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上世纪六十年代,瑞典岩土工程研究所(SwedishGeotechnicalInstitute)和日本运输省港湾技术研究所(PortandHarborResearchInstitute)分别研究出了一种采用石灰、水泥作为固化剂,通过专用的搅拌机械形成搅拌桩加固软土地基的一种深层搅拌方法。水泥搅拌桩技术经常被运用于地基处理中,对水泥搅拌桩技术的研究探索和不断更新改进很有实用价值。
我国于1978年开始对这种技术进行研究,20世纪80年代,开始将水泥搅拌桩技术应用于处理软土地基工程中,20世纪90年代水泥搅拌桩技术在我国迅速发展起来。本文就水泥搅拌桩技术在地基处理中的参数设计,施工流程,质量检测、及注意事项等四个方面进行了探索。
1水泥搅拌桩在地基基础处理中的参数设计
水泥搅拌桩复合地基主要由桩身、桩间土和褥垫层共同组成。水泥搅拌桩技术在运用之前主要要先确定水泥掺入量,桩径、桩长、加固范围、褥垫层、桩的承载力以及桩的布置形式等内容。
水泥掺入量:水泥掺入量为拟加固土体重量的15%。水泥搅拌桩固化剂建议采用强度等级为32.5级及以上的普通硅酸盐水泥。
桩径:根据《建筑地基处理技术法规》JGJ79-2002以及成桩施工机械等因素确定,工程水泥搅拌桩直径采用500mm为宜。
桩长:同样根据《法规》,水泥搅拌桩的长度宜穿透软弱土层道道承载力相对较高的土层。工程水泥搅拌桩有效桩长不小于9m,桩体必须进入第5层粉细沙层,不得少于0.5m。
加固范围:根据《法规》,水泥搅拌桩可只在基础平面范围内布桩。工程基础采用钢筋混凝土条形基础,水泥搅拌桩在条形基础宽度范围内布桩。
褥垫层:根据《法规》,水泥搅拌桩复合地基应用在基础和桩之间设置褥垫层。褥垫层厚度取300mm,其材料选用中粗砂。
桩土承载力:桩身材料强度确定的单桩承载力应大于或等于由桩土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力。一般单桩承载力应大于或等于80KN,复合地基承载力应大于或等于150KN.
桩的布置形式:根据需要用小木桩定好制桩点。
2水泥搅拌桩在地基基础处理中的施工流程
2.1施工场地的选择和平整
水泥搅拌桩技术主要适合处理正常固结的淤泥与淤泥质土,素填土、泥性土,泥炭土,有机质土和含水较高地基承载力标准值不大于120kpa的粘性土、粉土等软土地基。
2.2对搅拌机械在施工前的检验
水泥搅拌机施工机械在所有钻机开机之前应由监理工程师和项目经理部组织检查验收合格后方可开钻,特别注意水泥搅拌桩管道是否有堵塞现象;水泥搅拌机施工机械必须保持好良好的稳定性能;检查水泥搅拌机施工前配电脑记录仪器和打印设备是否安装就序,以免不能随时了解和控制水泥浆用量及喷浆均匀程度,从而引起地基质量不合要求。
2.3试桩
根据施工现场的实际情况,在现场需要进行软基处理的范围内,在地表,中间和桩底位置各取出若干土质,进行比较。选取土质最差材料用作施工配合材料,一般选取3-5组用作配合比的试验,在配合比试验时用各种土质与几种分量的水泥制成水泥、土混合料,制作成圆柱型试件后进行室内标准养护。
选用的水泥要经过检验合格才可使用,水泥用P032.5级及以上的普通硅酸盐水泥为好,严禁使用矿渣水泥或火山灰水泥,水灰比宜采用0.45~0.50,另可加少量的石膏粉和减水剂,用量分别为水泥用量0.5%~1%为合适,以保证搅拌桩的质量。在施工比配合完成后进行工艺性试桩,工艺性试桩可以采用二喷四搅的搅拌施工工艺,即第一次正循环钻进至设计深度后打开高压注浆泵,接着反循环提钻井喷水泥浆液,直至提升到工作基准面以下0.5米,第二次重复搅拌下钻井喷水泥浆至设计深度,最后反循环提钻至地表面。复搅的目的是使水泥浆和土体充分搅拌均匀。
2.4制浆打桩
用小木桩定好制桩点,调平钻机,保持钻杆垂直度小于或等于1%。启动搅拌钻机,控制好钻进速度,钻进速度不应大于1.2m/min;穿越粘土层时,钻进速度不应大于0.8m/min,在钻进50m后,开动空压机喷压缩空气,以防止钻进时堵塞喷浆口,同时可以借助压缩空气减少负载扭矩,使钻进顺利。制浆时,应按每根桩的需要,一次配足浆液,以保证每根桩的掺合比的稳定性和浆量充足,每根桩的正常成桩时间不应少于40min.喷浆压力不小于0.5mpa。
3在水泥搅拌桩施工过程中的注意事项
(1)派专人负责水泥搅拌桩的施工,对水泥搅拌桩实施全程监控。
(2)相关负责人重点检查水泥用量、水泥搅拌机压浆过程中是否有断浆现象,注意喷浆搅拌时间以及复搅次数是否正常。
(3)施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间,每根桩开钻后应连续作业,不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。
(4)施工过程中如果发现喷浆量不足,应按照监理工程师要求整桩复搅。复喷的浆量不小于设计用量。
(5)现场施工处应配备施工记录人员,对施工桩日期,天气、喷浆深度、停浆标高、钻机转速,浆液流量、复搅深度等进行详细记录。
4水泥搅拌桩在地基基础处理中的质量检测
(1)施工完成后3d内的N10轻便触探试验,主要是目的是检验水泥搅拌桩桩身水泥浆液的分布均匀性,轻便触探深度一般不大于4m,检测频率为施工总桩数的1%,且不少于三根。
(2)施工完成28d后进行的水泥搅拌桩承载力(静载)试验,可采用复合地基承载力试验和单桩承载力试验。主要目的是检验水泥搅拌桩完成后地基的承载力是否得到提高,检验桩身否达到设计和规范要求,检验数量为施工总桩数的0.5%~1.0%。且每项单体工程不应少于3根。
(3)经轻便触探和静载试验后对桩身质量有怀疑时,在成桩28d后,用抽芯机对桩体进行抽取芯杨,主要目的是检验桩身的强度、完整性桩土搅拌均匀度及桩身长度。检验桩身强度是要求抽取芯样送检测机构进行28d和90d的无侧限抗压强度试验。检验数量为施工总桩数的0.5%,且不少于3根。
对于深层搅拌法施工的水泥搅拌桩现场质量检测,除了根据国家规范JGJ790-2002建筑地基处理技术规范应在现场进行轻型动力触探,钻孔取芯,吊桩载荷试验,还可以建立现场强度与桩内混合强度的数据库,改进检测方法。例如,发明专利:基于混合均匀度的深层搅拌混合土的现场检测方法。
随着我国高速公路飞速发展,一、二级公路的扩建,基础设施的不断新增和改进,村、乡公路迫在眉睫;随着城区的交通道路网不断扩大和完善,城市道路网络逐渐辐射到了城市周边以前是耕地、鱼塘随和淤泥等地区。这些工程的地基处理都需要用水泥搅拌桩技术对泥土进行加固。水泥搅拌桩以其独在工程应用时采取特殊机械将水泥粉或水泥浆喷入软土中,并进行强制搅拌而形成复合地基或挡水结构,在高速公路软土地基处理、高层建筑坑支护、污染场地隔离等工程中得到了广泛应用。目前该技术还广泛地运用于我国铁路、公路、市政工程、港口码头和工业与民用建筑等行业的软基处理加固工程。水泥搅拌桩技术将在实践运用与科学研究中发挥越来越重大的作用。
【关键词】高速公路拓宽工程;预应力混凝土管桩;施工工艺;质量控制
1 预应力管桩概述
预制混凝土桩基工程与一般基础工程相比,具有桩材质量好、施工快、对工程地质条件适应性强、场地文明等特点,被广泛应用于各类建筑物和构造物的基础工程上;预应力管桩主要以承载力和沉降控制为主。由于预应力管桩造价较一般的水泥土桩要高,同时桩身强度大,承载力高;预应力管桩桩径变化灵活,对于软土地基常有砂层夹杂的情况,预应力管桩桩径选择不宜过小,防止当处理深度较大时出现桩体受弯断裂的现象;管桩施工工艺一般为振动法和静压法,对于扩建工程施工宜采用静压法施工;对本项目部分软基处理较深(15~24m)的情况,预应力管桩不失为一个较好的选择。
2 工程概况
佛开高速公路于1996年12月正式建成通车,是同三国道主干线中的重要组成部分。经过多年的营运,服务己接近饱和,目前正在实施拓宽扩建,见图1。佛开高速公路扩建范围谢边(K0+138)~三堡(K46+600),路线长46.462km,按八车道标准沿现有高速公路两侧或单侧加宽。由于软基路段长约16km,软基深厚,软土性质差,因此软基处理是工程的控制性因素。
佛开高速公路部分旧路堤为吹填砂路堤,从路肩钻孔观察,原填砂为细砂~中粗砂组成,松散状,较为潮湿。针对佛开高速公路扩建谢边(K0+138)~三堡(K46+600)段改建工程的路基特点,采用什么方法对新建软弱路基进行处理,是本文需解决的问题。
3 管桩地基承载力设计计算
3.1 承载力计算
PHC桩复合地基承载力特征值,应通过现场复合地基载荷试验确定,初步设计时也可按下式估算:
(1)
式中:――复合地基承载力特征值,kPa;
――面积置换率;
――单桩竖向承载力特征值,kN;
――桩的截面积,m2;
――桩间土承载力折减系数,宜按地区取值,如无经验时可取0.75~0.95,天然地基承载力较高时取大值;
――处理后桩间土承载了特征值,kPa,宜按当地经验取值,如无经验时,可取天然地基承载力特征值。
3.2 管桩复合地基沉降量计算
在各类实用计算方法中通常把复合地基沉降量分为部分图2所示图中h为复合地基加固区厚度,z为荷载作用下地基压缩层厚度。复合地基加固区的压缩量记为s1,地基压缩层厚度内加固区下卧层厚度为(z-h),其压缩量记为s2。于是在荷载作用下复合地基的总沉降为两部分之和。
至今提出的复合地基沉降实用计算方法中,对下卧层压缩量s2,大多采用分层总和法计算,而对加固区范围内土层的压缩量s1则针对各类复合地基的特点,采用一种或几种计算方法计算。加固区土层压缩量s1的计算方法主要有复合模量法和应力修正法;下卧层土层压缩量s2的计算方法主要有压力扩散法和等效实体法。
3.3 工程分析
结合本工程,管桩主要设计参数如下:管桩型号C80-PHC-A400,先张法薄壁预应力混凝土管桩。托(盖)板混凝土强度C25;褥垫层材料为碎石垫层,厚0.6m,褥垫层中铺2层TGSG20-20双向拉伸土工格栅。管桩单桩设计承载力300kN,各施工段大规模施工前,宜进行试桩及承载力试验,以确定具体工艺和参数。管桩施工工艺一般为振动法和静压法,对于扩建工程施工宜采用静压法施工。
下面对佛开高速公路管桩复合地基处理段进行计算。工程地基参数采用K40+600断面,具体见表1。该段原设计预应力管桩间距为3.0m,按正方角形布置,桩外径40cm,桩长16m,桩身模量36GPa,承台面积1.2m×1.2m=1.44m2。碎石褥垫层厚60cm,垫层模量55MPa。填土高度4.68m。
4 施工质量控制
4.1 桩长控制及检查
根据地质资料的桩长对每个桩进行配桩,同时在每个桩的施工前,对第一条桩适当地配长些,以便掌握该地方的地质情况,其它的桩可以根据该桩的入土深度或加或减,使能合理地使用材料,节约管桩。PHC桩属地下隐蔽工程,保证每根桩都达到设计深度。在PHC桩压入前,检查其长度规格和长度组合是否满足设计文件要求,可以在PHC桩的端部用红色油漆做出长度和桩位标记。压桩按“从内侧向外侧、先长桩后短桩”的顺序施工,在压后一排桩之前要检查前一排桩的偏位情况。压桩结束后,通过锤球法来检查桩的打入深度,并记录每个桩位的实测深度。
4.2 桩身垂直度控制及检查
压桩过程中,桩身必须始终保持垂直。施工时应在距桩机约20m处,成90度方向设置经纬仪各1台,检查桩身垂直度并记录。
4.3 施工过程控制及检查
PHC桩起吊时,现场检查堆放场地、起吊方法,防止桩断裂或环裂。施工过程中,施工人员检查和记录静压机压力表读数、压桩速度,若出现异常应及时停止并报告监理。接桩、焊接时,应检查桩身垂直度、焊缝质量。送桩时应检查送桩深度,并复核桩头标高是否达到设计要求。
4.4 压桩标准
在施工前,先详细的研究地质资料,选择有代表性的三个桩位,进行试桩,第一条连续压到设计极限单桩承压力,第二、第三条只压到设计值的60%左右,(每入±lm读取压力值),停机30~60分钟后复压,记录复压值(吨位)。等待7~15天后进行静压试验,由建设、设计、勘察、监理单位人员参加,合格后设计部门即可制定本工程的终压条件。
4.5 终止压桩的标准
一般情况下,对于摩擦桩以达到持力层(管桩的设计标高)作为管桩终压的标准。但当静压力显著增加时要注意提前终止,其标准定为:对于本工程中的PHC400A管桩,设计要求的承载力特征值为70t,静压力≥168t时可终压。
5 结束语
通过该工程的设计和施工实践,掌握了高强度预应力混凝土管桩在高速公路拓宽中的施工技术和控制措施。虽然预应力管桩复合地基在工程中己经被广泛的应用,但理论研究还很不成熟。由于时间和能力限制,本文只是对其进行了初步的研究和探讨,在很多方面需要改进和进一步提高。
参考文献:
[1]朱红兵,预应力管桩竖向承载力的研究.浙江大学硕士学位论文,2001年
[2]柴振超.高速公路改扩建工程软土地基处治技术研究.华南理工大学工程硕士论文,2009年
关键词:饱和黄土;CFG桩复合地基;单桩复合地基静载荷试验
中图分类号:TU455文献标识码:A 文章编号:
1 工程背景
兰州原油末站位于兰州西固区,拟建场地所处地貌单元为黄河Ⅱ级阶地高饱和度黄土区,场地稳定性较差。因饱和黄土是低强度、高压缩性、高灵敏度黄土,工程性质较差;且大型储罐地基要考虑承载力、变形和不均匀沉降等,因此本工程的地基采用CFG桩复合地基进行处理。
2 CFG桩复合地基的加固机理
CFG桩复合地基是由桩、桩间土、褥垫层和足够刚度的基础构成,属地基范畴。CFG桩和基础之间设置了褥垫层,在垂直荷载作用下与桩基的受力状态明显不同。褥垫层通过适当的变形将上部基础传来的基底压力以一定的比例分配给桩及桩间土,使二者共同受力;同时土体受到桩的挤密作用使承载力得到提高,而桩又由于周围土的侧应力的增加而改善了受力性能,二者能够共同承担上部基础传来的荷载。
3 CFG桩复合地基承载力静载荷试验
根据工程地质勘察报告,地处兰州黄河Ⅱ级阶地的饱和黄土承载力特征值为60kPa,属于软弱地基,需对地基进行加固处理。据设计资料,油罐地基处理采用CFG桩复合地基,CFG桩采用正方形布置,桩径420mm,桩距1.2m,桩底进入卵石层不小于1.0m。
本文选取15x104m3浮顶油罐作为CFG桩复合地基现场试验区,现场检测设备有JYC桩基静载荷分析仪、油压千斤顶、位移传感器、压力传感器等。
图1 复合地基载荷试验示意图
3.1 CFG单桩静载试验
在罐区进行了5根CFG单桩载荷试验检测,现场试验采用慢速维持荷载法,用电动油泵千斤顶逐级加载,共分8级加载和4级卸载,每级加载量为100kN,卸载量为其2倍。由工字钢梁和钢管搭成堆载平台,堆载混凝土块提供反力,最大堆载重量为 1300kN。
荷载通过压力传感器测量,测试仪自动记录,试桩沉降则通过对称布置于刚性承压板的4个位移传感器测量,测试仪自动记录沉降,所有位移传感器均用磁性表座固定于基准梁上,基准梁安装在独立的基准桩上。
试验结果汇总如下,根据试验结果确定单桩承载力特征值。
表1 单桩静载试验结果汇总表
根据现场试验结果,试桩区CFG单桩承载力特征值可按1400kPa取值。
3.2 CFG单桩复合地基载荷检测试验
在罐区分四个区块共进行了54个CFG单桩复合地基载荷试验检现场试验,最大加载量的确定按复合地基承载力设计值的2倍即540kPa进行(按150000m3储油罐地基计算),分为8级,每级加载量为100kN,第一级加载量为100kN。
单桩复合地基静载荷试验承压板1.2m×1.2m,承载板底铺设50mm级配碎石及中粗砂,试坑开挖至桩顶设计标高。采用电动油泵及油压千斤顶加载、工字钢及钢管搭设堆载平台、堆载混凝土块提供反力,最大堆载重量1300kN。
数据采集方法同上。部分实验结果如下。
表2 单桩复合地基载荷试验结果汇总表
该试桩区共进行3组单桩复合地基载荷试验,试验场区单桩复合地基承载力特征值275kPa。
4 油罐地基沉降计算
利用分层总和法计算未加固前天然地基沿半径方向的最终沉降量。基础的最终沉降按式1、式2进行计算。
(式1)
(式2)
式中,——天然土的压缩模量;
——沿深度范围内天然土的平均附加应力;
——桩长范围内土的分层厚。
自重应力分布曲线由天然地面起算基地压力按式3由作用于基础上的荷载计算,设计荷载包括:储油罐自重、储油罐充水重、环梁重,基地压力。
(式3)
经计算:处理前,,,
而经CFG桩处理后,,,
根据计算结果未处理前地基沉降量相对较大。经CFG桩处理后,复合地基的压缩模量大大提高,沉降量只有未处理前地基沉降量的9%,可见经CFG桩处理后,地基的沉降量大幅度减小,CFG桩对饱和黄土状土的加固作用非常明显。
结论
CFG桩处理高饱和度黄土超大型油罐地基,经过试桩区试验和沉降计算,证明CFG桩复合地基能明显减少黄土地基的沉降;并能大幅度提高地基承载力,该方法应用于该地层是适宜的,今后在大、中型储油罐建设中值得推广应用。
参考文献:
[1] 武铜柱.大型立式油罐发展综述.石油化工设备技术.2004,25(3):56-59.
[2] 贾庆山.大型储罐地基处理技术.石油工程建设.2002, 28(1):19-21.
[3] 阎明礼,张东刚.CFG桩复合地基技术及工程实践.北京:中国水利水电出版社,2001.
[4] 宋晓光.CFG桩复合地基在大型油罐饱和黄土地基处理中的承载性状研究:(硕士学位论文).兰州:兰州交通大学,2008.
关键词:真空预压加固地基,施工,工艺
1、真空预压加固概述
1、1定义
真空预压法是在地基表面铺设密封膜,通过特制的真空设备抽真空,使密封膜下砂垫层内和土体中垂直排水通道内形成负压,加速孔隙水排出,从而使土体固结、强度提高的软土地基加固法。
1、2机理
土体抽真空后,真空压力直接作用在砂垫层中的水气流体上,先提高排水边界砂垫层中真空度,形成下部土体与砂垫层之间的压差,使得表层土体内的水和气在压差作用下,通过塑料排水板流到砂垫层中,再通过与真空泵相连的排水管道被抽出;随着时间的延续,真空度沿着塑料排水板向深度传递,并通过排水板向周围土体扩散传递,使得深部土体中的水和气被抽出,由于土体本身渗透系数很小,水源补给不可能大于或等于地下水被抽出的速度,因此同时伴随着地下水位的逐渐下降。在整个过程中,土体中产生负的超静孔隙水压力,随着水气的排出,超静孔隙水压力不断消散,土体有效应力不断增加,使得土体得到加固。
1、3应用范围
真空预压法适用于加固淤泥、淤泥质土和其他能够排水固结而且能形成负超静水压力边界条件的软粘土。目前,真空预压法已在港口工程、石油、化工、建筑、公用事业和机场等工程中得到实际应用,加固面积已超过150万平方米,取得了良好的技术经济效果。
2、真空预压加固地基的施工工艺
真空预压施工包括四个主要部分:(1)采用不透气的密封膜使加固地基与大气隔绝;(2)为使土体加速排水固结,在加固地基中设置排水通道(如塑料排水板);(3)采用高效率的抽真空装置;(4)为了节能和安全正常运转,需要安装自动控制、记录系统。论文大全,工艺。
2、1施工工具
2、1、1排水通道打设机
由于塑料排水板具有质量稳定、轻便可靠、打设速度快、加固效果好等优点,目前在真空预压加固中已被广泛采用,极少见到使用袋装砂井及普通砂井的实例。论文大全,工艺。
塑料排水板打设机可采用履带式或轨道式等轻型设备,其接地压力应与加固地基相适应;当地基十分软弱,地基承载力偏低时,往往需要对地基表层临时处理,以适应打设机对地基承载力的要求。论文大全,工艺。
打设方式可用振动锤打入,亦可用静压压入。采用目前常用塑料排水板打设机打设长度为20m左右的塑料排水板时,打设效率一般可达到1000—1500m/台班。
2、1、2真空设备及自控装置
包括:(1)真空设备:φ48型射流泵、3HA—9型离心式水泵。(2)自控装置:自动控制、记录仪。
2、2施工程序
真空预压加固地基的施工程序为:(1)设置排水通道包括在软基表面铺设砂垫层和土体中打设排水通道。目前多采用塑料排水板作为竖向排水通道。采用套管法打设塑料排水板。在钢套管压入地基土内之前,须先将塑料板放入套管,并在塑料板端部加管靴,这样,当钢套管压入时,管靴和塑料板也随之入土,拔出钢套管时,塑料板靠管靴的阻力留置于土中,在地面将塑料板切断,打设即完成。(流程可简易表示为:①—排水通道;②—滤管;③—围捻;④—出膜装置;⑤—阀门;⑥—真空表;⑦—射流泵;⑧—离心泵;⑨—沟槽;⑩—水平排法;最后是密封膜);(2)铺设膜下滤管在打好塑料排水板的砂垫层上布设膜下滤管,并将滤管埋入砂垫层中;(3)铺设封闭薄膜;(4)连接膜外管道和出膜装置与抽真空设备;(5)安装自动控制设备。
2、3劳动组织
2、3、1打设排水通道
每台班由4—5人组成,班长1人、操机工1人、装运工1人、测量工1人、电工1人。
2、3、2真空设备安装与运转
每台班6—8人,每日三班连续运转。
2、4施工注意事项
主要包括:(1)整平加固区场地,清除杂物,并铺设砂垫层。为避免塑料密封破损,砂垫层表面不得存留石块及其他尖利杂物;(2)塑料排水板打设完毕并验收合格后,应及时仔细地用砂垫层砂料把打设时在每根塑料排水板周围形成的孔洞回填好,否则,抽真空时这些孔洞附近的密封薄膜很容易破损,造成漏气,从而难以达到和维持要求的真空度;(3)埋设膜下滤管时,绑扎过滤层的铅丝头均应朝向两侧,切忌朝上。滤管周围须用砂填定,并用磁盘埋好,埋砂厚度以5cm左右为宜。论文大全,工艺。砂料中的石块、瓦砾等尖利杂物必须清除干净,以免扎破密封膜;(4)铺膜时须挖沟,挖出的土堆在沟边平地上,不得堆在砂垫层上。论文大全,工艺。还应避免砂粒滑入沟中。论文大全,工艺。薄膜应事先仔细检查,铺设时四周应放到沟底,但不要拉得过紧。沟中回填的粘土要密实且不夹杂砂石;(5)管道出膜处应与出膜装置妥善连接,以保证密封性。膜外水平管道上应接有阀门。每台射流历史意义和阀门外侧均应装有真空表,使用前应进行试抽检查;(6)整个真空系统安装完毕后,记录各观测仪器的读数,然后试运转一次。发现漏气等问题时应及时采取措施补救;(7)抽真空期间必须保证电力连续供应,不得中途断电,以使真空度在最短时间内达到并长期维持设计值。
2、5加固质量与效果检验
真空预压期间,泵上真空度应大于700mmHg,膜下真空度应大于600mmHg。一般在工程实际中,采用检验真空预压加固效果的方法有:(1)钻探取土进行室内土工试验;(2)现场十字板、静力触探等试验;(3)必要时进行载荷板试验;等。
2、6技术经济分析
(1)1台真空设备的加固面积一般为1000—1500m2;(2)加固后达到相当于80kPa堆载预压的加固效果;(3)与同等堆载预压相比,一般可降低造价1/3、缩短工期1/、节约1/3。
注:真空预压加固地基工法可使膜下真空度在10—20d内达到和维持在600mmUg以上,可产生相当于80KPa的等效荷载。
参考文献
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2、张聪。黄骅港一期堆场真空预压加固地基的质量控制[J],港工技术,2001年03期
3、李锋德。天津港真空预压地基加固中排水板有关问题的浅谈[J],中小企业管理与科技,2009年第8期
4、陈平山,莫海鸿。真空预压加固大面积地基有限元计算分析[J],水运工程,2007年12期
关键词:岩溶地区 工程地质 勘察技术
中图分类号:F407.1文献标识码:A
引言
岩溶是指水对可溶性岩石作用时,以化学溶蚀为主,水的机械作用冲蚀、潜蚀等为辅的地质作用所产生的一些现象的总称,也可叫做喀斯特。因为喀斯特作用形成的地貌,叫做喀斯特地貌。目前许多的研究者已经对其展开了多方面的研究,并且在一些领域取得了比较好的成就。但是,随着我国在岩溶地区建设的工程越来越多,在进行工程勘察时遇到的问题也就越来越多。虽然工程技术人员在勘察的过程中,也不断的总结了许多经验,但是岩溶地区的地质地貌繁杂多样,地质勘察技术还有待进一步的研究。
1岩溶地基的类型
岩溶在发育的过程中,可溶岩的表面常常会出现石芽、溶沟,并且表现的参差不齐,在底下的溶洞又常破坏岩体的完整性,岩溶的覆盖土层又受到溶水动力的变化而产生开裂、沉陷的现象。这些现象的存在不同的方面对建筑物地基的稳定性造成了威胁。因此,对岩溶地基的类型加以区分,也就显得非常重要。按照碳酸盐岩出露条件和其对地基稳定性的影响,可将岩溶地基分为以下三种:
1.1埋藏型的地基
在碳酸盐岩之上覆盖着的厚度大小不一的非可溶性岩,当其厚度和强度能够支撑起建筑物并保证建筑物的稳定性时,对于下部所发生的岩溶情况可不加以考虑。
1.2型的地基
型主要指的是由于地表只有较少的植被和土层覆盖,碳酸盐岩大部分在地表的情况。按照具体的情况细分,它又可以分为石芽地基和溶洞地基。
石芽地基:它所形成的的原因是由于大气降水和地表水沿,碳酸盐岩,在节理、裂隙溶蚀的扩展作用下形成的。这种石芽主要分布在山岭的斜坡上、岩溶洼地的边坡上和河流谷坡,石芽的表面表现的非常陡,而且溶沟和溶槽的深度有超过10米的,且与下部的溶洞裂隙相互连在一起。这就大大的导致了地基的不稳定,加重了施工的困难。
溶洞地基:它主要是由溶洞顶板的稳定性来决定的,而溶洞顶板的稳定性又主要是由岩石的性质、顶板厚度洞内充填情况以及溶洞形态和大小等决定的。
1.3覆盖型的地基
根据碳酸盐岩所覆盖的泥土,如风成黄土、残坡积红粘土等的厚度大小,可分为深、浅两种覆盖型。这种类型的存在对地基造成的影响主要是塌陷、不均匀沉降等,要稳定地基需从建筑荷载和土洞的共同作用两个方面来进行考虑。
2岩溶工程地质研究的现状
在进行岩溶地质的研究过程中,由于本身岩溶发育就存在着不确定性和隐蔽性,又常常使用随着桩基础,给工程的建设带来了极大的麻烦。在面对这些麻烦时,不少的方法和经验在一些学者和专家的总结下得以形成。比如,对于弹性体内存在的孔洞,受双向均匀应力场作用所形成的应力集中现象,有的学者采取用平面问题的有限单元法进行对溶洞的分析。有的学者和专家通过对覆盖型岩溶区的桩基础进行分析,找出适合建筑工程稳定性的最佳方式。这些研究和研究成果的出现,在对于我国进行岩溶地区工程建设地质勘察的问题上有着很大的帮助,在进行对这些资料的统计、分析上,可以总结出相应的合理的勘察方法。
3岩溶地区工程建设地质勘察的方法
岩溶地区的地质地貌情况非常的复杂,在进行勘查工作时,已经不能单凭槽探、坑探等传统的方法进行,只有在详细的了解岩溶地区的不同情况下进行才具有现实意义。因此在进行工程建设的的过程中,必须先进行地质的勘察。那么采取合理而有效的方法进行勘察就显得尤为重要。
3.1采用遥感技术
遥感技术用来探测识别目标物的整个发展过程的一种技术,主要运用电磁辐射的理论,将远距离的目标物辐射成电磁波信息,经过探测器的接受,传到地面的接收站,最后由接收站加工成具体的图像或数据资料。这个过程综合应用了现代物理学、电子计算机技术、数学和地学规律的相关原理。遥感技术的应用,能够大范围的将岩溶地貌形态显现出来,而且遥感图像能够从宏观上具体真实的将地表特征和地表的现象的关系显示出来,特别是在对岩溶层组划分和地质构造等方面特别的适用。
3.2采用地球物理勘探技术
将地球物理勘探技术应用到工程地质的勘察中,能够有效地提高工作质量,节省成本费用以及加快勘察工作的进度。它主要是对岩溶场地的各种参数进行详细的地质解释,因为人工的或天然的物具具有一定的“透视性”。这种方法也可以简称为“物探”技术,适用于地面、地下的测量和地下与地面之间的洞穴的测量。
3.3采用静力触探技术
静力触探技术的应用,可以精确的确定软土、粘性土以及砂类土的承载力,特别适用于对覆盖型岩溶工程的勘察。在进行勘察的过程中,这种技术主要是用来查明第四系的覆盖层中的隐蔽土洞的有无、规模、位置和疏松裂隙带的分布、范围。静力触探技术技术在一定的程度上可以代替物探技术,在探明隐蔽土洞和扰动土层方面具有明显的成效。
4结论
综上所述,对岩溶地区工程建设地质进行有效的勘察是非常有必要的。岩溶地区的喀斯特发育状况是一个非常麻烦的问题,它的不确定性及隐蔽性加重了技术勘察上的难度。因此,在进行岩溶地区工程建设时,我们必须针对具体的工作情况,在现实的地质地貌条件下,结合相应的地质勘察技术,详细的了解和地岩溶的相关变化情况,从而做出合理的工程建设方案。但是,在具体的勘察过程中,还有很多问题会出现,这些问题有可能是以前我们从来都没有遇见的,用现有的技术也无法加以解决的。面对这种情况时,只有不断地加强技术方面的更新以及寻找出新的技术方法,我们才能够更好的完成岩溶地质条件下的工程建设。
参考文献:
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