高压的喷射水泥其固化的浆液能够与土体相混合,并在这个基础上进行凝固并硬化,然后形成一种旋喷住。它是通过一种注浆管来进行打桩,而这种注浆管能够按照一定的比率与速度进行旋转。利用这种选喷发来形成的这种桩与加固的土层相比较来说,其特点就是具有的强度比较高,压缩性比较低,这样就可以用来加固细沙土以及软粘土,但是对于有机成分含量较高的一些土层不能够形成好的效果。而土层如果是其有机成分含量非常高,那么在实际中就要将这种方法完全排除。
(五)加筋法
在软土地基中,其土颗粒经常会发生位移的现象,这就使得耐拉性很强的一些工程材料埋于土层之中,这两者就会产生一种很强的摩擦力,而这种摩擦力就会使得土层以及埋于低下的那些材料融为一体。这样,两者之间的稳定性就会大大的提高,而且变形的几率也会降低,最终就有可能使得地基能够符合技术的相关要求。此外,可以在软土上部铺满沙子,然后再将一些工程材料铺在沙子上,如果是工程材料收到拉扯,就能够对沙子的一些受力分布来进一步的调节,这样就能够在很大程度上将地基的沉降予以减少,将地基的稳定性予以提高。
(六)灌浆法
把一些能够凝固的液体利用各种方法,比如说气压法以及加压法等,注入进地基与建筑物相结合的空隙中 或者是注入进土层中。在灌浆的过程中,往往是采用粘土浆、水泥浆等以及一些其他的相关化学物质,比如说硅酸盐以及聚氨酯等材料。对于这种方法,就一般会适用于淤泥的软土地。
(七)桩基法
如果软土层比较厚、分布的面积比较广、含水量比较高,那么就可以理应这种方法来对其加固处理。对于早期的一些桩基,一般是利用砂石来做水泥桩,但是随着桩基技术的不断发展,这种水泥桩已经慢慢的被淘汰,而预应力管桩以及钢筋的混凝土桩已经在不断的得到应用。这种桩就具有质量高、成本低、承载力强、以及方便快速的进行施工等等特点。
此外,还有加筋加固法、硅化加固法、以及强夯法等等,这些都已经在不断的发展着,增加了对软土层的应对措施。
总结:总之,在水利施工中经常会遇到软土层的问题,这就需要相关的技术工作人员应该根据不同的情况来选择一些不同的方法与措施,严格的控制施工的过程,进而来保证施工的顺利进行。
参考文献:
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关键词:软土地基处理施工经验
Abstract: the soft soil foundation general shear strength is low and high compactness, processing not easy to cause the building subsidence or craze, or even collapse. Common soft soil foundation such as mud and muddy soil, hydraulic fill, rinse, fill in the form of blunt sands of the filled soil, s more recent muddy beach and river flood plain, etc.
Key words: soft soil foundation, processing, construction, experience
中图分类号:TV文献标识码:A 文章编号:
软土地基一般抗剪强度较低、压缩性较高,处理不当容易造成建筑物沉陷或开裂,甚至倒塌。常见的软土地基如淤泥及淤泥质土,水力吹填、冲填泥砂形成的冲填土,年代较近的泥质海滩和河流泛滥平原等。下面就几种常用的地基处理方法结合自己的施工经验谈一谈自己的看法。
一、置换法
置换法是软土地基处理中最最常见的方法,通常根据地基性质的不同分为换填法、振冲置换法等。换填法主要用于处理地基表层存在着厚度不大且易于挖除的不良土层,然后回填有较好压密特性的土进行压实或夯实,或者换填级配砂石、灰土及水泥土等。形成良好的持力层,从而改变地基的承载力特性,提高抗变形和稳定能力。振冲置换法是利用专门的振冲机具,在高压水射流下边振边冲,在地基中成孔,再在孔中分批填入碎石或卵石等粗粒料形成桩体。该桩体与原地基土组成复合地基,达到提高地基承载力减小压缩性的目的。振冲置换法常用于用于强度很低的软黏土地基。
二、挤密法
挤密法是以另外一种散体材料用一定的施工方法以“桩的形式”植入地基,使地基产生侧向挤密作用。一方面原地基土得到挤密,强度提高,另一方面“桩”被看作为一种竖向加筋增强体,与被挤密的地基组成复合地基。增强体材料可以是砂、碎石、灰土、块石等材料。常见的有振冲法、沉管法、夯击法等。
振冲密实法是利用专门的振冲器产生重复水平振动和侧向挤压作用,使土体的结构逐步破坏,孔隙水压力迅速增大。由于结构破坏,土粒有可能向低势能位置转移,这样土体由松变密。振冲密实法通常适用于人工填土地基、杂填土地基或松砂地基等等。振冲可以使土体产生液化和振密,同时,边振边灌砂石料,形成坚实的桩体,可以显著提高强度,增强地基的整体稳定性,减少地基沉降量,提高地基的抗液化能力。
沉管砂石桩是利用沉管制桩机械在地基中锤击、振动沉管成孔或静压沉管成孔后,在管内投料,边投料边上提(振动)沉管形成密实桩体,与原地基组成复合地基。该方法主要应用于软弱黏性土地基。桩体材料可以是砂、碎石或灰土等。
夯击碎石桩是利用重锤夯击或者强夯方法将碎石夯人地基,在夯坑里逐步填入碎石,反复夯击以形成碎石桩或块石礅。碎石桩(块石墩)对地基有置换作用,形成复合地基;夯击时因夯击能量较大,对地基施加的巨大冲击能,使地基产生超静孔隙水压力,地基土结构破坏和重新调整,而后孔隙压力逐渐消散,使地基土的性质改善;夯击时所形成的碎石桩也是良好的竖向排水通道,将加速地基固结。该法多用于杂填土、软弱黏性土地基,对于淤泥或淤泥质土仅有排淤置换作用,当软土深厚无坚实下卧层时,桩将会悬于软土中,这种处理办法则不宜适用。
三、拌和法
拌和法是用专门的施工机械将水泥浆液、水泥粉或石灰粉(浆)等注入地基土中拌和成桩体。这种桩体与原地基一起组成复合地基。常用的有高压喷射注浆法和深层搅拌法。
高压喷射注浆法又称高压旋喷桩,是指以高压力使水泥浆液通过管路从喷射孔喷出,直接切割破坏土体的同时与土拌和并起部分置换作用。凝固后称为拌和桩体,这种桩体与地基一起形成复合地基,也可以用这种方法形成挡土结构或防渗结构。