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土地处理法

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土地处理法

土地处理法范文第1篇

各种地基处理方法有其各自的机理和适用范围,在选择处理方法时, 需根据地质条件、上部结构类型、使用要求、对周围环境的影响、材料供应情况、施工条件以及技术经济指标等因素做综合考虑, 做到技术先进、经济合理、施工可能、安全适用、确保质量。

几种常用处理方法的比较

强夯法

强夯法是指在极短的时间内对地基施加一个巨大的冲击能量,这种突然释放的巨大能量转化为各种振动波向土中传播,破坏了土的结构,达到夯实的目的。强夯法亦称动力固结法, 近年来用强夯法处理地基的工程较多,有成有败因而学术界和工程界争论较多。强夯法施工设备简单,不需加固材料, 费用低、周期短。但应注意,强夯法有严格的土质适用范围, 主要适用于处理素填土、杂填土、砂土、低饱和度粘土、粉土和黄土地基。软土的饱和度接近1,是不宜使用强夯法的,但在有些地区软土中与液化层交互存在, 进行强夯处理, 可采用低夯能进行加固, 以减小对软土的扰动避免破坏软土层的结构,否则对工后沉降不利。所以,采用强夯法首先应考虑的是地层构造。

排水固结法

排水固结法是在建筑物建造之前,在场地内利用堆土或其他重物对地基进行预压,使地基在预压荷载作用下逐渐固结压密。这是一种使用多年的方法至今仍被普遍采用,其主要特点是理论成熟, 施工设备简单费用低。如砂井排水法,对于盛产砂料的地区,当是首选方案。但由于排水固结法需要预压荷载,且预压时间长,对工期紧迫、缺乏压载条件的工程是难以采用的。此外,排水固结法只能加速固结沉降而不能减少固结沉降量,因此对沉降和不均匀沉降要求严格的工程必须慎重选择。大量的实测资料表明, 排水固结法的有效处理深度约为12~15m, 超过这一深度孔晾水压力消散相当困难和缓慢,故设计时应加以考虑。当地基中有下伏透水层时排水速度将大大加快。另外,采用强夯法、排水固结法和动力排水固结法3 种不同方案,对某地基进行加固处理,且从孔隙水压力消散、动力触探、静力触探及室内土工试验等方面,就不同方案的加固处理效果进行对比研究,证实了动力排水固结法是处理饱和软粘土地基的有效方法,施工中亦可加以应用。

水泥土搅拌法

水泥土搅拌法是最新软土加固方法之一, 分为喷粉法(或称干法)及喷浆法(或称湿法)两种,这两种方法的加固机理和设计方法相同,仅施工方法不同,因而从实用条件出发也宜分别采用 天然含水量小于30%的软弱土层, 例如杂填土及粉粒含量高的粉土、砂土宜采用喷浆法。 如地基土为天然含水量大于30%、塑性指数大于10的软土, 则宜采用喷粉法。水泥土搅拌法不仅可以较大地提高地基土的承载力,而且在加固深度内可以减少原地基沉降量的1/3 至2/3,沉降较快趋于稳定,在选择方案时,具有明显优势。与其他处理方法相比,水泥土搅拌法一般造价较高,水泥用量大。所以,寻求更经济合理的配方以降低工程费用,是亟待解决的课题。目前,国内有些单位已着手研究,例如在水泥中掺人粉煤灰,利用高钙粉煤灰加固处理软土地基, 能加固和改善软土物理力学性能,在强度、压缩性、渗透以及抗液化能力等方面都有明显改善,既能充分发挥其材料特性,提高软土的地基承载力, 又可以充分利用固体废弃物达到保护环境的目的。由于高钙粉煤灰具有自硬性和较高的活性,可以代替水泥作粉喷桩加固促淤软土地基的原料,也在节约资源方面显示出优越性, 取得良好效果。但对适用地层、材料配方、沉降特性等方面尚有待继续研究。

振动碎石桩法

振动碎石桩法是用振动或冲击荷载,在软土地基中成孔,再将碎石挤密人土中,形成大直径的桩体,并与原地基土形成复合地基,从而改善地基的工程性能。碎石桩法是在砂井基础上发展起来的,与砂井不同的是碎石桩不仅具有砂井的排水固结作用,而且具有置换挤密作用,故亦称振冲置换法或振冲挤密法振冲置。换法适用于不排水抗剪强度大于20 KPa 的粘性土、粉土、砂土和填土地基;振冲挤密法适用于粘粒含量小于10% 的松散砂土或粉土地基。对于软土地基,由于软土侧向约束作用微弱,透水性差,高灵敏度的软土被“挤密” 破坏了原结构,以致达不到预期的加固目的,故失败的工程亦不鲜见。所以采用时必须十分慎重,并进行仔细比较。

石灰桩法

石灰桩挤密法就是先把桩管打人土中,再拔出桩管,向桩孔内夯填生石灰,使地基得到加固。利用生石灰加固土体在我国具有悠久的历史, 在盛产石灰的地区,当是一种首选方法。据研究,解决石灰桩的软心问题,必须在石灰中掺人粉煤灰等其他掺入料,投人孔中的石灰必须粉碎并压密,以提高桩身强度。由于生石灰的运输、保管都比较困难,所以涉及施工机具和施工工艺的问题还有待进一步解决。

真空堆载联合预压法

真空堆载联合预压法是在需要加固的软粘土地基中设置砂井或竖向排水带, 然后在地面铺设砂垫层,其上覆盖不透水的密封膜与大气隔绝,通过埋设于砂垫层中带有滤水管的分布管道,用射流泵进行抽气抽水,从而达到加固地基的目的。真空堆载联合预压是在真空预压和堆载预压基础上发展起来的软基加固方法,具有真空预压和堆载预压的双重效果。真空堆载联合预压比较适合加固深厚软土层地基,处理效果明显,同时能很好地解决软土路基的不均匀沉降,最大限度地减少了软基的工后沉降,而且真空预压在水平方向产生了一个负压力,可以平衡堆载产生的向外挤压作用,加速软基处理速度,克服了排水固结时间较长,地基承载力和稳定性难以满足工程要求的缺点。

其他处理方法

轻基浅埋。当软土表层有密实的土层时,可利用软土上部的硬壳层作为地基的持力层, 以尽量减少上部结构及基础重量减少基底压力。采用轻型结构,采用箱形基础及设置地下室等,减少基底压力及附加压力,从而减少软土的沉降量。铺设沙垫层,该法既可减少作用于软土上的附加压力,减少建筑物的沉降,又可利于排除软土中的水,缩短软土固结时间, 尽快使建筑物的沉降达到稳定。采取施工措施防止在软基上加载过大过快时,发生地基土流塑挤出现象。主要措施有: 控制施工速度, 使加载速度减小; 在建筑物四周打板桩围墙或采取反压法, 以防止地基土流塑挤出。施工时应注意对地基的保护减少扰动。遇到局部软土和暗塘、暗沟、暗洞等情况时应查明范围,根据情况采取局部深埋、换土垫层、采用短桩及基础梁等办法。

在一些建筑群中有不同形式的建筑物时,应当从沉降角度去考虑相互影响及对地下管道设施的影响。同一结构物有不同结构形式时,必须妥善处理。对不同基础形式,上部结构需断开。对建筑物附近有大面积堆载或相邻建筑物过近时可采用桩基。在建筑物附近或建筑物内开挖深基坑时,应考虑边坡稳定及降水引起的问题。在建筑物附近不宜采用深井取水,必要时应通过计算确定深井位置及限制抽水量并采取回灌措施。

结论

软土地基是一种不良地基。由于软土具有强度较低、压缩性较高和透水性很小等特性,因此在软土地基上修建建筑物,必须重视地基的变形和稳定问题。在软弱土地基上的建筑物往往会出现地基强度和变形不能满足设计要求的问题,因而常常需要采取措施,进行地基处理。处理的目的是要提高软土地基的强度,保证地基的稳定。

软土工程特性的复杂多变性决定了在选择加固处理方法时,应周密考虑多方面因素的影响。在软土土质方面,对渗透性与灵敏度更应予以重视,因为这些特殊性常常成为一些方法成败的关键。

地基处理是指为提高地基土的承载力改善其变形性质或渗透性质而采取的人工方法。软土地基的工程特性决定了其地基处理的必要性。软土地基加固的目的是改善地基土的性质, 提高地基土的抗剪强度,减少沉降和不均匀沉降, 使在上部结构荷载作用下不致发生破坏或出现过大的变形, 以保证建筑物的正常使用。

土地处理法范文第2篇

【关键词】地基处理;软弱地基;处理方法;工程实例

0.前言

地基与建筑物的关系非常密切。地基虽不是建筑物本身的一部分,但它在建筑中占有十分重要的地位。地基问题的处理恰当与否,不仅直接影响建筑物的造价,而且直接影响建筑物的安危,即它关系到整个工程的质量、投资和进度,因此其重要性已愈来愈多地被人们所认识。

1.地基处理的目的

地基处理的目的是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法对地基土进行加固,用以改良地基土的工程特性。

(1)提高地基的抗剪强度。

(2)降低地基的压缩性。

(3)改善地基的透水特性。

(4)改善地基的动力特性。

(5)改善特殊土的不良地质特性。

地基处理的对象是软弱地基和特殊土地基。

2.地基处理方法

地基处理方法,可以按地基处理原理、地基处理的目的、处理地基的性质、地基处理的时效、动机等不同角度进行分类。

3.某高速公路软土地基处理设计方案

3.1处理方法

该高速公路是河北省内陆连接港口的重要通道,对河北经济的发展具有重要的意义。全线经详细勘察试验。查明了路线穿越区的特殊土(包括:盐渍土、软土、软弱土)的分布规律t查明了路线穿越区的不良地质(砂土液化)的分布特点和液化等级类型。

通过勘察、土工试验成果、标准贯人试验经综合分析整理井结合静力触探,统计显示路线穿越区的软土,软弱土呈两种类型分布。一类是连续区段分布,另一类是呈透镜体状的不连续区段分布。对于该软土、软弱土,总的指导思想是:首先分析各区段的硬壳层的厚度、地层岩性,软土、软弱土的厚度、特性之后,根据硬壳层,软土,软弱土的地层特点,进行地基沉降、稳定验算;根据验算结果以及《软土地基路堤设计规范》的沉降容许值,对沉降超限区段可依次采取以下处理措施:

(1)砂垫层+土工格棚(土工格室)+堆载预压(超载预压)的处理方式(主要针对一般控制段)。砂垫层+土工格栅(土工格室)+超载预压主要针对低路基(填方小于2.5米)段。若表层出露即为软土、软弱土则设砂垫层(对于填方2.5米以下低路基段采用土工格室).硬壳层在1.5米以上则不设砂垫层。

(2)砂垫层+土工格栅+竖向排水体(袋装砂井)+堆载预压的处理方式(主要针对一般控制段)。

(3)土工格栅+深层水泥土搅拌桩的处理方式(主要针对桩基础两侧及箱形基础下部及两侧沉降主控制段及次控制段)。

(4)强夯置换法的处理方式(主要针对非饱和状态软弱土段桩基础两侧及箱形基础下部及两侧沉降主控制段及次控制段)。

3.2设计标准

根据全线软土、软弱土分布区段桥涵构造物基础类型不同,将其划分为以控制工后沉降为目的的3个类型控制区段。

桩基础构造物桥台两侧各30米区段作为沉降主控制段

箱型通道及涵洞两侧20米区段作为沉降的次控制段

其它作为一般控制段

(1)控制段的工后沉降容许值不大干10cm。

(2)次控制段的工后沉降容许值不大于20cm。

(3)一般控制段的工后沉降容许值不大于30cm。

3.3 软基处治方案

3.3.1砂垫层的设计标准

对于前述各地质单元模型中砂垫层的设计标准是:砂垫层的材料为中砂及粗砂,含泥量不大干3%,砂垫层的宽度要适当大干路堤底宽,以防止在施工过程中由于施工机械的破坏影响垫层的有效作用(两侧各宽出0.5米左右);砂垫层厚度0.5米,同时,为了增加地基土的抗剪强度,提高路堤的整体稳定性,达到排水及隔离的作用,通常尚需在砂垫层中铺设土工格栅。

3.3.2袋装砂井的设计标准

根据工作区软土,软弱土分布区段的地层结构特点,配合堆载预压的竖向排水体以采用袋装砂井为宜。袋装砂井按等边三角形布置。袋装砂井的直径为7cm。砂袋材料采用透水性能良好的土工织物(聚丙烯纺织物)。砂井的井间距为1.2米,砂井的深度一般应穿透软土、软弱土层,有条件时,砂井底部应至透水层为宜。

3.3.3深层水泥土搅拌桩的设计标准

桩基础两侧、箱形基础下部及两侧采取深层水泥土搅拌桩的处理方法,搅拌桩按正三角形布置,桩径0.5米,桩间距1.0-1.4米,桩间距由密到疏进行渐变,水泥掺入量为加固土体质量的1 5%;水灰比0.5。桩体28天无侧限抗压强度不低于1.5Mpa,90天单桩承载力不小于1 50KN。单位复合地基承载力不小于150Kpa,水泥采用425号矿渣水泥。对构造物下部处理区段应考虑基础埋深.基础埋深范围内可不再喷浆搅拌。

3.3.4强夯置换法的设计标准

根据项目区软土、软弱土分布及发育特点。针对这部分土体的特点我们采用强夯置换法进行处理,目的是提高地基承载力减少沉降。强夯置换材料为级配碎石,粒径大于300mm的颗粒含量不超过30%,含泥量要求小于10%。为减少投资.填料可用建筑垃圾代替,要求建筑垃圾为级配良好的坚硬粗颗粒材料,粒径大于300ram的颗粒含量不超过30%。含泥量要求小于10%,对保护环境和地下水资源不受影响。夯锤质量为5~10t,落距采用10米,夯锤底面为圆形,直径2米。夯坑为等边三角形布置,间距4米。处理后单位复合地基承载力不小于150Kpa。强夯置换墩的深度由土质条件及上部荷载决定,一般为3米,处理范围至路基坡脚。对每一处理区段强夯施工前须进行试夯.确定夯击能及夯击次数,调整设计参数。对构造物下部处理区段应考虑基础埋深.应先开挖至基础埋置深度再施工强夯置换墩。

3.3.5土工合成材料的作用机理

在砂垫层中间铺设一层具有一定强度的土工合成材料,增加了地基土的抗剪强度,提高了路堤的稳定性.同时复合体具有一定的刚度。上部荷载得到有效的调整,使差异沉降减少,均匀度好。由于复合体能承受较大拉力,地基受力变小,路堤中心沉降明显减小。由于土工合成材料与砂垫层的整体作用,不仅减少了不均匀沉降,而且还可减少地基的总沉降,适应路堤的快速填筑,而荷载的迅速增加.加快了软土的固结作用.从而使沉降加快。减少后期沉降,形成一种良性循环。

3.3.6预压

路堤工程;对软土地区的天然地基或竖向排水体地基,利用路堤填土预压并不需要移去土体,预压的实施.主要体现在分级加荷,每级加荷的稳定性依赖于前一级预压后强度的提高。该情况下,软土地基总沉降量并不减小。只是大部分的沉降在施工期完成,可有效减小工后沉降。

排水系统是一种手段,如果没有加压系统,孔隙中的水没有压力差就不会自然排出,地基也就得不到加固。反之,如果只增加固结压力,不缩短土层的排水距离.则不能在预压期尽快地完成设计所要求的沉降量。

土地处理法范文第3篇

关键词: 砂性土 黏性土 地基处理

1.1 地基处理概述

基础直接建造在未经加固的天然土层上时,这种地基称之为天然地基。若天然地基很软弱,不能满足地基强度和变形等要求,则事先要经过人工处理后再建造基础,这种地基加固称为地基处理.地基处理的目的是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋等方法对地基土进行加固,用以改良地基土的工程特性。地基处理的主要目的有以下几种:

①提高地基土的抗剪切强度

地基破坏属于剪切破坏,表现在:建筑物的地基承载力不够;由于偏心荷载及侧向土压力的作用使结构物失稳;由于填土或建筑物荷载,使邻近地基产生隆起;土方开挖时边坡失稳;基坑开挖时坑底隆起。因此,地基的剪切破坏反映在地基土的抗剪强度不足。因此,为了防止剪切破坏,就需要采取一定措施以增加地基土的抗剪强度。

②降低地基土的压缩性

地基的压缩性反映在地基土的压缩模量指标的大小。地基土的压缩性表现在建筑物的沉降和差异沉降;由于有填土或建筑物荷载,使地基产生固结沉降;作用于建筑物基础的负摩擦力引起建筑物的沉降;大范围地基的沉降和不均匀沉降;基坑开挖引起邻近地面沉降;由于降水地基产生固结沉降。因此,需要采取措施以提高地基土的压缩模量,以减少地基的沉降或不均匀沉降。地基处理方法主要有:

③改善地基土的透水特性

地基土的透水性表现在堤坝等基础产生的地基渗漏;基坑开挖工程中,因土层内夹薄层粉砂或粉土而产生流砂和管涌。以上都是在地下水的运动中所出现的问题。为此,必须采取措施使地基土降低透水性或减少其水压力。

④改善地基土的动力特性

地基土的动力特性表现在地震时饱和松散粉细砂(包括部分粉土)将产生液化;由于交通荷载或打桩等原因,使邻近地基产生振动下沉。为此,需要采取措施(增加密度、减小动剪切应力、改良排水条件等)防止地基液化,并改善其振动特性以提高地基的抗震性能。

⑤改善特殊土的不良地基特性,其主要是消除或减少黄土的湿陷性、膨胀土的胀缩性、冻土的冻胀和融沉性等。

1.2 砂性土地基处理方法

砂性土地基处理主要目的是提高地基承载力和减少地基沉降。主要方法有在灌浆压力作用下,将浆液灌入土中原有空隙,改善土体的物理力学性质的渗入性灌浆法;用沉管法或其它方法在地基中设置砂桩、碎石桩,在成桩过程中对周围土层产生挤密,被挤密的桩间土和砂石桩形成复合地基,达到提高地基承载力和减小沉降的目的的挤密砂石桩法;通过降低地下水位,改变地基土受力状态,其效果如加载预压,使地基土固结。在基坑开挖维护设计中可减小作用在围护结构上的土压力的降低地下水位法;还有爆破挤密法;换土垫层,压密灌浆法;强务法;务实水泥土桩法;低强度混凝土桩复合地基法;钢筋混凝土桩复合地基法等。

1.3 黏性土地基处理方法

与砂性土一样,黏性土的地基处理的目的也是提高地基承载力和减少地基沉降。但黏性土对水十分敏感,在地下水位以上的软黏性土通过人工挖孔或其他成孔方法成孔,回填水泥和土的搅和料,分层务实,制成水泥土桩并挤压桩间土,形成复合地基的夯实水泥土桩法来处理;也可以用土桩、灰土桩法采用沉管法、爆扩法和冲击法在地基中设置土桩或灰土桩,在成桩过程中挤密桩间土,由挤密的桩间土和密实的土桩或灰土桩形成复合地基;或者用电动化学灌浆法,在黏性土中插入金属电极并通以直流电后,在土中引起电渗、电脉和离子交换等作用,在通电区含水量降低,从而在土中形成浆液通道。在通电同时向土中灌注化学浆液,从而达到改善土体物理力学性质的目的。其他还有压密灌浆法;高压喷射注浆法;水泥土搅拌法;真空预压法;石灰桩法;换土垫层法;振冲置换法等。

1.4砂性土与黏性土地基处理措施方法的选择

对于强度较低,压缩性较高和透水性较差的软弱地基 ,必须采取切实有效的处理方法,改善地基土的工程性质,使其满足工程建设的要求。地基处理的方法很多,主要有碾压及夯实,换填垫层,排水固结,振密挤密,置换及拌入,加筋,土工合成材料,孔内深层强夯法(DDC)等。在确定地基处理方案时,宜选取不同的多种方法进行比选。对复合地基而言,方案选择是针对不同土性、设计要求的承载力提高幅质、选取适宜的成桩工艺和增强体材料。综合考虑复合地基处理方法,因为复合地基通过桩体和桩周围的土体共同作用,从而提高土体的抗剪强度和地基的承载力和整体刚度,比单一的地基处理综合效应好。地基处理由于不同工艺,不同材料导致其方法很多,而且各种处理方法都有它的适用范围,局限性和优缺点,具体工程情况复杂,工程地质条件千变万化,各个工程间地基条件差别很大,具体工程对地基的要求也不同,因此没有一种方法是万能的,应根据实际情况,正确,合理地选择地基处理措施。

1.5 地基处理展望

实际工程中超软、深厚、深挖、软土地区高速公路、大型储油罐、深大基坑等越来越多,地基处理由一般工程地基加固向大型工程地基加固发展。由于理论落后于实践(半理论半经验);设计人员的素质和经验;施工机械的自动化程序和施工工艺;施工质量的控制;检测手段与方法等导致目前地基处理的不合理,为此,对于强度较低,压缩性较高和透水性较差的软弱地基 ,必须采取切实有效的处理方法,改善地基土的工程性质,使其满足工程建设的要求。根据实际情况,正确,合理地选择地基处理措施。为提高加固后地基的承载力(强度)、稳定性,减少沉降和不均匀沉降,在未来的地基处理方面,采用新材料、新技术充实、改进现有施工工艺,如砂石垫层向加筋土垫层改进;多种方法联合应用,如土工织物加排水板;信息化设计和施工,现场监测,反馈,反分析;及时总结、更新设计理论和规范来满足工程实际要求。

参 考 文 献

[1] 王文睿主编.[M]土力学与基础工程.北京.中国建筑工业出版社.2012.8

[2] 董晓丽主编.[M]土力学与基础工程.北京.北京交通大学出版社.2009.7

[3] 孙鸿玲,徐书平主编.[M]土力学与基础工程.北京.中国水利水电出版社.2012.1

土地处理法范文第4篇

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).

土地处理法范文第5篇

关键词:湿陷性黄土,地基处理,施工管理措施

中图分类号:TU47文献标识码: A

The study of foundation treatment and construction management in collapsible loess areas

姓名(单位)

Abstract: The collapsible loess is widely distributed in the northwest of our country, Because of its engineering properties are different with or without water, foundation treatment methods and construction management methods are mainly discussed in collapsible loess in this article.

Keywords: collapsible loess, foundation treatment, construction management measures

1引言

湿陷性黄土是在一定压力下受水浸湿,土体结构迅速破坏,并产生显著附加下沉的黄土。湿陷性黄土是一种特殊性质的土,其土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。在未受水浸湿时,强度较高,压缩性较小。当在一定压力下受水浸湿,土体结构会迅速破坏,产生较大附加下沉,强度迅速降低。故在湿陷性黄土场地上进行建设,应根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度,采取以地基处理为主的综合措施,防止地基湿陷对建筑产生危害[1]。我国湿陷性黄土主要分布在黄河中游山西、陕西、甘肃大部分地区。

2 湿陷性黄土的成因

湿陷性黄土以粗颗粒粉土颗粒为主。粗颗粒中主要是石英和长石,粘粒中主要是中等亲水性的伊利石。粗粉粒和砂粒在黄土结构中起骨架作用,由于在湿陷性黄土中砂粒含量很少,而且大部分砂粒不能直接接触,能直接接触的大多为粗粉粒。细粉粒、粘粒和一些水溶盐类不同程度的集聚到粗颗粒的接触点胶结和半胶结作用。在天然状态下,由于上述胶结物的凝聚结晶作用被牢固的粘结着,故使湿陷性黄土具有较高的强度,而遇水时,水对各种胶结物的软化作用,土的强度突然下降便产生湿陷。

湿陷性黄土之所以在一定压力下受水时产生显著附加下沉,除上述在遇水时颗粒接触点处胶结物的软化作用外,还在于湿陷性黄土的密度较小。在干旱、半干旱气候条件下,无论是风积或是坡积和洪积的黄土层,很难同时满足充分的压力和适宜的湿度,导致土层得不到充分的压密,便形成了低湿度、高孔隙率的湿陷性黄土[2]。

3 湿陷性黄土地基处理方法

地基处理的主要目的是消除黄土的湿陷性,提高地基承载力。在湿陷性黄土场地上进行建设,应根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度,采取以地基处理为主的综合措施,防止地基湿陷对建筑产生危害。常用于湿陷性黄土地基处理的方法有:换填垫层法、挤密法、强夯法、重锤夯实法、桩基础、预浸水法等。各类地基的处理方法都应因地制宜,通过技术比较后合理选用。文献[3]介绍了几种常见的地基处理方法,见表1。

表1 湿陷性黄土地基常用的处理方法

名称 适用范围 可处理的湿陷性黄

土层厚度

垫层法 地下水位以上,局部或整片处理 1~3m

强夯法 地下水位以上,Sr≤60%的湿陷性黄土,局部或整片处理 3~12m

挤密法 地下水位以上,Sr≤65%的湿陷性黄土 5~15m

预浸水法 自重湿陷性黄土场地,地基湿陷等级为Ⅲ级或Ⅳ级,可消除底面下6m以下湿陷性黄土层的全部湿陷性 6m以上,尚应采用垫层或其他方法处理

其他方法 经试验研究或工程实践证明行之有效

(1)垫层法:垫层法包括土垫层和灰土垫层。垫层法对基底以下厚度是1~3m的湿陷性黄土处理效果较好,一般可采用局部或整片处理。因无机胶体料的加入,垫层的力学湿度指标,如不透水性均大幅度提高,同时还获得了抗湿化性的优良性质,强度高、隔水性强、不湿化等特点。它消除了垫层范围内的湿陷性,减轻或避免了地基因附加压力产生的湿陷。这种方法施工简易,效果显著,是一种常用的地基浅层处理或部分湿陷性处理方法。当换填垫层厚度小于或等于3m时,压实系数不小于0.95,当换填垫层厚度大于3m时,压实系数不小于0.97。

(2)强夯法:强夯法亦称动力固结法,通过重锤的自由落下,对土体进行强力夯实,以提高其强度,降低其压缩性。该法设备简单,原理直观,适用广泛,特别是对非饱和土加固效果显著。这种方法加固地基速度快,效果好,投资省,是当前较经济简便的地基加固方法之一。

影响强夯法加固地基处理效果的主要因素除湿陷性黄土的性状外,主要有:夯击能大小、夯点间距、单点夯击次数、夯击遍数和强夯搭接方式、间歇时间等,其它因素还有锤底形状、施工工艺等。在施工前都要进行试夯,以确定夯锤的参数、夯锤落距、夯点的布置方案、夯击遍数及施工顺序等。按西北地区的经验一般采用三遍成夯或两遍成夯施工工艺。分别采用高能级主夯、中能级强夯和低能级满夯进行夯实。夯点布置应根据基底平面形状,采用等边三边形、等腰三角形或正方形布置,一般的夯点间距宜为1.5~2.0d(d为夯锤直径)。强夯的间歇时间等于土的超静孔隙水压力的消散时间,一般为2~4周。对于湿陷性黄土,地下水位距地面很深,在正常含水量下,一般可连续进行施工。强夯过程中尽量采用重锤低落距进行夯实。强夯土的承载力宜在地基强夯结束30d左右采用静载荷试验测定。

(3)挤密法:挤密法是利用打桩机或振动器将钢套管打入地基土层并随之拔出,在土中形成桩孔,然后在桩孔中分层填入石灰土夯实而成灰土桩。它与夯实、碾压等竖向加密方法不同,属横向加密土层。施工中当套管打入地层时,管周地基土受到了较大的水平向挤压作用,使管周一定范围内地基土的工程物理性质得到改善,其密实度增加、压缩性降低、湿陷性全部或部分消除。

成孔挤密应间隔分批进行,成孔后应及时回填。孔底在填料前必须夯实,填料时宜采用分层回填夯实,其压实系数不宜小于0.97。挤密孔的孔位宜按正三角形布置。在现场进行静载荷试验或其他原位测试测定地基承载力。

(4)预浸水法:预浸水法是在修建建筑物前预先对湿陷性黄土场地大面积浸水,使土体在饱和自重应力作用下,发生湿陷产生压密,以消除全部黄土层的自重湿陷性和深部土层的外荷湿陷性。预浸水法一般适用于湿陷性黄土厚度大、湿陷性强烈的自重湿陷性黄土场地。预浸水法宜用于处理湿陷性黄土层厚度大于10m,自重湿陷量的计算值不小于500mm的场地,浸水前宜通过现场试坑浸水试验确定浸水时间、耗水量和失水量等。浸水坑边缘至已有建筑物的边缘不宜小于50m,浸水坑的边长不得小于湿陷性黄土层的厚度,当浸水坑的面积较大时,可进行分段施工。

但预浸水后,地面下6m以上的土层还不能消除因外荷所引起的湿陷变形,还需按非自重湿陷性黄土地基配合采用土垫层、重夯或强夯法等措施进行处理。同时它耗水量大处理时间长,所以目前在推广上还受限制。此外,还应注意到浸水对附近建筑物(一般要求其间距离不宜小于50m)和场地边坡稳定性的影响。

4 湿陷性黄土地区施工管理注意事项

湿陷性黄土受水浸湿后,土的结构迅速破坏,发生显著下沉的现象。这种特性,会对结构物带来不同程度的危害,使路基及结构物大幅度沉降、折裂、倾斜,严重影响其安全和使用性能。

施工前应做详细的勘察,除应查明黄土层的时代、成因、厚度、湿陷性、地下水位深度及变化等工程地质条件外,尚应结合建筑物功能、荷载与结构等特点,对场地与地基作出评价并就防止降低或消除地基的湿陷性提出可行的措施建议。

施工中应加强观测,及时发现勘察出现的漏洞及时进行处理,对重要的、难度大的工程更应该加强观测的频率和力度,确保后续施工的顺利进行。有影响场地稳定的不良地质现象和地质环境时应及时采取相应措施。坚决按照设计要求进行施工,做到问题不清楚不施工,问题不处理不放过,确保后续工作的顺利进行。

5 结束语

本文阐述了湿陷性黄土的成因,讨论了地基处理常用方法的选用原则、适用范围、可处理深度及效果,同时对各处理方法应注意事项和可能带来的负面作用等也进行了概述,这为工程场地地基处理方案的选型论证及实施提供了有利的支持。

[参考文献]

[1]裴章勤,刘卫东.湿陷性黄土地基处理[M].中国建筑工业出版社,1992.