软土工程性质的特征篇1

关键词软土路基;处治;方法

中图分类号U416.1文献标识码A文章编号1674-6708(2011)48-0060-02

0引言

软土路基泛指在淤泥及淤泥质土上修建的公路路基,我国内陆平原,许多山区的湖泊等水流非常缓慢的情况下中沉积沉淀,多年后发生生物化学反应形成的软粘性土。我们知道由于软土形成的地方水流不通畅、致使这类土主要由细小颗粒组成。试验发现粘土矿物和有机质颗粒表面都带有大量负电荷,在与水分子的运动结合过程中发生强烈的物理作用,在水分子与粘土颗粒、有机质颗粒的形成很厚的结合水膜,这样使得土壤液化变现出松软的状态,并且土壤颗粒在液化后的沉淀时期将会发生颗粒于颗粒之间的静电荷引力,还有颗粒和颗粒之间的分子引力作用,由此形成的结构呈絮状和蜂窝状。软弱土的土颗粒由于自身的生成环境及粒度、本身内部组成和自身特征,造成在没有处理时经常呈饱和状态,种种现象造成的是软弱土无法压密,往往在没有采取措施的情况下来不及压密。因此,软弱土一般呈欠压密状态,具有高孔隙性和高含水量,而且使淤泥,以致其孔隙比和天然含水量随埋藏深度很小变化。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。淤泥质土一般则呈稍欠压密或正常压密状态,其强度有所增大。

1软土的主要指标

1.1高含水量和高孔隙性

天然含水量大事一个特点,根据有关资料表明软土的天然含水量大致在40%~80%,甚至最大的超过200%。液限也很大一般在30%~60%,土体的天然含水量和液限的关系是当土体的天然含水量增大的时候土体的液限也是增加的。经过多组实测的天然孔隙比统计得出的数据一般在1~2之间,有些数值到达最大测得的数据达3~4。实际测的饱和度都在95%左右,天然孔隙比与天然含水量这两个指标呈直线变化关系。软弱土具有的高含水量的特征和高孔隙性特征就注定软土的压缩性非常强但是抗剪强度相对比较低。

1.2软弱土层的渗透性

实测数据表明,特别是在滨海地区或者三角地带软土的渗透系数一般在i×10-4~i×10-8cm/s之间,这些土层基本上有夹层,夹层的材质有细砂、微颗粒的粉土等,这些特征就决定了在水平方向对水的渗透性要比垂直方向要大得多。由于软弱土质渗透系数小、始终处于饱和状态,天然含水量大,一定程度上延缓了土体的固结过程,许多情况下的试验过程是加荷一开始,土体就会出现比较高的孔隙水压力,这对路基的强度有显著的影响。

1.3软弱土层的压缩性

多年实践发现,软弱土层基本都是高压缩性土,试验室实测压缩系数的范围都在0.1~0.2大多数都是0.7~1.5MPa-1,局部最大达4.5MPa-1,它随着土的液限和天然含水量的增大而增高。由于土质本身的因素而言,这些土的在车辆荷载作用下的变形有下列特征:1)变形比较大并且不均匀;2)变形时间很长但比较稳定。

1.4抗剪强度

抗剪强度小是软土的一个很重要的指标,并且它在加荷速度及排水固结条件都有密切的相关,试验发现不排水三轴快剪所得抗剪强度值非常小,研究发现与其侧压力大小没有直接的关系。在排水时候的抗剪强度伴随固结程度的增加而增大。

2软土的鉴别方法

1)最常见的鉴别方法是根据建设部的部颁标准《软土地区工程地质勘查规范》(JGJ83-91)中的有关规定中符合下面特征的就可以定义为软土:(1)在野外情况下人们用肉眼观察土质的外观颜色如果是呈现以灰色为主的细粒土;(2)将土样带到试验室进行试验测定天然含水量,如果实测的天然含水量大于或等于液限;天然孔隙比大于或等于1.01。上述情况如果确定那就是软土。

2)交通部的部颁标准《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ017-96)中规定软土鉴别的方法;土样在试验室试验测定天然含水量≥35(%)与液限,天然孔隙比≥1.0,十字板剪切强度(kPa)<35(注:十字板剪切强度(Su)35kPa所对于的静力触探总贯入阻力(Ps)约为750kPa。)

3常用处理软土地基的材料与要求

3.1天然砂砾

公路路基用作底基层或垫层的天然砂砾料透水性应良好,不能含有机质土、粘土块和其它有害物质。天然砂砾的最大粒径不得超过53mm,含泥量不得大于5%。具体指标的确定必须经过试验确定。

3.2石料

石料要具有足够的强度和耐磨耗性,工程中一般要有碎石,碎石是由岩石和砾石轧制而成,必须保证碎石洁净、干燥,要保证其颗粒形状应具有棱角,不得掺有软质石和其它杂质,粒径一般在20mm~50mm之间,含泥量不应大于10%。片石普遍用在填石路基中,抛石挤淤应采用质地良好的片石,规格尺寸一般应小于300mm。

4软土路基处理方法

4.1铺设垫层

铺设垫层的方法一般适用于路基填方较低的路段,要求在使用中软基的沉降值不影响设计预期目的。施工过程中设置垫层时,要根据合理利用原材料的原则可以根据具体情况采用不同的材料,工程常用的材料有水稳定性好的砂或砂砾、水泥或石灰灰土,也可用土工格栅当垫层、局部可以采用片石挤淤、砂砾垫层等等材料综合使用的方法进行处理。

4.2路基土换填法

在路基施工过程中遇到含水量高,但是软弱层较浅,很容易挖除软弱土层时,基本上都采取全部挖除后换填透水性好的材料,在施工过程中有些路基受到压力后就会沉降甚至局部路段出现变形的这种软土路基或者沼泽地段,采取换填处理这样地段,我们在开挖前首先要设计好排水工作,同时要提前找好合适的弃土位置,将开挖出的软弱土层中不适合回填的材料及时运走或晒干处理,按要求分层回填并且碾压,重新回填的材料必须经过试验确定能够满足工程的需要。

4.3排挤法、表层排水法

对于路基处于含水量高、淤泥压缩性大的有水塘、鱼塘等精置的湖泊地段的,我们可以采用排挤法来处理。工程实践中排挤法一般是分为两种情况:常见的好似抛石排挤,还有另一种方法就是通过爆炸排挤。局部有些路段土质较好,但是含水量过大而导致的路基土松软,为此我们在填土之前,先在地表面开挖出一条沟槽,尽量完全排除地表水,通过晾晒的方法降低地基表层部分的水,一定要保障施工机械可以顺利通行。对于原来土质比较好的通过晾晒后回填,对于不能用的弃土后改换填透水性好的砂砾土或人工机制的碎石。

参考文献

[1]林宗元.岩土工程治理手册[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,1993:188-204.

[2]叶书麟.地基处理与托换技术[M].北京:中国建筑工业出版社,1992:515-518.

软土工程性质的特征篇2

关键词公路桥梁;施工;软土地基;施工技术

中图分类号U44文献标识码A文章编号1674-6708(2014)114-0064-02

0引言

公路桥梁软土地基具有较高压缩性、较高含水量、较低抗剪强度、较小渗透性、较大天然空隙等基本特征,软工地基在很大程度上影响公路桥梁工程的施工质量[1]。因此,公路桥梁实际施工过程中应该将软土地基全面处理,确保施工道路的性能得到增强,倘若没有正确的处理软土地基则会导致路基沉降较大、路面开裂、基路面出现较小横坡、不稳定路堤等质量缺陷,因此完善公路桥梁软土地基施工技术对提高公路桥梁路面施工质量有着非常重要的作用。

1公路桥梁软土地基施工特征

1.1具有较高含水量

软土地基中较为明显的特征是有着较高的含水量,天然软土有着大概35%~75%左右的含水量,与普通地基的含水量有一定的差距。有部分软土在实际的施工中以流动状态呈现,在很大程度上影响公路桥梁的施工。所以,公路桥梁实际的施工中应该通过针对性的对策对含水量高的软土地基进行技术处理。

1.2较大压缩性

通常情况下,软土地基有着大概0.5MPa~1.0MPa的压缩系数,该类土压缩沉降量大,排水固结缓慢,地基稳定性差。在软粘土结构中通常会存在未完全固结土以及正常固结土类型,任何一种软粘土结构都会在很大程度上影响公路桥梁的施工。

1.3较小渗透性

由于软土有着较慢的固结速率,相对于薄砂层的粘土来说,软土有着较慢的固结速率,其主要是因为受到渗透系数的影响。通常情况下,均质粘土的渗透系数均在0.00000001~0.0000001cm/s的范围内。所以,一旦均质粘土受到荷载的影响时,则会有较低的强度以及较慢的固结速度,要想提高有一定的难度。倘若土壤中含有有机质的含量处于较大的状态时,则会出现气泡等情况,容易导致排水道堵塞,软土结构的渗透性降低。

1.4较低抗剪度

软土地基在快剪的前提下大概有10KPa的粘聚力,通常有着0°~5°的摩擦角。内摩擦角处于固结快剪状态下时角度在15°~20°范围内,在粘聚力的基础上,其与快剪有着较大的差别[2]。软土地基抗剪强度在很大程度上受到排水条件的影响。所以,要想促进软土地基在实际建设时抗剪强度明显提高,则需要确保土层的排水性处于良好的范围内。另外,由于逐渐增加公路桥梁工程的深度,软土地基在实际施工中强度也有所加大。通常情况下,抗剪强度在10m的区域内时,其大概有着5KPa~10KPa左右的强度,逐渐增加深度时,抗剪强度也会以1KPa~2KPa的强度进行增加。

2公路桥梁施工中软土地基的施工技术

2.1表层排水法

将添加剂等物质加入到表层粘性土中,能够促进填土稳定效果、固结性得到明显提高,并且使地基强度特性、压缩性能得到有效改善。如地基软土层中沙垫层处于土层较薄或者含水量较大的状态时,填土内地下排水层是主要的沙垫层,能够在最大程度上促进填土内水位得到降低,给施工机械通行条件处于良好范围内奠定基础[3]。一旦地基土层没有均匀的分布,则会造成部分土层出现沉降变位或者侧向变位等情况。另外,在进行公路桥梁施工的设计中,应通过分析地基表层强度、宽度大小等数据,选择合适的敷垫材料。

2.2排水固结法

排水固结法主要是以地基排水自身固结特征作为基础,通常在进行公路桥梁施工时,加荷预压地基,确保能够有效的提高地基强度。要想使地基排水固结能力得到有效增强,则应该将垂直排水柱设立在粘性土地基之间,使地基抗剪强度得到明显增强。采用深层排水固结以及加固深层复合地基的方式,都能够促进软土地基实际承载力得到明显提高。通常情况下,缓速填土法、排水固结法以及加载法可以共同联合使用。如泥炭质地地基采用排水固结法进行处理,效果相对较差,而均质粘土地基采用排水固结法进行处理后则有着较好的施工效果。

2.3粉喷桩加固处理法

首先应该将障碍清除,确保有着平整的施工场地。倘若施工场地与机械行走施工的需求不相符合时,则应该将沙土垫层、碎石等进行铺设。如施工场地处于低洼范围内,那么则应该通过回填粘性土的施工技术进行处理。在进行粉喷桩施工技术之前,应完善设计粉喷桩桩位图、原地面高程数据表、原地面高层测量资料、土工试验报告、施工场地地质报告等,通过分析设计要求,通过测量,给予合理配比。而施工中获得的参数主要是根据试桩获得的数据,对提升速度、钻进速度、时间单位喷粉量、搅拌速度等进行确定。

2.4加载法

软土地基采用加载法进行处理主要是为了使软土地基沉降情况得到控制,促进地基强度增加,避免填土路面由于受到沉降的影响而出现破坏。通常情况下,通过地基增加总压法以及降低间隙水压效应力的方式进行地基固结沉降处理。一般是地基中间以及上部位置存在砂层时适合使用地下水法,在施工过程中需要将钢板打入进行围护处理,使地下水位得到降低。填土加载法与载荷重量、自沉时间、固结层厚和沉降时间曲线等之间有着较大的联系,为了一定程度上控制沉降量,应该全方位动态观测施工,对预载后剩余的沉降量给予确定,避免出现破坏地基的情况。

2.5挤密法

软土地基中挤密桩法施工技术,在湿陷性黄土地区使用较广,其主要通过在地基中打桩孔后,通过挤压的方式,将素土、石灰土、砂石等填入桩孔中,然后采用分层密实夯填。素土挤密法主要是湿陷性黄土,填土地基有着较大的厚度时采取的处理方法,这种方法在施工时着原位处理、深层挤密以及就地取材等优势。而石灰土桩法通过将石灰块、粉煤灰、炉渣、火山灰等按一定比例进行混合后,进行回填、振密或者夯实处理。通常情况下,石灰体内部生石灰与掺合料相互拌合之后会出来,因为其水硬性和气硬性作用,体积膨胀达到挤密地基效果。而砂石桩法主要是通过振动、冲击等方式将砂石、卵石、碎石、砂等材料在软土地基成孔中填入,从而提高提高地基的承载力和防止砂土振动液化,增大软弱粘性土的整体稳定性。

3结论

综上所述,公路桥梁实际的施工中,相关技术人员应该根据工程的实际情况,通过针对性的施工技术进行处理,处理工程软土地基,给路基稳定性提供保障,促进公路桥梁建设的效益得到明显提高。

参考文献

[1]王森毅.试论公路路基压实度的施工技术[J].价值工程,2011,7(21):192-193.

软土工程性质的特征篇3

关键词:广州地铁3号线;岩土特征;岩溶;高架线;地下线;盾构法

广州地铁3号线北延段自燕塘向北延伸至新白云国际机场,沿线经过城市道路、国道、郊区城镇,所经地层年代众多,岩性复杂,线路全长约30.84km,新建车站10座,最大站间距5700m,最小站间距880m,平均站间距2490m,其中机场线试验段(长1732m)已完成土建施工。根据阶段岩土工程勘察资料,探讨地铁3号线北延段线路形式选择和工法建议。

1岩土分区及其特点

按岩土工程地质条件和地貌的不同特点,将轨道交通3号线北延段为划分为2个地质单元,即燕塘至磨刀坑段和磨刀坑至新机场段,现将上述2个地质单元的主要特征说明如下:

1.1燕塘至磨刀坑段(里程YAK0+000+YAK8+350)

1.1.1地貌特征

本段为低山丘陵地貌,沿线经过剥蚀残丘和山间小盆地,地形起伏较大,地面高差88.97m,线路沿线多为密集民居,办公楼和城市道路等。

1.1.2岩土分层特征

(1)第四系土层特征:主要有人工填土、冲积—洪积砂层、土层及淤泥质土层、残积土层,厚度变化较大,层厚4.30~36.00m,软土零星分布,厚度较小,冲积—洪积砂层在南方医院至同和一带较发育,地下水较丰富。

(2)下伏基岩特征:①在里程YAK0+250~YAK1+550和YAK3+600~YAK7+250为燕山期花岗岩分布地段,岩面起伏较大,全风化和强风化带厚度较大,风化强烈,个别地段存在球状风化孤石,裂隙局部发育,地下水不丰富。②在里程YAK0+00~YAK250、YAK1+550~YAK3+600和YAK7+250~YAK8+350为震旦系变质岩分布范围,岩性主要为花岗片麻岩,部分地段为混合花岗岩、变质石英砂岩、石英岩等。岩石风化强烈,全风化和强风化带厚度较大,节理、裂隙稍发育,中微风化岩岩面大部分地段埋藏较深,且起伏较大,在瘦狗岭,岩面凸起。

1.1.3地下水特征

(1)松散岩类孔隙水:主要赋存在冲积—洪积砂层,砂层分布范围较广,地下水较丰富,砂层综合渗透系数为5~10m/d。

(2)块状基岩裂隙水:主要赋存在花岗岩和变质岩强风化带和中风化带之中,地下水富水性不强,在山沟谷口处,地下水相对较丰富,渗透系数为0.1~0.5m/d。

(3)地下水腐蚀性特征:根据水质分析结果,按《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)的有关规定判定地下水对混凝土结构无腐蚀性,对混凝土质结构中的钢筋有弱腐蚀性,对钢结构有弱腐蚀性。

1.1.4断裂特征

在里程YAK8+350和YAK8+650分别为广从断裂束,断裂两侧岩性为震旦系变质岩、三叠系小坪组砂页及石炭系石灰岩,线路经过广从断裂地段若采用高架线,断裂对工程影响不大。若采用地下线,隧道经过断裂破碎带时,按Ⅰ类围岩支护,并增加止水措施。

1.2磨刀坑至新机场(里程YAK8+350~YAK30+842.27)

1.2.1地貌特征

为广花冲积平原,地形较平坦,开阔,地面高程7.78~23.85m,沿线地表多为公路、农田及民居,在里程YAK22+180~YAK22+366线路跨越流溪河。

1.2.2岩土分层特征

(1)第四系土层特征:本段第四系土层主要有人工填土、耕植土、冲积—洪积土层和砂层,厚度变化较大,层厚6.00~44.60m,其中砂层厚度较大(厚度0.50~20.55m),分布范围广。砂层含水丰富且补给来源充沛。

(2)下伏基岩特征:①在里程YAK8+350~700下伏基岩为三叠系炭质页岩、泥岩及砂岩,风化强烈,挟持与广从断裂与震旦系变质岩之间。②在里程YAK8+700~YAK12+550和YAK25+650~YAK30+800,为石炭系地层分布范围,岩性主要为灰岩,次为炭质灰岩、炭质页岩、泥岩等。岩面起伏较大,岩溶较发育,地下水丰富,补给来源充沛。③在里程YAK12+550~YAK25+650为龙归沉积盆地范围,下伏基岩为第三系地层分布地段,岩性较复杂,为一套下粗上细的海陆河湖交互相沉积岩,主要岩性有粉砂质泥岩、钙质泥岩、泥灰岩、石灰岩、砾岩和粗砂岩等。风化程度较强,岩质较软。石灰岩一般呈夹层出现,并发育有溶洞,地下水丰富。

1.2.3地下水特征

(1)松散岩类孔隙水:主要赋存在冲积—洪积砂层之中,砂层厚度较大,分布范围广,补给条件较好,地下水丰富,砂层综合渗透系数可达10~50m/d。

(2)层状基岩裂隙水:主要赋存在碎屑岩类强风化和中风化带,由于风化裂隙大部分被泥质充填,故其富水性和透水性较弱。

(3)碳酸盐岩类裂隙溶洞水:主要赋存在石炭系石灰岩和第三系石灰岩中,工程勘察有27个钻孔揭露有溶洞,经抽水试验证实,富水性和渗水性均较好。渗透系数为6.16~36.46m/d,建议渗透系数采用20~30m/d。

(4)地下水腐蚀性特征:根据水质分析结果,按《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)的有关规定制定,地下水对混凝土结构大部分地段无腐蚀性,局部地段有弱腐蚀性,对混凝土结构有弱腐蚀性,对钢结构有弱—中等腐蚀性。

1.2.4断裂特征

在里程YAK8+650为广从断裂分布范围,断裂的上盘为石炭系地层,下盘为三叠系地层。

1.2.5溶洞特征

主要发育在石炭系和第三系石灰岩地层中,工程勘察阶段有27个钻孔揭露到溶洞,洞高0.20~10.91m,溶洞层数1~6层,大部分溶洞无充物或半充填,地下水丰富。溶洞在宏观上有一定的的规律性,在局部地方是无规律的,工程勘察溶洞大部分发育深度较浅,对地铁地下线开挖有较大的影响。

2岩土工程条件评价

2.1燕塘至磨刀坑段

(1)人工填土层分布广泛,主要为杂填土和素填土,欠压实—稍压实,局部可能存在土层滞水。本段轨道交通拟采用地下线,人工填土对区间隧道施工影响甚微,站址采用明挖施工,影响亦较小。

(2)冲积—洪积砂层,本层在南方医院至同和一带较发育,其它地段零星分布,地下水富水程度中等,砂层对站址基坑施工有较大影响,基坑开挖时,排水可导致基坑周围地面沉降,引起建筑物开裂变形等,对区间隧道矿山法施工影响亦较大,隧道开挖掘进时,可能导致突水、涌砂或坍塌,严重时可坍塌至地表,若采用盾构法施工则影响较小。

(3)冲积—洪积土层,分布较广泛,呈可塑状为主,属弱—微透水层,有一定的承载能力和自稳能力,对隧道和站址基坑施工,影响较小。

(4)冲积—洪积淤泥质土层,零星分布,层度不大,透水性差,易压缩变形,强度较低,自稳能力差。对站址基坑开挖有一定影响,失水时可导致地面沉降。

(5)坡残积层,本层为变质岩和花岗岩风化残积土,厚度大,分布范围广,透水性弱,具遇水易软化、崩解特点,对区间隧道矿山法开挖和站址明挖基坑有较大影响,施工时注意采取排水、防水措施。防止土层泡水、渗水降低土层的强度。

(6)基岩,本段基岩为震旦系变质岩及燕山期花岗岩,全风化带和强风化带已风化成呈土状或半岩半土状,含少量地下水,亦具有遇水软化、崩解特点,对隧道开挖和基坑施工有较大影响,岩石中风化带和微风化带,岩质坚硬,局部裂隙发育,对盾构施工主要考虑是岩石强度对盾构掘进的影响。对矿山法施工,则需进行爆破开挖。

2.2磨刀坑至新机场段

(1)人工填土层:分布广泛,主要为杂填土、素填土,部分地段为耕植土,欠压实—稍压实,局部可能存在土层滞水。本段轨道交通不论采用地面线或地下线,人工填土层对轨道交通施工影响甚微。

(2)冲积—洪积砂层:分布广泛,厚度较大,地下水丰富,补给条件较好,若轨道交通采用地下线,则对隧道矿山法施工影响甚大,可导致隧道突水、涌砂和坍塌,严重时可坍塌至地表,对盾构法则影响较小,在施工采用注浆加固即可。在明挖段围护结构则应采取止水措施。

(3)冲积—洪积土层:分布广泛,层厚变化较大,为弱—微透水层,有一定的承载能力和自稳能力。对隧道和站址开挖影响较小,若采用高架线,则影响甚微。

(4)冲积—洪积淤泥质土层:零星分布,厚度较薄,透水性差,易压缩变形,强度低,自稳能力差。轨道交通若采用地下线,则对隧道和站址施工有一定影响,失水时可导致地面沉降,若采用高架线,则影响较小。

(5)残积土层:残积土层为碎屑岩风化而成。局部为石灰岩风化而成。厚度变化较大,具有遇水软化、崩解特点,轨道交通若采用地下线,隧道和站址开挖时,应采取排水和防水措施。若采用高架线,则影响较小。

(6)碎屑岩:碎屑岩岩性较为复杂,为石炭系、二叠系、三叠系和第三系地层,岩性主要为泥岩,粉砂质泥岩、钙质泥岩、泥灰岩、炭质页岩、粗砂岩、砾岩等。风化裂隙,节理较发育,在强风化带和中风化带,含地下水,但富水程度较差,软硬夹层较多,为软质岩。本段若采用地下线,不论采用矿山法或盾构法施工,碎屑岩对开挖掘进影响较小,盾构法施工时应注意岩面起伏和软硬夹层变化,防止掘进左右或上下偏离,若采用高架线,则根据桩型要求,桩端座落在连续稳定岩层上即可。

(7)石灰岩:在磨刀坑至太和庄,矮岗至新机场北,石灰岩分布广泛,其中岩溶较发育,地下水丰富,在岩溶发育地段,轨道交通若采用深埋方案,不管是矿山法还是盾构法施工,都存在较大的安全隐患,可导致突水,突泥和盾构机具陷落等事故,若采用高架线,则影响程度较小,可根据桩型要求,桩端座落在连续稳定岩层上即可。

3主要不良地质作用对工程的影响

3.1燕塘至磨刀坑段

(1)本段软土零星分布,厚度不大,埋藏较浅,对深埋隧道施工影响较小,对站址明挖施工有一定影响,可能产生基坑侧壁变形,易产生压缩变形和地面沉降及引起地面建筑物变形。

(2)本段在南方医院至同和一带,冲积—洪积砂层分布较广,富水性、透水性较好,对暗挖隧道施工、明挖基坑支护和止水有一定的不利影响。

(3)花岗岩、花岗岩片麻残积土层及其全风化带和强风化带,具遇水易软化、崩解特点,对暗挖隧道和明挖基坑均有一定的不利影响,设计施工时应予注意。

(4)在里程YAK6+460范围残积土层中存在球状风化孤石,对桩基施工、盾构隧道施工有较大影响,设计、施工时应予注意。

(5)花岗岩和花岗片麻岩的中风化带和微风化带,岩石强度较高(最大值为147.3MPa),盾构机掘进时应选择好机型。

3.2磨刀坑至新机场段

(1)本段软土零星分布,厚度不大,若轨道交通采用高架线路,则软土对工程影响甚微,若采用地下线,则软土会引起基坑侧壁变形、地面沉降和建筑物变形。

(2)本段冲积—洪积砂层厚度较大,分布范围广,地下水丰富,若轨道交通采用高架线,则砂层对工程影响较小,若采用地下线,砂层对暗挖隧道、明挖基坑的稳定会产生较大的不利影响,必须做好止水和支护工作。线路选线和工法选择时应予注意。

(3)碎屑岩中的泥岩、粉砂质泥岩、泥炭质页岩、泥质粉砂岩及其风化残积土,具遇水易软化、开挖暴露后易干裂收缩特点,若采用地下线,隧道围岩和基坑边坡容易产生失稳,若采用高架线,则对工程影响较小。

(4)在线路经过石灰岩分布地段,岩溶较为发育,地下水丰富,若采用地下线,不管采用何种工法,均对隧道施工影响较大,设计时应予重视,若采用高架线,则岩溶发育仅对桩基施工有不利影响,但容易处理。

4线路选择和工法建议

4.1燕塘至磨刀坑段

(1)为花岗岩及变质岩分布地段,沿线地面建筑密集,由于受城市规划控制,本段不宜采用高架线路方案,鉴于沿线建筑物情况和城市道路现状,建议采用深埋线路方案,工法采用盾构法。由于中微风化岩面起伏较大和岩石强度较大(最大值为147.3MPa),盾构施工时应予注意。如果设计采用矿山法施工,则要注意花岗岩及变质岩的残积土层、全风化带及强风化带具遇水软化、崩解特点,做好止水、排水措施。在南方医院至同和一带,冲积—洪积砂层发育,对矿山法施工影响较大,施工时应做好止水及支护措施。选择矿山法施工应充分考虑上述不利条件。

综合考虑本段沿线建筑物密度大,桩基和地下设施较多的情况,建议采用深埋线路方案,工法采用盾构法施工方案。

4.2磨刀坑至新机场段

(1)在里程YAK8+350~YAK16+800,地面建筑物较少,大部分地段为农田,为石炭系石灰岩和第三系石灰岩分布地段,下伏基岩岩溶较为发育,溶洞发育部位大部分埋藏较深,第四系冲积—洪积砂层厚度较大,分布范围广,地下水丰富,从地质角度出发,若采用地下线,矿山法施工不利因素较多,深埋将遇到岩溶问题,浅埋将遇到砂层富水程度好、稳定性差的问题。若采用盾构法施工,深埋将遇到溶洞,对施工有不利影响。

由于沿线建筑物较少,地下线施工工法亦可考虑浅埋明挖方案。若采用高架线,则不利地质因素较少,只有岩溶对桩基施工有一定影响,但影响程度较小。综合上述分析,建议采用高架方案。

(2)在里程YAK16+800~YAK25+400,沿线地面为106国道,经过龙归和人和镇,在里程YAK22+180~YAK22+366跨越流溪河。本段为第三系碎屑岩分布地段。主要不良地质问题为砂层较厚及富水程度较好。轨道交通若采用地面线或高架线将影响龙归镇和人和镇的城市化发展。建议采用地下线,工法采用盾构法,线路可采用中埋或深埋方案。如果采用高架线,桩型可采用钻冲孔桩或预应力管桩,持力层为强—微风化岩。地面线地基可采用天然地基或换填处理。综合上述分析,建议采用地下线,工法采用盾构法。

(3)在里程YAK25+400~YAK30+842(即矮岗至新机场),轨道交通为地下线,其中YAK28+074至YAK29+806为已完成土建的机场线试验段。本段矮岗至机场试验起点为机场高速公路,在试验终点至新机场北为机场大道。本段为石炭系石灰岩分布地段,下伏基岩岩溶较发育,尤其在机场北一带,发育多层较大的溶洞,岩面标高约-3.77~-0.35,埋深18.40~20.00m,第四系冲积—洪积砂层厚度较大,地下水丰富,砂层与岩面直接接触,砂层孔隙水与岩溶水相互有密切的水力联系。本段设计和规划只能采用地下线,鉴于本段的地质情况和周边环境,隧道开挖宜采用明挖法,隧道浅埋,基坑围护结构采用搅拌桩或旋喷桩止水,并结合井点降水,亦可考虑采用地下连续墙方案。

5结束语

地铁线路工法选择涉及城市交通、商业环境、城市规划发展及地质环境等因素,从岩土工程角度考虑选择地铁的线路和工法,只是其中一种因素,但在地质条件复杂地段,可能是决定因素。所以,在地铁线路及工法选择问题上,首先是要把线路的岩土工程条件查清楚,再结合城市规划等因素进行线路和工法建议。

参考文献

[1]岩土工程勘察规范(GB50021-2001)[S].

软土工程性质的特征篇4

【关键词】软土;高灵敏性;流变性;浅基础;适宜性

1.引言

第四纪沉积的软土在我国分布广泛[1],是工业与民用建筑、道路桥梁、水利设施、海防

与堤防、港口码头等土木工程的地基。东港~浪头地区的沿海地带地基中局部地段软土地基较厚,在地震等外部动态载荷和土木建筑工程的自重稳定载荷作用下会发生长期的流变行为,对工程的稳定性和安全性构成极大的威胁。由其在大东港扩建及沿海开发区的兴建过程中,填埋处理大量的软土层,在此基础上修建港口工程、土木工程。软土含水量大,具有明显的流变性,会产生地基沉降大、沉降不均匀、地基抗剪强度低等不良工程地质问题[2],从而导致岩土工程、土木建(构)筑工程出现地基沉降滑动、工程倾斜开裂、失稳倒塌等安全事故。研究软土的分布规律及其特征,并对其危害性提出相应的防治措施,对防治和减少地质灾害的发生有重要的理论意义和实用价值[3]。

2.软土的形成环境

2.1软土分布特征。

区内软土带集中分布于:东港市的前阳镇——马家大院一线,呈带状分布;西北起大作树东南至海龙一线,沿柳林沟呈带状分布;长山镇、小寺、芦家屯、刘家泡以及浪头镇附近等地分布有小面积零星状的软土。主要分为三个沉积类型:冲海积、海积及海陆过渡型。

(1)冲海积软土主要发育在柳林沟两岸,在季节性降水中,由暴雨等特大降水所形成的巨大暂时性水流,沿沟谷冲刷,形成宽阔的河谷,伴随着海水大潮的侵入,形成冲海积层。

(2)海积软土主要发育在东港地区,该地带虽然属河口三角洲地带,常常有大江大河在附近入海,在开阔的海岸区有着宽广的滨海滩涂和冲积平原,但河流入海的影响相对于海水的影响来说相对较小,所以以海相沉积为主。

(3)海陆过渡型沉积主要发育在浪头地区,作为东北地区主要河流的鸭绿江在丹东和朝鲜交界处入海,形成河口三角洲,沉积了以海积和海陆过渡沉积为主的软土层。

2.2软土形成环境。

(1)在柳林沟两岸,随着季节性降水,由暴雨等特大降水所形成的巨大暂时性水流,对两岸进行侵蚀,形成侵蚀沟,由于常年携带来的细粒物质数量十分可观,侵蚀沟中被侵蚀的碎屑堆积物,由于河流下切侵蚀作用的加强,被抬升超出一般洪水水面以上,以向两岸侧向侵蚀为主,形成宽广的河谷堆积,河水流入黄海,又伴随有周期性海水入侵。因此,在该区沉积了厚10m左右的冲海积地层。

(2)在东港地区,开阔的海岸带有着宽广的滨海滩涂和滨海平原,又有大江大河在附近入海,区内河网密布,水流速度很慢,携带的物质大多来自很远的上游地区,经过逐级分选,进入沉积区的物质多为细小颗粒,随着潮水的影响和季节性或周期性降水区域的变动,所引起的粒径稍微变化,通常反映在沉积剖面上出现粘土和粉细砂的交替沉积。由于常年携带来的细粒物质数量十分可观,软土沉积层的积累速度较快,积累厚度较大,最厚可达20m,沉积物也十分疏松。

(3)在浪头地区,由于鸭绿江在丹东和朝鲜交界处入海,沉积物下沉,分布在平缓的坡面上,构成平台,形成水下三角洲。随着沉积物堆积越来越多,使水下三角洲露出水面,三角洲上的低洼地带在水流的充填下形成湖泊沼泽;另一方面在向海方向,河流携带的物质在水下三角洲前方的前缘斜坡及其紧邻的海底堆积而形成前缘斜坡和前三角洲沉积。三角洲平原的水上泛滥层又以细粒的粉砂、粘土为主,横向上构成中间砂质沉积、两侧粘土质沉积为主的软土堆积层。

2.3软土的矿物结构。

(1)东港-浪头地区软土的主要矿物成分是原生矿物,以石英、长石为主,其中石英含量较高,其次为碱性长石及斜长石,原生矿物一般为粉粒组的主要成分,粘土矿物为粘粒组的主要成份,吸附力较强,且有亲水性。

(2)次生矿物以伊利石、蒙脱石为主,有少量的绿泥石、高岭石,局部含有方解石。由于伊利石、蒙脱石相邻晶胞之间具有较强的氢键连接,结合较弱,水分子容易自由渗入,形成较细的颗粒,比表面积较大,亲水性较强,压缩性高,抗剪强度小,工程地质条件差。

(3)有机质含量较少,一般呈现胶凝状,具有表面活性,其对土的工程性质影响甚大,它不仅会对土的分散性、含水量与干密度等物理性质产生影响,而且会使土的压缩性、强度等力学性质恶化。

3.软土的化学特征与物理力学性质

3.1化学特征。

对东港-浪头地区软土进行氧化物、有机质进行分析可知,氧化物含量主要以二氧化硅为主,其含量在61.59~64.95%%,其次为三氧化二铝,其含量在13.64~14.77%,以及少量的三氧化铁、氧化钙和氧化镁。有机质含量为2.65~4.98%,

易容盐中阴离子以氯离子为主,含有少量硫酸根、碳酸氢根,阳离子主要以钠离子为主,含有少量的镁离子、钾离子,主要是由于沉积环境所致。

3.2物理力学性质。

东港-浪头软土的物理力学性质研究,通过对表4中所列的物理力学指标的分析,可以得到区内的主要物理力学性质。

软土物理力学指标统计表(见表4)。

从表4可以看出,区内软土具有天然含水量高,天然孔隙比大,压缩性高,抗剪强度低等特点,天然含水量大于液限而天然空隙比小于1.5但大于1。由此可知,本区的软土主要由淤泥质粘土组成。

4.软土的原位试验

4.1软土静力触探。

静力触探是应用很广的一种原位测试技术,其用途主要可用于划分土层、测定土的物理力学指标、求浅型基础的承载力,在桩基设计中选择桩尖持力层,确定单桩承载力等,经过统计,东港-浪头地区双桥静力触探的锥尖阻力qc:0.47~3.43MPa,平均值1.34MPa;侧摩阻力fs:13.8~30.6KPa,平均值22.2;摩阻比1.8~4.2,平均值为2.63。

4.2十字板剪切试验。

东港-浪头地区十字板原状土剪切强度Cu:22.6~37.8KPa,平均值为29.8KPa;重塑土的抗剪强度C/u:10.1~24.6KPa,平均值为16.45KPa。从Cu及C/u可以看出该地区软土抗剪强度低而灵敏度高。

5.软土的危害性与浅基础适宜性

5.1软土的危害性。

软土具有流变性、高灵敏性、高压缩性及低强度性[4]等工程地质特性,软土受震后容易引起触变、流变、不均匀沉降、侧面挤出等不良工程地质现象。区内海岸带断层较多,区域构造较复杂,如著名的鸭绿江断裂在本区有较大范围分布,造成地震活动较颇繁,软土对沿海一带及大东港港口的发展和城市规划建设都具有极大的危害性。

5.2浅基础适宜性。

(1)通过对软土的研究,搞清软土的分布特征和物理力学性质,充分利用其自身固有的规律性,为城镇建设、港口码头等土木工程基础服务。东港-浪头地区的浅基础工程适宜性具有较明显的规律性,即在海相沉积软土区域,随着向内陆的发展,由于成土时间较长,固结较好,所以该区域内软土的承载力随着向内陆的延伸而逐渐提高,在海相沉积的软土地段拟建6层建筑物沉降量都小于55mm。但该沉降量为统计的区域值,不能代表具体地点详细沉降量,而在具体工程建设时要针对不同地区分别进行不均匀沉降的观测。

(2)在区内西北的河流山地和中西部柳林沟及沿海一带,软土的工程性质较差,不适宜作天然地基。地基处理可选用堆载预压、塑料排水带或砂井真空预压、换填垫层及复合地基等方法。淤泥和淤泥质土较厚可采取堆载预压软弱地基处理方法。预压荷载宜大于设计荷载,预压时间应根据建筑物的要求以及地基固结情况决定,并应考虑堆载大小和速率对堆载效果和周围建筑物的影响。采用塑料排水带或砂井进行堆载预压和真空预压时,应在塑料排水带或砂井顶部做排水砂垫层。

6.结论

软土在东港~浪头地区海岸带分布广泛,多分布在海积平原上,厚度变化较大而不连续。北部丘陵地区,在低洼的沟谷地带也有零星分布,直到远离海岸带的冲海积平原上软土分布才逐渐消失。软土岩性多为淤泥质粘土,具有高灵敏性、流变性、高压缩性、低强度性、低透水性及不均匀性等软土所特有的工程地质性质。通过对软土的矿物结构及化学成分的分析,了解了软土的矿物组成,对其亲水性、压缩性及抗剪性有了进一步的理性认识。同时总结了软土的分布规律及其形成环境,并对软土的物理力学性质进行了测试,在掌握其分布规律和固有特性情况下,提出了浅基础的适宜性。对软土的危害性作了详细分析,对软土地基处理提出了相应的防治措施,在尽量减少地质灾害和不良地质现象发生的同时,仍需充分利用软土地基。

参考文献

[1]陈希哲.土力学地基基础.北京;清华大学出版社,2003.20~24.

[2]李中林,李子生主编.工程地质学.广州:华南理工大学出版社,2003.84~89.

软土工程性质的特征篇5

【关键词】软土地基;加固处理;检测;效果;质量控制

中图分类号:TU4文献标识码:A文章编号:

1、引言

珠海地区淤泥及淤泥质土等软弱地层分布广泛,厚度较大。上世纪90年代以前由于对其研究不足,建于软土地带的工程项目极少对软基进行专门处理,因而所发生的地面沉降、建(构)筑物倾斜等现象屡见不鲜,给工程建设带来了极大危害,同时也引起了建设主管部门的高度重视。近年来在各类工程建设项目中,对软基加固处理已成为一种趋势,普遍备受建设单位关注。但由于对软基的处理方法、处理深度以及软土所处的沉积环境不同,加固效果往往有较大差别。而在完成加固处理后对检测全过程的质量控制,是直接影响评价效果的关键。

2、工程概况

工程项目位于珠海市高栏岛西北侧,原始地貌单元属滨海滩涂,后经人工吹填形成陆域,地面标高2.30~4.00m。其中1#泊位占地面积约3万m2,作为集装箱堆场之用。设计要求加固处理深度30m,加固处理后的地表土承载力特征值fak达到120kPa。

3、地层结构

软基处理前,曾进行了详细勘察,在30m深度内,地层结构总体分为3大层[1]:

(1)、淤泥层①:灰黑、灰褐等色,下部多为淤泥质土。土质不均匀,夹薄层粉细砂,混较多贝壳。流塑~软塑。厚度7.00~15.98m,地基承载力特征值fak=45kPa。

(2)、粘土及粉质粘土互层②:灰黄、浅灰、砖红等杂色,局部含少量砾砂,可塑。厚度一般3.00~5.00m,地基承载力特征值fak=170kPa。

(3)、淤泥质土层③:深灰色,土质不均匀,夹少量粉砂和腐植物,软塑。厚度8.10~12.08m,地基承载力特征值fak=70kPa。

层③以下为硬塑的粉质粘土和花岗岩风化带。

4、加固处理技术要点

为加快场地软土层的固结沉降过程,使其能在指定周期内各项固结指标达到预期效果,采用了排水板+真空联合堆载预压对软基进行处理[2,3]。

(1)、竖向排水系统:在软土层中插设塑料排水板作为预压过程中软土层孔隙水排出的竖向排水通道。排水板施工深度穿透淤泥层并深入进入下卧粉质粘土层不少于0.5m,排水板上端外露砂垫层不少于0.2m。

(2)、水平排水系统:包括排水砂垫层和抽真空管系(主管和支滤管)。场地铺设砂垫层采用中粗砂,厚度0.6m;真空主管采用PVC管,管径90mm,支滤管采用软式透水管,管径50mm,真空主管与真空泵连接。抽真空预压过程中从软土层排出的孔隙水通过排水砂垫层导入真空支管,再通过真空主管从射流泵中排出。

(3)、密封系统:密封系统包括粘土密封帷幕、真空膜及密封沟。粘土密封帷幕采用双排粘土搅拌桩沿场地边界设置,粘土搅拌桩桩径φ600mm,竖向排距与横向间距均为@400mm,施工深度至嵌入淤泥层不少于5.0m;为确保抽真空效果,真空膜铺设三层,中间不允许搭接,末端压入密封沟内;密封沟深入密封帷幕后侧至少1m,上部回填软粘土反压密封。

(4)、预压土填筑:当膜下真空度达到80kPa,且稳定真空约15天后进行上部堆土施工,为防止堆土时破坏真空膜,堆土前在真空膜上预铺一层土工布,堆土时进行分层碾压密实,每层土虚铺厚度不大于0.4m,压实厚度不大于0.3m,填筑时严格控制其厚度;填土堆载分两级进行,第一级堆载预压20天后再进行第二级堆载预压。

5、加固效果检测

完成软基处理约9个月后,对加固场地以25×25m方格网布置钻孔进行检测[4]。检测手段采用室内土工试验、标准贯入试验、十字板剪切试验和浅层平板载荷试验。

其中取土样孔、标准贯入试验孔均以2m垂直间距进行一次,平板载荷试验每3000m2进行一次。

各地层加固处理前后的物理力学指标对比值见表1。

表1各地层物理力学指标对比

续表1

6、结果分析

(1)、室内土工试验:总体来说各地层的W、e、α1-2等指标均有较大幅度下降,而γ、qu、Φ(包括直剪、固结快剪、三轴剪切试验)等指标大幅度提高,土的物理力学性质得到有效改善;尤其是层①的各项物性指标已不再是淤泥(淤泥质土)的指标。

随着φ值的提高,多数c值则降低。

固结系数Cv值普遍减少,土的固结速度已放缓。

淤泥(淤泥质土)渗透系数k20=1.02E-8~4.22E-5cm/s,粘土(粉质粘土)的渗透系数k20=1.92~3.98E-5cm/s,均属弱透水~微透水地层。

(2)、标准贯入试验:各地层标准贯入试验击数均有提高,其中层①淤泥(淤泥质土)增幅最大,其次是层②粘土(粉质粘土),再次是层③淤泥质土,各地层的力学性质均有较大提高。

(3)、十字板剪切试验:绝对标高在-10m以上的软土抗剪强度有大幅度提高,在该深度的多数地方形成了软硬互层,十字板试验曲线不连贯;绝对标高在-10m以下的软土的抗剪强度较上部差,试验曲线连贯性好,仍属灵敏~较灵敏性土。

(4)、浅层平板载荷试验:在10个浅层平板载荷试验点中,承载力fak≥120kPa,均符合设计要求。

7、结论

(1)、场地经加固处理后各地层的物理力学指标变化较大,力学强度均有不同程度提高,总体加固效果较为明显,各种手段检测的地表土层承载力fak均达到设计要求。

(2)、在垂直方向上随着深度增大,加固效果逐步减弱。15m深度范围内的地层加固效果最好,15~24m的土层变化较上部差,24m以下变化较微弱。

8、结语

软土地基经加固处理后,通常采用室内土工试验和原位测试等手段来检测其加固效果,而检测过程质量控制的好坏,是直接影响评价效果的关键环节,因此在检测过程中要注意以下问题:

(1)、取土样前先要将孔底扰动土清理干净,取样时宜用薄壁取土器以慢击法取样,避免回旋钻进扰动土体;土样取好后应立即密封,并妥善保存,样品在运输过程中应尽量避免受到剧烈振动。

(2)、标准贯入试验前亦要先将孔底扰动土彻底清理;试验时钻杆要保持垂直,避免钻杆与孔壁发生摩擦;标贯落杆和钻杆之间的连接丝扣要彻底拧紧。

(3)、十字板剪切试验要注意记录板头率定系数,试验时要匀速转动导杆;当遇到硬夹层时,先用钻机钻穿硬夹层,然后再进行试验;在进行重塑土试验时,要先将土体完全均匀扰动。

(4)、在数据统计时,要充分分析原始数据的可靠性,通过统计数据的离散程度剔除异常数据。

参考文献

[1]郝葆权、王东芳等.珠海港5万吨级集装箱码头工程地质勘察报告[R].珠海:交通部第一航务工程勘察设计院,1999

[2]工程地质手册编委会.工程地质手册(第四版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2007

软土工程性质的特征篇6

【关键词】道路工程软土路基处理方法

中图分类号:U41文献标识码:A文章编号:

一、对“软土路基”的认识

软土是指强度低,压缩量较高的软弱土层,多数含有一定的有机物质。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。软土按其力学特征可分为软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥炭五种类型。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。

软土路基的特点

(1)高含水量和高孔隙性。软土的天然含水量一般为50%~70%,最大甚至超过200%。液限一般为40%~60%,天然含水量随液限的增大成正比增加。天然孔隙比在1~2之间,最大达3~4。其饱和度一般大于95%,因而天然含水量与其天然孔隙比呈直线变化关系。软土的如此高含水量和高孔隙性特征是决定其压缩性和抗剪强度的重要因素。

(2)渗透性弱。软土的渗透系数一般在i×10-4~i×10-8cm/s之间,而大部分滨海相和三角洲相软土地区,由于该土层中夹有数量不等的薄层或极薄层粉、细砂、粉土等,故在水平方向的渗透性较垂直方向要大得多。由于该类土渗透系数小、含水量大且饱和状态,这不但延缓其土体的固结过程,而且在加荷初期,常易出现较高的孔隙水压力,对地基强度有显著影响。

(3)压缩性高。软土均属高压缩性土,其压缩系数a0.1~0.2一般为0.7~1.5MPa-1,最大达4.5MPa-1,它随着土的液限和天然含水量的增大而增高。由于土质本身的因素而言,该类土的建筑荷载作用下的变形有如下特征:变形大而不均匀,变形稳定历时长。

(4)抗剪强度低。软土的抗剪强度小且与加荷速度及排水固结条件密切相关,不排水三轴快剪所得抗剪强度值很小,且与其侧压力大小无关。排水条件下的抗剪强度随固结程度的增加而增大。

(5)较显著的触变性和蠕变形。

2.软土路基的危害

软土路基处理是道路工程建设中遇到的难点之一,也是勘察设计和施工单位重点解决的一个环节。软土地基的性质因地而异,因层而异,不可预见性大,因此在实际工作中若处理不当,极易造成路基沉降过大,进而使路堤失稳、路面开裂、起伏不平及桥台与路基沉降不同而产生桥头错台等现象,导致道路的破坏或不能正常使用。因此在道路建设过程中,对软土路基的处理要引起高度的重视。

二、软土路基处理的目的及原则

1.软基处理的目的

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.软基处理的原则

软弱地基处理时应遵循以下原则:投资少、效益高、少占农田和安全实用;密切结合当地工程地质条件、材料供应、施工力量和工期要求,因地制宜,达到技术上先进、经济上合理;积极采用新材料、新工艺、新结构,提高劳动生产率,降低成本,缩短工期。

三、软土路基处理的方法

软土路基处理的方法多种多样,不同的软土地基应该结合工程实际情况采取有效经济的处理办法,本文重点介绍以下几种软基处理方法:

1、开挖换填。采用人工或机械挖除路堤下全部软土,换填强度较高的粘性土或砂、砾、碎石、卵石等渗水性材料。是最简单的软基处理方法,适用于软土层位于地表,土层较薄和易于排水施工等情况,换土深度一般不宜超过3m,换的土以渗水材料为佳。2、抛石填筑。就是在有软土或弹簧土以及有积水的路段填石头,填石的高度以露出要处理的路段原有土层(或积水)高度为宜。在填石的过程中注意一定要用推土机把石块压实,不能出现软弹现象。然后再填筑土方。此方法适用于积水洼地,表层无硬壳,片石能沉积达底部者,一般用于软土层厚度小于3m的地段。3、排水砂垫层。排水砂垫层是在路堤底部原地面上铺设一层较薄的砂垫层,作用是在软土顶面增加一个排水面,在填土的过程中,荷载逐渐增加,促使软土地基排水固结渗出的水就可以从砂垫层中排走。由于砂良好的水稳性和隔水、防冻作用,可以就地取材,成本低廉,使得砂垫层成为处理软路基的首选材料。此方法施工简易,占地面积小,但施工时需严格控制加荷速率,故适用于施工期限宽松,路堤高度在设计临界高度的两倍以内,附近有沙子来源,软土表面无渗透性能特低的硬壳等情况。

4、塑料排水板。将带状塑料板用插板机插入地基中,然后填土加荷,地基中的空隙水沿着塑料板的沟槽排出,从而加速固结,提高地基承载能力。塑料排水板一般要求穿过淤泥层,其最大长度为15m。力学性质差的路段应在排水板顶面设厚0.5~1.2m砂垫层,在砂垫层上铺设1~4层土工布层,间距为50cm,以增加软基的稳定性。此方法施工简便,经济有效,后期沉降小,适用于软土层较厚的路基。

5、真空预压法。在要加固的软基上打设一定间距的塑料排水板或袋装砂井,然后铺上砂垫层,再将不透气的薄膜铺设在垫层上,借助于埋在砂垫层中的管道,通过真空装置进行抽气,将膜下土体的空气和水抽出,使土体排水固结,从而达到固结的目的。此方法适用于一般软土路基,当粘土层与有充分水源补给的透水层之间有大量地下水流入时;或地质条件比较复杂时不宜采用。

6、石灰浅坑法。由于粘性土含水量影响,施工中经常出现“弹簧土”松软现象。一般较轻的可以采用挖土晒干,敲碎回填的方法:“石灰浅坑法”可以用于各种不同面积的路段(就是说大面积可以使用,小面积也可以使用)。具体做法是:挖40~50cm方形或圆形,深一般1m上下的坑,清除坑内的渗水(最好挖好坑后,第二天清除渗水),放入深为坑深1/3的生石灰,即可回填碾压。坑的行距和坑距在轻度弹簧路段为5~6m,在严重弹簧路段为3~4m。7、土工织物。又称土工聚合物,它具有高抗拉强度,耐久性、耐腐蚀性,质地柔韧,能与砂土很好地结合,组合成加筋土复合地基,有效地提高土的抗剪强度、抗拉性能,增强土体的整体性和连续性。以土工织物作为补强材料加固地基,其作用类似柔性柴排,由于它承受了拉力,增加路堤稳定力矩。此加固方法造价低、施工极其简单、安全可靠,在以后的工程中将有广泛的应用前景。

四、结语

软土地基的处理对道路工程的质量和安全起着举足轻重的作用。随着我国道路建设的快速发展,软基处理措施不当造成的工程事故也在不断频发,这就要求我们在今后的道路建设中认真总结经验,不断探索创新,力求用最简单、最经济、最合理的方法消除湿软地基对道路工程的危害。

参考文献