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1软土地基及其特点
软土地基泛指那些由淤泥及具有淤泥性质的“软土”构成的地基,由于其内部含有较多的水分,导致存在较多空隙,表现出承载能力弱、凝固性差、容易变形等问题,整体表现为牢固度差;由于需要对软土地基进行必要的科学处理,严重影响与阻碍水利工程的建设施工质量和进度,为水利工程埋下了安全隐患。以陕北地区常见的湿陷性黄土软土地基为例,其广泛分布在陕北及关中两个区,厚度一般大于10米,地基湿陷等级一般为Ⅱ级到Ⅳ级,有较为敏感的湿陷性,该类软土地基一般埋藏比较深,这样湿陷发生可能较为迟缓,其会随着承受荷载变化出现局部地基破坏或者地基整体滑动现象;也可能导致在开挖深基坑过程中出现基坑隆起、坑壁失稳等问题。因此,必须使用夯实、换填、排水、挤密、加筋和胶结等技术方法加固地基,旨在改良软土地基的工程特性、降低地基压缩性变化、提高地基抗剪强度以及改善地基动力特性和透水特性。
2水利工程中有效的软土地基处理方法
2.1置换填土法置换填土法不失为一种较好的软土地基处理方法,处理效果较为明显持久,但由于对客观条件要求较高,实际操作起来难度较大。具体操作方法是利用灰土、水泥等硬度较高的土质、材料取代软土,操作过程中注意做到均匀散落于地基之上,目的是保证洒落后土质有更高的承载能力,使其满足进一步的水利工程施工要求。该种软土地基处理方法,存在的问题在于其工程量较大,成本较高,不够经济,操作实施过程中为了有效控制工程成本,尽量就地取材。为了提高工程地基的防渗透性和地基承载能力,需要对替换后的填土进行再次夯实处理,必要时可以采用分层夯实方法。
2.2排水固结法软土地基处理,主要是通过各种技术方法来降低地基土质中的水分含量,达到增强土体强度的目的,可以尝试使用排水固结法处理。通过引入专门的排水设备(如塑料水管、沙井)排出软土地基内部的水分,以此来减小软土地基的土孔隙率,促使地基固结发生变形,从而有效提高地基牢固度。排水固结法较适用于那些饱和、软弱土层;如果是渗透性较低的泥炭土,由于可能导致最终的排水效果较差,应当慎重使用该方法。
2.3夯锤强夯法软土地基处理方法选择与地基内部土体性质密切相关,如果是沙土、黄土构成的软土地基,可以考虑使用夯锤来对软土进行夯实处理。一般情况下,用于夯实土体夯锤的夯力要求在80kN及以上,以此保证土体牢固,从而保证软土地基较高的牢固度和稳定性。以南水北调中线一期工程中某河段施工为例,该河段渠道地基为黏砂多层结构,且半挖半填,挖方深度为7.0~10.5m;渠道底板土质为细砂、重砂壤土和中壤土,渠坡由细砂、重砂壤土和中壤土构成,且重砂壤土、细砂土质分布不均,具有中等偏弱的透水性,而重砂壤土有明显的地震液化潜势。面对该特点的软土地基,在水利工程施工过程中可以考虑使用强夯法处理,单击夯击能3000kN•m时击四遍;其中前三遍夯锤落距可以保持在15m,第四遍满夯过程中落距可以降为5m。使用该技术方法处理完成后,需要对强夯区进行必要的标贯检测、土样室内化验分析,一般情况下都能够明显消除重砂壤土的地震液化问题,使处理后质量能够满足工程设计要求。如果由于地下水位较高,导致强夯后软土地基仍然不合格,可以考虑进行垫土辅助处理。
一道路桥梁工程中软土地基的施工处理措施分析
1道路桥梁工程软土地基施工处理前的准备工作。道路桥梁工程软土地基处理前的准备工作主要包括以下几个方面:
1.1现场勘查。软土地基的现场勘查工作主要包括:首先,现场的测绘调查,分析软土地基分布区域的地貌、地形等,同时分析软土地层的成因、范围、深度以及性质等;其次,选择科学的勘查点以及勘查手段,常用的勘查手段包括原位测试法、钻探式勘查法、室内土工试验法等;再者,软土地基评价,当获得了软土地基施工现场的相干参数之后,对各种数据进行分析和计算,获得软土地基的沉降性、均匀性、灵敏度以及承载能力等。
1.2选择合适的施工处理方案。根据现场勘查获得的相关数据资料,对比各种软土地基处理方法之间的优劣性,选择合适的施工处理方案,可以是某种施工处理方法,也可以是多种软土地基处理方法的组合,同时还应该评估施工技术、机械、环节、工期以及材料工程等各种印象因素,综合各种因素选择科学的施工方案。
2道路桥梁工程中软土地基的施工处理措施。目前,道路桥梁工程中软土地基的施工处理措施主要包括以下方面:
2.1灌浆处理技术。灌浆处理技术是通过利用电化学原理、高压旋喷法、粉喷法等将能够改善软土地基性质的浆液注入到地基裂缝中,灌浆浆液可以是水泥砂浆、水泥浆,还可以是化学材料,例如硅酸盐等,灌浆处理技术能够有效的改善软土地基的性质。粉喷桩处理技术是最常用的灌浆处理技术,该种灌浆处理技术的应用优势在于施工机械简单,操作方便,加固效果好等,在采用粉喷桩处理技术时,应该严格的控制钻机的位置,保证钻机按照既定的设计要求进行就位,桩的孔位置必须和设计图纸的位置完全吻合,垂直方向的偏差不能超过1.5%,通常不超过50mm,严格的控制水泥喷入量、停粉时间以及喷粉时间,以此保证粉喷桩的长度和质量,同时还应该做好施工日志,全面、详细的记录水量、孔深、孔位等信息。
一软弱地基的危害
1施工组织时不够安全
因为人们无法预见软弱地基的实际情况,要是施工组织时并没有高度重视软弱地基的性质,就极有可能会导致施工组织存在安全隐患。在对路基进行施工组织时,常会发生各类问题,施工组织人员进行地质勘测时,要是没有控制好勘测结果,导致与实际情况存在较大的误差,可能就漏掉一些本该进行处理的软土,最终使得工程施工组织无法顺利开展。在进行施工组织时,若是加固不够或者没有进行软土的加固,或者填筑没有分层进行,结果就极有可能会导致路堤失稳。
2施工组织后会造成路面侵蚀
发生沉降,甚至导致路面硬化公路桥梁工程一般的施工组织材料为混泥土物质,这类的材料对于雨水的抗侵蚀性较强,容易发生路面侵蚀问题,最终影响材料的紧密度。在降雨量较多的月份,易导致大面积的路面破损,甚至使得路面结构出现松散与材料的脱落,长期下去就会影响整体安全。因为路桥软土层受到长时间的地下水冲刷,造成严重的水土流失,大大降低了软弱地基的强度;或者因为施工组织不当,导致施工组织质量下降。导致公路在施工组织的过程中出现路面沉降,最终威胁到使用寿命与行车安全。
二软弱地基施工组织技术分析
1置换和填压地质材料
1.1处理的主要方法分析
置换和填压地质材料主要是指置换和填压材料层。所谓的材料层主要是指建筑地基原本自然形成的地面材料。置换和填压地质材料就是要将这种自然形成的地面材料换成砂石或是鹅卵石、土等。这些材料本身硬度比较大,并且收缩性低、透水性比较好,以及不容易被其它的材料腐蚀。特别是鹅卵石,坚固无比。这样就能够达到一个加固地基的作用,一般来说,地质比较软的地基不适合建造楼房的,比较软的地基容易变形,会引起楼房的地基下陷,楼层倾斜,甚至是楼层轰塌。这样就给我们的建筑埋下了安全隐患。因而,对于比较松软的地基一般都要进行加固处理。将地面自然形成的材料置换之后,最重要的还是对地基进行强力的打压,夯实整个地基。
1.2特点分析
置换和填压地质材料是最常见的一种方式,被广泛用于建筑行业。这是因为这种方法具有自身的一些优点,这些优点是无可替代的。首先是这种置换和填压地质材料之后,能够改变地基自然形成土壤的一些诸如腐蚀性强,容易变形,土质疏松而柔软,硬度较小等的一些缺点。其次是,置换和填压地质材料这种方法基本是无污染的。现代社会污染日益严重,水污染、噪音污染、空气污染、光污染等不断蔓延,这就要求我们在生产生活中尽量采用节能环保无污染的绿色资源。置换和填压地基原料,基本不会产生什么空气和水质污染等。
2向土壤注碱
一、软弱地基的危害
1.施工组织时不够安全因为人们无法预见软弱地基的实际情况,要是施工组织时并没有高度重视软弱地基的性质,就极有可能会导致施工组织存在安全隐患。在对路基进行施工组织时,常会发生各类问题,施工组织人员进行地质勘测时,要是没有控制好勘测结果,导致与实际情况存在较大的误差,可能就漏掉一些本该进行处理的软土,最终使得工程施工组织无法顺利开展。在进行施工组织时,若是加固不够或者没有进行软土的加固,或者填筑没有分层进行,结果就极有可能会导致路堤失稳。
2.施工组织后会造成路面侵蚀,发生沉降,甚至导致路面硬化公路桥梁工程一般的施工组织材料为混泥土物质,这类的材料对于雨水的抗侵蚀性较强,容易发生路面侵蚀问题,最终影响材料的紧密度。在降雨量较多的月份,易导致大面积的路面破损,甚至使得路面结构出现松散与材料的脱落,长期下去就会影响整体安全。因为路桥软土层受到长时间的地下水冲刷,造成严重的水土流失,大大降低了软弱地基的强度;或者因为施工组织不当,导致施工组织质量下降。导致公路在施工组织的过程中出现路面沉降,最终威胁到使用寿命与行车安全。
二、软弱地基施工组织技术分析
1.表层处理方法这种方法一般被用在地基表面相当软弱的情况下。主要是借助排水、敷设与材料增添等办法来提升地表的强度,避免地基局部出现剪切变形的情况,确保施工组织机械能正常运作;还可确保填土荷载在地基上均匀分布。表层排水法:对于那些土质不错但是因为含水量太多而变成软弱地基的情况,填土前应该对地表面进行开挖沟槽,排除地表水,减少地基表层土的含水量,以确保施工组织机械能顺利通行。为了将开挖出的沟槽运用在盲沟的施工组织中,应当回填一些透水性好的砂砾碎石。砂垫层法:这种方法常用于软土层不太厚,排水性能好,砂砾资源充足,工程工期不紧张的情况中。一般当砂垫层厚12—24cm时,应当结合提升排水面理论,利用软弱地基在构造物荷载下能有效加速排水固结凝结的作用,来强化软土层的强度,实现稳定要求。在选择砂砾垫层施工组织材料时,应当控制好洁净中、粗砂,确保5%以下的含泥量,还应注意选择那些粒径在5cm之内的天然级配砂砾。为了确保显著的排水效果,应当在施工组织时做好洒水压实工作,施工组织前要检查好砂砾表层,表层湿润时则可采取施工组织处理。敷垫材料法:对于地基土层不均匀,可能发生局部不均匀沉降和侧向变位,可利用所敷垫材料的抗剪和拉抗力来增强施工组织机械的通行能力。均匀地支承填土荷载、减少地基局部沉降和侧向变位,提高了地基的支承能力。添加剂法:当表层为粘性土时,在其内渗入添加剂,以改善地基的压缩性能和强度特性,确保施工组织机械的正常行驶,也提高了固结的效果。工程上常用生石灰、水泥及熟石灰作为添加材料。石灰类添加材料通过现场拌和或厂拌,能产生团粒效果,降低土壤含水量,被固结的土也会发生化学性固结,确保土体的稳定。
2.粉喷桩加固法粉喷桩主要适合用在深层地基加固中。这是以水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂,用搅拌机械将软土和固化剂强制搅拌,通过固化剂与软土发生的物理化学反应,将软土硬结成强度较高的优质地基。这种方法就是使用粉体状固化剂来搅拌处理软基,常用在淤泥及粉土等粘性土的加固中。水泥搅拌桩法此法以石灰、水泥等材料为固化剂,通过深层搅拌机械的作用,将软土与粉体或浆液桩的固化剂在地基深处进行强制搅拌,经过一系列的物理化学反应,形成强度高、稳定性好的复合地基。水泥搅拌桩法常用于对粉土、松散砂土等地基的加固,其优点表现在施工组织过程中对路堤的干扰较小,非常适合扩建工程施工组织。在施工组织之前,首先要保证场地平整,如果有低洼下陷的区域要用粘土填平,同时需要清除场地内的一切杂物,如砂垫层和生活垃圾等。竖向排水同结法将垂直的排水柱设置在粘性土地基中,缩短了排水距离,促进了地基排水固结,增加了抗剪强度。垂直排水柱所用的材料分为砂井和纸板排水两种。根据砂井的施工组织方法不同砂井排水法可分为水射式、螺旋钻式、打入式、振动式及袋装式等。此法很少单独使用,多与加载法或缓速填土法并用,对层厚大,均质的粘土地质最为有效;对泥炭质地基效果稍差。