滨海相软土范文

滨海相软土范文（精选6篇）

滨海相软土 第1篇

而室内仅能对土样局部的土质作分析, 不能获得直接分层的准确的依据, 只能依靠几个土样的变异系数, 不能直观看出土层的软硬、松密程度在空间的分布和变化情况, 就一个工程场地来说, 地基土的识别, 识知不一, 因而随意性很大。

静力触探在软土实际的贯入过程中, 均能获得整个勘探孔内的力学剖面, 正好弥补了因取样和间断进行原位测试的不足。因为静力触探的贯入阻力数据是一个反映土内多种因素影响的综合性力学指标, 由于这些因素也同时影响着地基土的强度和变形性质, 因此从工程应用的观点来看, 它比室内某些单一物性指标如液性指数、孔隙比、含水量等更能综合反映土的工程性质, 特别是结构性的影响。因此, 静力触探原位测试数据能够较好地反映场地地基土的工程性质, 适宜于用来作为工程性质分层的基础资料, 而钻孔是难以做到分层的确切性。就钻探来说, 不论采用何种先进的取样土样技术和保护措施, 都不能保证土样从取样到送检能保证土样的原始状态, 因为土样从土层取出后地应力就被卸除, 即使再精细的取土技术也不能保证室内测定的参数与原位一致。因此, 发展原位测试技术, 是获得可靠计算参数的唯一途径。特别是在需要计算地基变形时, 地基土的分层剖面 (工程地质剖面) 是否正确, 以及每层土的计算指标是否合理, 是关系到地基变形计算成败的两个关健问题, 如果其中有一项不全实际, 那么变形计算就形同数学游戏。不仅达不到按变形控制设计的目的, 甚至还会出现严重的地基事故。而每层土计算参数的确定, 无论是试验还是统计, 又都依赖于分层的准确性, 没有准确的分层, 以层为母体的统计计算就失去了意义。

对于一个工程场地, 只有分层正确, 才能准确对地质单元层进行统计计算, 从而得到的岩土力学强度, 才是比较准确的。

笔者认为, 在广泛近海区域内软土土质地基, 小型工程勘察应合理采用静力触探原位测试的方法。当然, 不是要否定钻孔在工程场地勘察中的作用, 而是如何合理达到工程场地勘察的目的。一个工程场地, 勘探孔是按一定距离布置, 对于钻孔来说, 虽然在取样区段上可以获得比较准确的土质分类和物理力学指标数据, 但对于一个较小工程来说, 取样孔的数量仅占总孔数的1/4 (1/3~1/5) , 再则室内对土样的试验获取的岩土物理力学参数, 多数是依靠扰动样来获得。而且数量又少, 只能在整理资料时作为校验用。一个勘探点的布置是否合理, 在很大程度上取决于工程规模大小。

工程地质分层, 对于一个拟建物来说是十分重要的, 分层的确切性与否, 这直接影响到设计人员采用的基础形式。所以分层应该要有准确的测试数据为依据, 既应建立在能反映地基土的主要工程性质的测试基础上, 而不能再停留在仅靠少数土试样试验资料的定性判别的方式上。一个勘察场地适当布置钻孔, 就场地工程地质剖面来分析, 静力触探是查明场地地基土, 在垂直、水平方向上地质单元层的分布状况, 而钻孔取样, 则是验证静力触探孔显示的工程地质层位的力学类型的标尺。对于静力触探孔, 无论是勘察人员还是设计人员, 对不同土层在空间的分布、软硬变化情况、均匀程度等均一目了然。在静力触探孔内, 哪怕只有10cm厚的软弱土层也不会遗漏。由于静力触探具有设备简单、操作方便、快速、价廉等优点, 可以适当多布置一些静力触探, 间距小一些, 这样可以使工程地质剖面作得更精准, 对场地的不均匀性查得更清楚, 地基内对工程不利的埋藏物的漏勘几率就更低, 从而提高了地基勘察的质量, 也就提高了地基基础设计的可靠性。

实际上工程场地内, 钻孔的布置是按一定间距进行, 而一个钻孔内的取样是按一定间距取样, 因此时常带有一定的盲目性, 如取样的位置恰好处在较硬的夹层内, 则土样的力学分析结果就会偏高, 反之则偏小, 缺乏代表性。由于土层的沉积韵律在其形成过程中, 受成土条件变化的影响, 以及土层在形成后又受后期自然环境及人为因素的影响, 同一土层总不是很均匀的, 土性有一定的变化是难免的, , 对于厚度仅为0.5m的土层, 应单独分层, 可在这点上钻孔是难以做到的。

在近海软土经验成熟的软土区域内, 由静力触探组成的勘察方式, 不仅可以加快勘察周期, 减少成本, 更重要的是提高了勘察质量, 所以近海软土区域内, 加强和合理以静力触探测试为基础和有针对性地进行钻探、室内试验和其他原位测试, 它同样规范执行国标, 对于场地的土试样不满足6件 (组) , 也就没有必要过分强调执行了。

根据笔者多年在近海软土地基勘察工作的实际经验和积累大量资料, 认为在近海软土地基勘察, 对于较小工程, 应采用以触探测试为基础的勘察方式。这种勘察方式中, 对每个工程勘察场地, 视工程规模的大小, 布置合理的静力触探孔, 在适当配制技术孔、取样、室内试验和其他原位测试。

实际上在“现场勘察规划”小组报告中, 谈到查明场地土质地质剖面时, 静力触探点与钻探点的数量比一般为10∶1, 这说明了在西欧地区, 土质地基的勘察方式也是以静力探测试为基础的。

结语: (1) 软土地区勘探手段应以钻探取样与静力触探相结合为原则, 用静力触探孔可取代相当数量的勘探孔, 不仅减少钻探取样和土工试验的工作量, 缩短勘察周期, 而且可以提高勘察工作质量, 为此静力触探是软土地区十分有效的原位测试方法。 (2) 静力触探最大的优点在于精确有分层, 在有经验的地区, 可以原位测试为主。 (3) 在能够进行静力触探的土层和场地, 应选择静力触探再配合一定的技术孔加以验证, 是能满足工程设计的要求, 也能确保勘探质量的提高。

摘要：在近海滨海相沉积软土经验成熟的软土区域内, 由静力触探组成的勘察手段, 不仅可以加快勘察周期, 减少成本, 更重要的是能提高勘察质量, 所以笔者认为在软土地区, 将勘探点细分为触探点和勘探点, 从现实的勘察工作来看是有十分重要的意义的。

滨海软土地基处理方法综述 第2篇

一、软土的概述

淤泥及淤泥质土统称软土。其主要分布在东部沿海地区, 如深圳、上海、天津、营口等地。软土是一种天然含水量高于液限、天然孔隙比大于1.0的粘性土, 在静水或缓流水中沉积而成。当孔隙比大于1.5时称为淤泥;孔隙比介于1.0~1.5时称为淤泥质土。

软土的主要特征有:含水量一般为50%~70%, 液限在40%~60%之间, 且含水量随着液限的增大而增大;同等情况下孔隙比较一般土高出0.2~0.4;一般情况下, 竖直方向上的渗透系数比水平方向上小, 渗透系数一般为110-4~110-8cm/s。

二、滨海软土地基常用处理方法

1. 置换法

置换法是利用砂、石、水泥等强度较高的材料替换软土地基中的软弱土, 与软土形成复合地基, 达到改变软土承载力的目标[1]。置换法的种类较多, 主要有震动置换、换土回填、粉喷桩法[2]。

粉喷桩是利用搅拌钻机将水泥粉钻入到软土地基中, 边钻边进行强制搅拌, 利用水泥粉与软土之间所产生的一系列物理化学作用, 使软土固结成具有一定整体性并具有一定强度的复合地基的一种施工方法[3, 4]。这种方法在国外使用较早, 而在国内软土地基处理中使用较晚。粉喷法的主要工作流程是: (1) 钻机定位; (2) 边钻边搅拌; (3) 钻至预设标高停止; (4) 反转提钻并喷粉; (5) 复搅; (6) 升起, 成桩结束。

粉喷桩法的主要特点有:施工成本较低, 可用于大范围软土地基处理;可提高软土的早期强度, 从而缩短工期;施工噪声小、无震动, 桩体对周围土体影响较小, 适宜在闹市区或有特殊要求的建筑附近施工;施工机具简单易操作。

2. 排水固结法

排水固结法是利用土体在荷载作用下, 或通过布置竖向排水井 (砂井或塑料排水带等) , 降低土中含水量使土体干燥、固结变形, 达到地基土的强度增长的目的。根据排水方式的不同, 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。

堆载预压法是在建筑工地堆填重型骨料, 对地基进行模拟预压, 加速地基沉降并使沉降能够提前完成, 通过地基土固结提高自身强度。常设置砂井或塑料排水板, 用于加速固结。

真空预压法是在粘土层上铺设砂垫层, 设置砂井或塑料排水板, 然后用薄膜密封砂垫层, 用埋设在砂垫层中的真空泵进行抽气, 使密封层内外形成气压差, 用气压差做荷载, 加速地基固结。真空预压法具有施工简单、速度快, 加固效果好, 成本低。

塑料排水板法是于1925年由丹尼尔莫兰提出。其原理是在塑料排水板上预压一定的应力, 使土体挤密, 进而将土中的水沿塑料排水板上的排水通道排出, 达到土体固结, 地基加固, 强度增大, 承载力提高的作用。塑料排水法的工艺流程包括: (1) 整平地面; (2) 插板机就位; (3) 对塑料排水板施加压力; (4) 灌砂及填砂; (5) 埋设沉降观测板。其特点是能够提高工效, 减少打桩对周围建筑的危害。

3. 强夯与强夯置换法

强夯法是利用重锤的强大重力势能, 从高处下落对土体产生巨大的夯击力来实现加固的, 夯击势能一般在600~100000k Nm。利用动应力对土体进行挤密, 以达到减少压缩性, 提高强度的目的。强夯法是加固软土地基有效方法之一, 经常用于对无粘性土、非饱和粘性土等进行加固。强夯法的施工步骤包括: (1) 清理整平地面; (2) 设置垫层; (3) 布置夯实点; (4) 第一遍夯击 (5) 填平夯坑, 测量高程; (6) 按照设计要求完成多次夯击并测量高程。强夯法具有工艺简单、适用范围广、加固效果好等一系列优点。

强夯置换法是利用碎石、矿渣等一些高强度硬质材料制成墩体, 用桩置换软土形成复合地基, 从而提高地基的强度和刚度。因为置换法的墩体是连续的且具有良好的排水通道, 对土的快速固结、消除沉降具有良好的帮助。在强夯石桩与软土复合的过程中, 经过巨大的夯击能和强烈的扰动, 对其完成后增强地基抗震性具有良好的影响。其次桩体一般由石料构成, 可就地取材, 又能提高施工的经济性。

三、结语

本文通过列举几种常见的软土地基处理办法, 综合分析比较它们各自在施工中所适用情况, 希望能对工程的安全性、高效性及经济合理性有一定帮助, 在施工中能够选用更适合当地土质特点的处理方法。目前, 软土地基处理仍处于发展阶段, 还有许多难题亟待解决, 相信将来会有更多更好的处理方式。

摘要：综合分析了置换法、排水固结法、强夯与强夯置换法等滨海软土地基常用处理方法, 从各种方法的作用机理及适用范围进行了简要分析, 从而使在软土地基处理中能够选择更适合的方法, 促进沿海地区的城市建设、发展。

关键词：滨海软土,地基处理,主要方法,施工流程

参考文献

[1]华南理工大学, 等.地基及基础[M].北京:中国建筑工业出版社, 1988.

[2]一航局科研所.东突堤陆域软土加固B、C区加固检验报告[R].天津:中交一航局科研所.1986.

[3]邓永锋, 刘玉松, 洪振舜.粉喷桩桩周施工效应室内模型试验研究[J].岩土工程学报, 2008, 30 (1) :143-147.

滨海软土地区道路地基处理方案比选 第3篇

关键词：滨海软土,道路,地基处理,方案比选

软土具有含水量高、压缩性大、渗透性差、灵敏度高、强度低、土层厚、厚度不均等特点, 所以在软土地基上修建的道路不可避免地需要进行地基处理[1,2,3,4]。软土路基处理是确保工后沉降满足规范要求的必要保障,也是关系到能否在计划运营期内保持道路路况良好、保证行车舒适性与安全性的关键问题之一[5]。但是各种软基处理方法有其各自特点,选择原则是可靠实用,尽可能做到既合理又经济。在软土路基的设计和方案比选中,如何确保地质资料及计算参数的真实准确,因地制宜、恰到好处地选择地基处理,体现经济、可靠、投资少、效益高的指导原则,是软土地基处理的关键[6,7]。

1 工程概况

某滨海软土道路路线全长约4.0 km,采用双向8车道的一级公路兼城市快速路标准,设计车速60 km/h,采用机非分离的“4块板”断面形式,红线宽度50.0 m,征地宽度70.0 m。道路等级为一级公路兼城市快速路。

项目沿线主要为养殖场地、渔塘、农田、沟渠等,地形较为平坦,地面稍有起伏,地貌类型为海湾堆积地貌,属滨海潮间潮上带,线路所经地面标高为2.36～10.95 m,地形相对低洼。沿线K0 + 000～K3 + 600段为海积成因,分布淤泥厚度大(绝大部分淤泥层底深10～12 m,最深处个别段可达21 m),为软基路段,需进行软基处理。

根据野外钻探揭露情况、结合原位测试与室内土工试验成果,沿线自上而下的场地岩土层分述如下。

1)填土①(Qundefined):浅灰、灰褐色,稍湿,松散,成分较杂,均匀性很差,以黏性土为主,含中粗砂、碎石、生活垃圾等硬杂物30%～35%,堆填时间3 a左右(未经专门压实处理),局部为耕土(沿线均有分布),厚度为0.80～4.80 m。

2)淤泥②(Qundefined):深灰、灰色,饱和,流塑状,以黏粒、粉粒为主,局部含砂质成分较多,含大量腐殖物质等,富含有机质,有臭味,易污手,干强度中等,韧性中等,摇振反应慢,切面较光滑,局部为淤泥质土,海积成因,局部为池塘淤积土;此层土天然含水量高、孔隙比大、强度低,属高压缩性土,沿线均有分布,层厚2.10～19.20 m。局部分布有透镜体细砂或粉质黏土,厚度为0.80～1.80 m。

3)粉质黏土③(Qundefined):浅黄色、浅灰色、灰白色,可塑硬塑状,以黏粒、粉粒为主,局部含砂量较多,无摇震反应,干强度、韧性中等,属中等偏高压缩性土,力学强度较低,冲洪积形成,沿线大部分钻孔有分布,厚度变化大,为1.60～9.50 m。

以下土层分别为卵石、全风化花岗岩、中风化花岗岩等,土性均较好。

2 典型不处理路段沉降计算

道路沿线经过的大部分路段均存在厚度较大的淤泥质软土,根据勘察报告,选取了各个典型位置的地质断面进行沉降计算。对不同断面的计算结果汇总见表1。

m

本工程道路等级为一级公路兼城市快速路,不仅具有公路的性质,还有城市道路的功能,路面下需铺设各种市政管线(雨污水、电力、电信等)。根据JTG D302004《公路路基设计规范》(以下简称《规范》),本工程容许工后沉降:一般路堤30 cm,与涵洞相接路堤20 cm,桥头路堤10 cm。由表1计算结果可以看出,如果软土地基不经过处理,工后沉降一般在0.80～1.20 m,不满足《规范》的要求。所以,设计时必须考虑到软土地基沉降对行车和市政管线的影响。

3 地基处理方案初选

选择一般常规的软土地基处理方法并结合本项目的特点进行分析。

1)低能量强夯法。

属快速排水、快速击密固结的工法。由于该地区对此方法采用较少,经验积累不足,应慎重选用。

2)堆载预压排水固结。

本工程软土地基的渗透系数很小,插塑料排水板的排水效果不理想,且施工周期相对较长,堆载时间最少需12个月。

3)真空联合堆载预压法。

利用大气压力和堤身填料荷载联合加固软土的方法。真空压力(80 kPa)可起到约4 m的超载作用,因此可节省大量超载材料。此方法具有加载稳定性好、侧向变形小、排水固结快等优点。但处理后路基两侧与周边地面易形成1条纵向裂缝,真空膜在施工中容易破坏。

4)水泥搅拌桩。

目前由于施工设备的改进,计量、监理和工程质量都容易保证,施工工艺已相当成熟,已广泛应用于道路软基处理。适合无需较长的桩体即可穿透软土层,并与下层好的土体形成整体,但一般桩长<20 m。软土层经加固后形成复合地基,强度有很大的增强,有利沉降控制。处理时间一般为1个多月,一般加固效果显著,适用于工期较短的工程。

5)水泥粉煤灰碎石桩,即CFG桩。

桩和桩间土一起通过褥垫层形成CFG桩复合地基。CFG桩在受力特性方面介于碎石桩和钢筋混凝土桩之间,桩身具有一定刚度,桩体承载力取决于桩侧摩阻力和桩端端承力之和或桩体材料强度。

6)低标号混凝土桩(LC桩)。

采用素混凝土,处理原理同CFG桩。相比CFG桩,具有抗压强度高、刚性好等特点,且单价基本相当。桩和桩间土一起通过褥垫层形成复合地基。低标号混凝土桩在受力特性方面介于CFG桩和钢筋混凝土桩之间。通过调整水泥掺量及配比,可使桩体强度等级在C10～C15之间变化。

7)高压喷射注浆法(旋喷)。

高压旋喷桩的单价较高,综合处理费用为CFG桩的1.5～2.0倍。处理费用高,因此不推荐采用。

8)过渡路面处理方法。

根据当地做法,当软土厚度较大时,路基不处理,直接在软土地基上铺筑临时过渡的路面结构,利用车辆荷载对地基进行碾压处理,待通车一段时间后,软土路基沉降基本结束,再铺筑正式的路面结构。本工程要埋设各种市政管线(雨水、污水、电力、电信等),铺筑临时过渡路面后,车辆碾压造成路基的沉降会对管线造成损坏,影响其正常的使用功能。因此,不推荐采用此方法。

对低强度复合地基桩(包括水泥粉煤灰碎石桩、低标号混凝土桩)、水泥搅拌桩、真空联合堆载预压法等3种地基处理方式进行深入分析比较。

4 地基处理方案比选

4.1 经济分析与全路段方案提出

根据《规范》中沉降及稳定要求,选定各方案参数。进而根据所采用的桩型特点和参数,对各种处理方式的经济性进行比较。根据相关经济分析,真空联合堆载预压法、水泥搅拌桩、CFG桩、低标号混凝土桩(LC桩)、预制管桩(PC桩),造价依次递增。

真空联合堆载预压法造价最省,但在该地区尚未有先例,同时又有纵向裂缝及透水层需要处理、周边还不允许有建筑,施工工艺也较复杂,所以不适合在本工程中使用。该软土地区的CFG桩断桩较多。LC桩抗剪强度较CFG大,各地的经验较成熟。水泥搅拌桩在该地区有比较成熟的经验。

本工程沿线为深层软土路段,沿线共有桥梁5座,涵洞3座。路基处理宽度按照60 m计,则桥头和涵洞处理面积为31 200 m2(台后处理40 m);一般路段处理面积为184 800 m2。

依据上述分析,提出了3个最终比较方案,并进行经济分析如下。

1)方案1:

全路段刚性桩。刚性桩处理原理是利用混凝土或者钢筋混凝土成桩,桩基穿透淤泥层,与周边土体构成复合地基。目前,国内一般较常用的刚性桩有:低标号混凝土桩、预制管桩、薄壁管桩。低标号混凝土桩、预制管桩是成熟技术;薄壁管桩造价较省,但在淤泥厚、流动性大的淤泥软土中需做试桩后再确定是否采用,故不推荐使用。全路段如采用刚性桩,由于刚性桩进入土性较好的持力层,地基主要沉降变形发生在桩尖所进入的持力层本身,沉降小,处理效果好,但单价高。采用低标号混凝土桩,总造价约为1.62亿元;采用预制管桩,总造价约为1.76亿元。

2)方案2:

桥头刚性桩 + 路段水泥搅拌桩。由于淤泥层一般厚度较大(个别路段>20 m),采用一般水泥搅拌桩的施工机械已不能满足设计桩长的要求,若采用多向多轴搅拌水泥(水泥砂浆)桩则造价需增加。因此,一般路段,根据沉降计算具体情况,如水泥搅拌桩不穿透淤泥层,可以满足要求的话桩长缩短,但桩间距加密(由2.0 m变为1.5 m)。当不满足沉降要求时,可局部采用刚性桩代替。刚性桩采用LC桩,总造价约为0.73亿元;刚性桩采用PC预制管桩,总造价约为0.75亿元。

3)方案3:

桥头刚性桩 + 路段水泥搅拌桩 + 管线下刚性桩。由于道路下市政管线较多,埋置较深的主要为道路双侧污水管。如果一般路段全断面均采用水泥搅拌桩施工,待管线施工时,对已施工的水泥搅拌桩桩体及褥垫层均造成较大的损坏,影响原施工质量。由于刚性桩可以独立成桩,桩体变形较水泥搅拌桩等柔性桩小许多,在有污水管处追打至管底标高,可以大大减小管线沉降,而路基部分仍采用水泥搅拌桩,降低造价。刚性桩采用LC桩,总造价约为0.82亿元;刚性桩采用PC桩,总造价约为0.85亿元。

4.2 总造价比较

各方案总造价的比较见表2。

亿元

4.3 方案比选小结

本工程道路虽为一级公路兼城市道路,但是路面下各种管线众多,地基处理必须考虑到管线的因素。地基处理完成后,应先放置15 d以上(混凝土初凝及扰动土恢复),路堤填筑完后应预压1个月以上,方可进行管线的施工。3个方案均能达到地基处理的要求,但是采用方案1造价较昂贵,采用方案2难以保证管线的工程质量。

综上所述,为保证工程质量和地基处理的效果,同时受投资控制,推荐采用方案3(刚性桩采用PC桩)作为本工程的地基处理方案。采用方案3的处理后工后沉降计算结果见表3,由表3可知采用方案3处理后工后沉降可以满足《规范》要求。另外本工程要求“地基处理完成后,应先放置1～3个月方可进行路基填筑,填筑完后应放置6～9个月,方可进行管线的施工。”管线处采用刚性桩的桩长已穿透软土层进入较好土层为宜,经计算分析的沉降与同路段水泥搅拌桩工后沉降基本一致。

m

5 结语

本文针对滨海软土地区特点,比较分析了各种常用的软基处理方法。通过规范计算、经济分析等表明:水泥搅拌桩配合特殊路段刚性桩方案能较好地处理滨海软土地区道路软基,且性价比较高,可以有效控制工后沉降。同时该方法施工方便、经济,值得在滨海软土地区类似工程中推广应用。

参考文献

[1]张惠明,徐玉胜,曾巧玲.深圳软土变形特性与工后沉降[J].岩土工程学报2,002,24(4):509-514.

[2]林代锐,李国维,黄少杰.汕汾高速公路软基超载预压卸载控制[J].河海大学学报,20023,0(4):78-81.

[3]董泽进,韩敏.软土路基沉降计算及其施工控制[J].科教文汇,2008(34):276-276.

[4]陈伟沪.城市道路软土路基的沉降计算问题[J].安徽建筑,2008,15(5):155-157.

[5]刘景政,杨素春,钟冬波.地基处理实例与分析[M].北京:中国建筑工业出版社,1998.

[6]王晓谋.高等级公路软土地基路堤设计与施工技术[M].北京:人民交通出版社,2001.

滨海相软土 第4篇

1 工程概况

天津滨海地区某公路, 道路等级为一级, 双向八车道, 计算行车速度为60Km/h。根据勘察报告, 场地埋深25.0m深度范围内, 地基土按成因年代可分为以下4层, 自上而下依次为:

1.1人工填土层, 厚度1.00~3.10m, 软塑状态, 主要由粉质黏土、黏土、淤泥质土质组成, 属高压缩性土。

1.2全新统中组海相沉积层, 厚度16.00~18.00m, 该层从上而下可分为3个亚层。第一亚层, 粉质黏土:厚度为2.50~4.50m, 流塑~软塑状态, 属中~高压缩性土, fa=90KPa, Es=3.5Mpa;第二亚层, 淤泥质黏土、软黏土:厚度为10.90~12.80m, 流塑~软塑状态, 属高压缩性土, fa=75KPa, Es=2.6Mpa;第三亚层, 粉质黏土:厚度为1.20~2.20m, 软塑状态, 属中压缩性土。fa=105KPa, Es=4.5Mpa。

1.3全新统下组沼泽相沉积层, 厚度1.00~2.20m, 主要由粉质黏土、黏土组成, 软塑~可塑状态, 属中压缩性土。fa=120KPa, Es=5.3Mpa。

1.4全新统下组陆相冲积层, 本次勘察未穿透此层, 揭露最大厚度5.50m, 主要由粉质黏土组成, 可塑状态, 属中压缩性土, fa=130KPa, Es=6.2Mpa。

根据设计要求, 该公路容许的工后沉降30cm, 由于地下存在较深的软土层, 不能满足设计要求, 为保证地基强度避免沉降过大, 必须采取措施来增强土基强度和地基承载力, 需对路基进行处理。

2 路基处理方案比选

针对该公路的地质条件, 从处理方法适用性、施工条件、工期进度、工程造价等多方面进行分析比较:

2.1换填垫层法, 适用于处理淤泥、淤泥质土、素填土、杂填土地基及沟渠、鱼塘等的浅层处理。该公路地基软土分布广, 厚度达到15m以上。采用换填垫层法施工简便, 不需要特殊的机械设备, 工期短, 造价低、见效快, 可大规模的采用。

2.2排水固结法, 适用于含水量高、空隙比大、强度低、渗透系数和固结系数均较小的粘性土的加固。在能提供足够预压期的前提下, 该公路路地基软土可采用排水固结法进行加固, 该方法施工复杂, 处理周期较长。

2.3石灰桩法, 适用于含砂量低, 没有滞水砂层的杂填土地基或软粘土地基。该公路地基软土厚度大, 土质多为淤泥质粘土及粉质粘土, 土粒以细小的粘粒为主, 含水量高, 前30m范围内无成层分布的粉砂层, 适用石灰桩的应用, 该方法成本较高。

2.4水泥搅拌桩法, 适用于正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。该公路地基软土以淤泥质粘土、粉质粘土为主, 天然含水量大都介于30%~40%之间, 塑性指数主要介于15~20之间, PH值介于7.0~9.0之间, 较为适合采用水泥搅拌桩处理软基, 该方法成本过高。

2.5土工合成材料法, 采用土工格栅加填料形成的夹层结构能较好的解决地基上压实、改变软基的破坏形式、提高软基承载力的问题。土工合成材料与其它软基加固方法结合使用, 充分发挥不同加固方法的优点, 使得软基处理取得更为理想的效果。该公路软基处理方式的选择应充分利用土工合成材料的优良特性, 提高软基处理效果。

经以上综合比较分析, 决定采用浅层换填结合土工合成材料处理措施, 并根据根据车辆荷载作用深度确定换填深度。由于该公路路基填土层以下均为海相沉积软土, 且该公路通行的大型重载车辆较多, 为加强承托层的整体性, 路基处理采用两层钢塑土工格栅。

该公路处理措施如下:挖除既有填土至路面结构以下1.4m, 整平压实, 然后通铺两层竹笆, 再通铺一层高强经编复合土工布;填筑60cm山皮土并压实作为承托层, 然后在山皮土顶通铺一层钢塑土工格栅, 再填筑40cm山皮土;土工格栅在山皮土顶面反包2m, 在山皮土顶通铺一层钢塑土工格栅, 然后铺筑40cm厚碎石;土工格栅在碎石顶面反包2m, 然后在碎石上通铺一层防水土工布 (两布一膜形式) , 最后施作路面结构。

3 处理效果检测

该公路按以上处理方案进行施工, 对路基的弯沉值、运营阶段的沉降进行检测, 结果如下:

(1) 弯沉值检测:路基施工完成后, 对路基顶面回弹弯沉值进行检测, 检测方法采用贝克曼梁法, 共检测60点, 回弹弯沉值在180~220 (0.01mm) 之间, 满足设计要求。

(2) 工后沉降观测:公路施工完成后运营期间, 沿公路每隔300米布设一个观测点位 (共计11个观测点) , 观测周期为6个月, 各观测点累积沉降量在1.2cm~2.5cm之间。

4 结语

天津滨海地区土质软弱, 对于沉降控制不是比较严格的公路路段, 可采用浅层换填与土工合成材料结合处理方法。该方法能很好的满足公路对路基强度及工后沉降的要求, 同时施工简便, 工期短, 造价低、见效快, 可大规模使用。

摘要：天津市滨海地区存在较为深厚的海相软土层, 在该地区进行道路建设时, 需要对软弱地基进行处理。通过本文研究表明, 在天津滨海地区进行路基处理时, 采用浅层换填结合土工合成材料处理方法是有效、经济的。

关键词：滨海地区,路基处理,浅层换填,土工合成材料

参考文献

滨海相软土 第5篇

关键词：滨海公路,软土地基,抛石挤淤

1 工程概况

滨海公路是辽宁省“五点一线”开发战略中的“一线”, 沿海段多为泥质滩涂, 分布大量海参池, 海滩上有少量外露礁石。路线所在区域气候属于暖温带湿润大陆性季风气候, 具有一定的海洋性气候特征。气候温和, 四季分明, 雨热同季, 降水集中, 日照丰富, 季风盛行。年平均气温8～10℃, 一月份平均气温为-4.5～8℃, 七月份平均气温22～24℃, 无霜期165～220d, 年平均降水量600～800mm。设计采用4车道一级公路标准建设, 计算行车速度80km/h, 路基宽度26.0m。全线桥涵设计车辆荷载采用公路-I级。路基填方基底处理较多, 有换填、抛石挤淤。本文以第三标段在临海侧、养殖区段为例, 浅谈采用抛石挤淤的方案设计及施工工艺。

2 软土地基特性

软土是指沿海的滨海相、三角洲相、内陆平原或山区的河流相、湖泊相、沼泽相等主要由细粒土组成的土, 具有孔隙比大 (一般大于1) 、天然含量高 (接近或大于液限) 、压缩性高和强度低的特点, 多数还具有高灵敏度的结构性。主要包括淤泥、淤泥质粘性土、淤泥质粉土、泥炭、泥炭质土等。其主要表现为:

(1) 孔隙比和天然含水量大。我国软土的天然孔隙比e一般为1～2, 淤泥和淤泥质土的天然含水量为50%～70%, 普遍大于液限, 高的可达200%。

(2) 压缩性高。我国淤泥和淤泥质土的压缩系数一般都大于0.5 MPa, 建造在这种软土上的建筑物将发生较大的沉降, 尤其是沉降不均会造成建筑物的开裂和损坏。

(3) 透水性弱。软土含水量大, 但透水性却很小, 渗透系数k≤1 mm/d。由于透水性如此微小, 土体受荷载作用后, 往往呈现很高的孔隙水压力, 影响地基的压密固结。

(4) 抗剪强度低。软土通常呈软塑-流塑状态, 在外部荷载作用下, 抗剪性能极差。根据部分资料统计, 我国软土无侧限抗剪强度一般小于30kN/m2 ( 相当于0.3kg/cm2) ;不排水剪时, 其内摩擦角Ф几乎等于零, 抗剪强度仅取决于粘聚力c, c<30kN/m2, 固结快剪时Ф一般为5°～15°。因此, 提高软土地基强度的关键是排水。如果土层有排水出路, 它将随有效压力的增加而逐步固结;反之, 若没有良好的排水出路, 随着荷载增大, 其强度可能衰减。在这类软土上的建筑物应尽量采用“轻型薄壁”, 减轻建筑荷重。

(5) 灵敏度高。软粘土上尤其是海相沉积的软粘土, 在结构未被破坏时具有一定的抗剪强度, 但一经扰动, 抗剪强度将显著降低。软粘土受到扰动后强度降低的特性可用灵敏度 (在含水量不变的条件下, 原状土与重塑土无侧限抗压强度之比) 来表示。软粘土的灵敏度一般在3～4之间, 也可能更高。因此, 在高灵敏度的软土地基上筑堤时应尽量避免对地基土的扰动。

3 抛石挤淤设计阶段

抛石挤淤是一种强制换土工艺, 通过在软粘土中抛入较大片石, 使片石、块石强行挤出软粘土, 占有其位置, 以此来提高承载力, 减少沉降, 提高土体稳定性, 从而达到地基加固的目的。适用于常年积水的洼地, 排水困难、泥炭呈流动状态、厚度较薄、表层无硬壳、片石能沉达底部的泥沼或厚度为3～4m的软土;在特别软的地面上施工由于机械无法进入或是表面存在大量积水无法排出的路段。

庄河滨海公路中畏至唐府段第三标段K33+138.684～K41+100总里程7961m。此段落内大部分地区处于养殖区及填海地段。由于长年被海水浸泡, 导致此段落软土情况严重, 软土成分主要为淤泥, 淤泥层厚度深达2.0～5.0m, 在设计阶段鉴于填海路段内季节性海潮对施工的影响, 养殖区路段施工期间无法将养殖区的水放干, 为减少海潮对路基填料冲刷导致路基土方的流失及减小对养殖业的影响, 在填海路段及养殖区路段内均采用抛石挤淤、填石路堤处理的方案, 临海路段将石料填筑至潮水位3.3m以上0.5m安全距离, 即高程为3.8m, 然后再填筑山皮土;养殖区路段将石料填筑至常水位3.1m以上0.5m安全距离, 即高程为3.6m, 然后再填筑山皮土。另外, 养殖区路段填石路基按50cm给出超宽抛石挤淤填筑范围。

对抛填石料的要求:应使用不易风化且遇海水不易崩解的石料, 以花岗岩材质石料为宜, 膨胀性岩石、宜溶性岩石、崩解性岩石和盐化岩石等均不得用于路堤填筑。抛石挤淤的石料粒径在5～40cm之间, 片石浸水强度应大于等于20MPa。

4 抛石挤淤施工工艺

(1) 抛石顺序为由中间向两侧抛置, 使淤泥挤出。主要依靠人工进行均匀投掷, 装载机和推土机相互配合。

(2) 当所投掷的片石高出原地面后, 采用推土机推平。

(3) 推平后采用重型震动压路机进行碾压, 并在片石缝隙中添加小粒径碎石找平后反复碾压, 碾压时先轻震后重震, 直至碾压合格。

(4) 当淤泥挤出后采用挖掘机与自卸车把挤出的淤泥运至弃土场, 并再抛出片石进行碾压。

(5) 当抛石到设计标高后, 铺筑反滤层并碾压密实。

5 抛石挤淤施工质量控制

由于抛石挤淤工程系隐蔽工程, 因此需严格进行施工质量控制, 以确保工程质量。抛石挤淤工程施工控制重点为:块石材质、石料计量、抛石挤淤碾压质量、反滤层施工质量。

(1) 块石材质控制。

抛下的石料, 块度应当均匀, 粒径在5～40cm之间, 片石浸水强度应大于等于20MPa。在石料进场前必须进行强度试验, 试验合格才可取用。

(2) 石料计量控制。

由于抛石工程量在设计阶段不能准确定数, 故在施工阶段石料的计量就尤为重要, 在整个抛石挤淤的过程中, 施工单位、监理及设计单位应当积极配合做好计量工作, 以抛入的块石体积为计量依据, 全面统核实际发生的抛石工程量。

(3) 抛石挤淤碾压质量控制。

压实后需达到表面无明显轮迹, 采用重型车辆在抛石地段行驶, 并用肉眼观察, 无明显扰动现象, 并可采用平板荷载、弯沉进行试验指标检测。

(4) 反滤层施工质量。

反滤层材料必须是透水性粗集料, 采用机械摊铺碾压平整, 碾压完后保证渗水畅通, 并且无松软、积水、弹簧现象。

6 结束语

庄河滨海公路中畏至唐府段第三标段, 采用抛石挤淤施工完全达到了路基强度的要求, 在通车2年后无明显沉降现象, 充分证明了抛石挤淤对地基改良起到了良好的作用。

抛石挤淤法的优点在于施工简单、迅速、方便、不受季节及环境影响。缺点为施工时需要大量的石料, 石料贫瘠的地区由于运距及造价的控制, 建议采用其他方法进行处理。由于抛石挤淤工程为隐蔽工程, 在施工阶段应对施工质量严格控制, 保证抛石挤淤对地基改良的效果。

参考文献

[1]刘玉卓.公路工程软基处理[M].北京:人民交通出版社, 2003.

滨海相软土 第6篇

预应力管桩具有单桩承载力性价比高, 工厂化生产成桩, 桩身质量有保证, 打桩施工速度快等特点。但在应用过程中也存在着一些问题: (1) 压桩过程中易产生挤土效应, 造成先打管桩产生上浮或挤偏, 接桩部分脱焊, 桩顶或桩身产生打桩损伤等问题; (2) 预应力管桩由于桩径较小、抗剪能力较差、抗弯强度低, 在挖土过程中受到外界水平推挤或挖土机碰撞时使预应力管桩产生裂隙, 桩位偏移, 桩身损伤断裂, 斜桩, 使单桩承载力不能满足设计要求[1][2]。本文结合软土地区中27～33层高层建筑的工程实例, 对预应力管桩的偏移、桩身损伤断裂等工程问题的原因进行了分析, 并有针对性地提出了处理措施。本工程是软土地区高层建筑预应力管桩偏位处理的成功范例, 可供参考。

1 工程概况

罗源湾滨海新城位于罗源松山垦区内, 罗源湾开发区南片。总占地面积达5740亩, 总投资200多亿元, 能容纳7万～8万人居家, 拟打造成集商贸、住宅、科教、文卫、旅游为一体, 基础完善、配套齐全、环境优美的滨海旅游城市。建筑采用PHC500-125-AB预应力管桩基础, 采用锤击法成桩。管桩穿过的地层自上而下为厚2.0m左右的填土层、厚26.0m左右的淤泥层、中粗砂、卵石层等;各土层划分及埋藏情况如表1。

2 管桩施工事故及其原因分析

该场地自然地坪下基坑开挖深度1.7m, 基础底板位于滩涂淤泥层上0.3m。基坑在未采取任何有效基坑支护措施的情况下, 采用大型挖掘机进行挖掘, 并一次性挖掘到设计深度, 土方堆放于基坑四周, 高2.0～2.5m。整个基坑开挖完成后, 基坑外10m范围内土体出现数条50～200mm宽的裂缝, 同时基坑内土体向上拱起, 坑内四侧的管桩不同程度出现倾斜偏位现象。经现场对桩位的复核, 发现倾斜偏移量达100～600mm。

造成管桩事故的原因: (1) 该区域原为海塘滩涂, 土质差, 桩的水平承载力低。 (2) 基坑在开挖前未采取有效的支护措施; (3) 土方开挖时没有采取科学、合理的开挖施工措施; (4) 基坑周边超载严重, 周边大面积堆土和大型挖土机械、运输车辆的行走造成淤泥土由四周向中心区域滑动, 产生巨大的水平推力, 引起预应力混凝土管桩的倾斜偏位。

3 偏位、损伤管桩处理及补桩方案

预应力管桩桩顶偏位、桩身损伤、断桩处理方案一般包括以下步骤:第一步:挖至垫层底以后, 先测量每根管桩的桩顶偏位情况, 最好绘出管桩偏位的等值线图;第二步:对所有管桩进行低应变动测, 判断桩身损伤情况及缺陷部位;第三步:根据偏位和损伤情况采取有针对性的处理措施。对严重偏位且断裂的桩进行补桩处理;对偏位超过规范值但桩身质量完好的桩进行扶正处理;对于偏位较大且桩身有损伤的桩进行先纠偏扶正, 并在管桩内芯放钢筋笼灌混凝土芯加固处理 (如图3) ;对群桩大面积偏位损伤部分, 由于处理后承载力达不到设计要求需要采用补钻孔桩处理 (在开挖至地下室垫层底时补打预应力管桩施工困难) 。

3.1 偏位损伤桩的具体纠偏及补强处理方法

(1) 首先用地质钻机在管桩偏位的反方向一侧钻孔, 纠偏扶正;纠偏荷载的计算:根据规范估算管桩基础单桩水平承载力特征值:

式中:Ec-管桩桩身混凝土的弹性模量;

I-管桩横截面惯性矩;

xoa-管桩桩顶允许水平位移;

Vx-管桩桩顶水平位移系数;

α-管桩的水平变形系数;

m-土的水平抗力系数的比例系数;

b0-管桩桩身计算宽度 (m) , b0=0.9 (1.5d+0.5)

d-管桩外直径。

计算结果为:单桩水平承载力特征值为74.1kN。

根据《罗源湾滨海新城项目单桩水平静载检测报告》, 单桩水平临界荷载最低为60kN。因此, 本次纠偏荷载取50kN。该值小于根据规范计算的单桩水平承载力特征值和现场静载荷试验值, 以保证管桩不在纠偏荷载作用下破坏。

3.2 管桩纠偏的施工顺序

(1) 管桩偏位复测 (倾斜量是纠偏施工的依据, 必须准确无误) 管桩内清土设置反力装置管桩纠偏侧取土或成孔 (成孔深度10m) 采用葫芦对倾斜的管桩复位桩侧缝隙埋注浆管、填碎石并逐渐二次检测桩顶固定并灌芯现场清理, 纠偏工作结束 (示意图如图1、图2) 。

(2) 其次清理倾斜损伤管桩内的杂土及污水至缺陷界面以下4m处, 然后在钢管内芯放置钢筋笼至缺陷界面以下3m处, 钢筋笼配主筋6Φ22, 并应将断裂位置上下1.5m的范围内箍筋加密, 钢筋笼下至断裂位置下约3m处。钢筋笼底端焊上5mm厚的铁板, 钢筋笼顶端用加长筋固定在桩顶。

(3) 在管芯中灌注C40商品混凝土, 使灌芯与原混凝土管壁紧密结合。具体见管桩灌芯加固施工图3。

对于断桩和偏位桩处理后不能满足承载力的, 采用预应力管桩补桩处理。图4为补桩和偏位桩桩位图。

4 质量效果检测

灌芯混凝土龄期达到28d后, 会同设计、监理、质检部门处理过的桩进行高应变检测, 单桩承载力极限值为5000kN, 能够满足设计的单桩竖向承载力特征值2250kN。采用管桩测斜仪配合铅垂对管桩倾斜量进行复测;采用低应变动测方法对倾偏管桩进行复测, 效果良好。

5 结论

通过对软土地区建筑预应力管桩偏位处理的分析表明:

(1) 预应力管桩在软土地区打桩和挖土施工中易产生桩顶偏位和桩身损伤现象, 其原因一般为上部土质较差、打桩挤土效应导致土结构破坏、后打桩对先打桩的挤压作用[3]。

(2) 本工程静载和低应变动测试验表明:偏位损伤未处理桩的极限承载力较低;灌芯处理偏位损伤桩的极限承载力有明显提高。处理后大部分单桩承载力极限值可达4500kN, 能够满足设计的单桩竖向承载力特征值2250kN。

(3) 偏位桩的处理方法。第一步:挖至垫层底以后, 先测量每根管桩的偏位情况;第二步:对所有管桩进行低应变动测, 判断桩身的损伤情况及缺陷部位;第三步:根据偏位和损伤情况有针对性地处理。对严重偏位且断裂的桩进行补桩处理;对偏位较小且桩身质量完好的桩进行扶正处理;对于偏位较大且桩身有损伤的桩进行先纠偏扶正, 并在管桩内芯放钢筋笼灌混凝土芯加固处理;对群桩大面积偏位损伤部分由于处理后承载力达不到设计要求需要采用补桩处理。

(4) 本工程偏位桩经综合处理后, 根据单桩竖向抗压静载试验, 实测资料显示最大沉降为13.44mm, 最小沉降为9.9mm, 最大差异沉降为3.54mm。建筑物总体沉降较小, 且沉降较为均匀, 满足使用要求, 说明该建筑物管桩偏位经过纠偏扶正、灌芯补强及补桩处理后的效果达到了预期目的。本工程是软土地区高层建筑预应力管桩偏位处理的成功范例。

摘要：结合工程实例分析了预应力管桩产生偏位的因素, 介绍了偏位处理方法。首先测量每根管桩的桩身偏位情况, 然后对所有管桩进行低应变动测, 确定桩身损伤情况及缺陷部位, 以此来确定采取有针对性的处理措施。工程中对偏位超出规范值但桩身质量完好的桩进行纠偏扶正处理;对偏位较大且桩身有损伤的桩进行先纠偏扶正, 并在管桩内芯加固处理;对严重偏位且断裂桩进行补预应力管桩处理;对群桩大面积偏位损伤部分 (即电梯井部位) 由于处理后承载力达不到设计要求采用补桩处理。此建筑物经上述处理后的实测效果良好, 具有借鉴意义。

关键词：预应力管桩,偏位,损伤,纠偏,灌芯

参考文献

[1]闫瑞明, 闻建军.软土地区预应力管桩断桩事故的预防与处理[J].土木工程学报, 2007, 40 (增) :421-424.

[2]张忠苗, 辛公锋, 俞洪良, 等.软土地基管桩挤土浮桩与处理方法研究[J].岩土工程学报, 2006, 28 (5) :549-552.