浅谈房屋建筑中软土地基的处理方案Word下载.docx
- 文档编号:16765985
- 上传时间:2022-11-25
- 格式:DOCX
- 页数:19
- 大小:95.78KB
浅谈房屋建筑中软土地基的处理方案Word下载.docx
《浅谈房屋建筑中软土地基的处理方案Word下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《浅谈房屋建筑中软土地基的处理方案Word下载.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
1.引言………………………………………………………………………7
2.软土………………………………………………………………………7
2.1软土的概念………………………………………………………………7
2.2软土的工程性质…………………………………………………………8
3.软土地基…………………………………………………………………8
3.1软土地基的成因…………………………………………………………8
3.2软土工程的特性…………………………………………………………9
3.3软土地基在建筑工程中所产生的危害…………………………………9
3.4现有软土地基处理方法存在的问题……………………………………10
3.4.1未能因地制宜合理选用处理方法………………………………………10
3.4.2不能正确评价每种地基处理方法的适用性……………………………10
3.4.3施工单位素质差影响地基处理质量……………………………………10
3.4.4施工机械简陋影响地基处理水平和质量………………………………10
3.4.5地基处理理论落后于实践………………………………………………10
3.4.6不少工法缺乏完善的质量检验手段……………………………………10
3.4.7缺乏对现场的详细勘察…………………………………………………11
3.4.8对硬壳层的强度的认识不足……………………………………………11
3.4.9缺乏全面的施工准备……………………………………………………11
4.软土地基的处理方法……………………………………………………11
4.1反压法……………………………………………………………………12
4.1.1概述………………………………………………………………………12
4.1.2加固原理…………………………………………………………………12
4.1.3设计计算…………………………………………………………………13
4.2换土垫层法………………………………………………………………14
4.2.1垫层法……………………………………………………………………14
4.2.2强夯挤淤法………………………………………………………………14
4.2.3振密、挤密法……………………………………………………………14
4.3粉体搅拌法………………………………………………………………15
4.3.1概念………………………………………………………………………15
4.3.2粉喷法加固软土地基的特点……………………………………………15
4.3.3施工工艺…………………………………………………………………15
4.4深层搅拌桩法……………………………………………………………16
4.4.1深层水泥搅拌桩法………………………………………………………16
4.4.2深层石灰搅拌桩…………………………………………………………17
4.5排水固结法………………………………………………………………17
4.5.1电渗排水法………………………………………………………………17
4.5.2堆载预压法………………………………………………………………18
4.5.3砂井法……………………………………………………………………18
4.5.4真空预压法………………………………………………………………18
4.6胶结法……………………………………………………………………18
4.6.1水泥土搅拌法……………………………………………………………18
4.6.2灌浆法……………………………………………………………………18
4.6.3高压喷射注浆法…………………………………………………………18
4.7置换法……………………………………………………………………19
4.7.1石灰桩法…………………………………………………………………19
4.7.2水泥粉煤灰碎石桩法(CFG桩法)……………………………………19
4.7.3振冲置换法(碎石桩法)………………………………………………19
4.7.4强夯置换法………………………………………………………………19
4.8换填法……………………………………………………………………19
4.9加筋法……………………………………………………………………19
4.10抛石挤淤法………………………………………………………………20
5.处理软土地基时应注意的事项…………………………………………20
5.1选择合适的垫换层………………………………………………………20
5.2与相邻建筑物保持协调关系……………………………………………20
5.3减轻建筑物本身的重量…………………………………………………20
5.4增加结构刚度……………………………………………………………21
6.结语………………………………………………………………………21
摘要:
所谓软土,是指强度低,压缩性较高的软弱土层。
多数含有一定的有机物质。
由于软土强度低,沉隐量大,往往给道路工程带来很大的危害,如处理不当,会给公路的施工和使用造成很大影响。
软土根据特征,可划分为:
软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥炭五种类型。
路基中常见的软土,一般是指处于软朔或者流朔状态下的粘性土。
其特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低,并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质,工程地质条件较差。
选用软土作为路基应用,必须提采取出切实可行的技术措施。
这种土质如果在施工中出现在路基填土或桥涵构造物基础中,最佳含水量不易把握,极难达到规定的压实度值,满足不了相应的密实度要求,在通车后,往往会发生路基失稳或过量沉陷。
其危害性显而易见,故禁止采用。
在软土地基上修筑路堤,特别是桥头引道,如不采取有效的加固措施,就会产生不同程度的坍滑或沉陷,导致公路破坏或不能正常使用。
软土地基下沉的一个主要原因是软土地基的沉降,包括瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降三部分。
根据沉降标准,按我国现行的有关规定,用容许工后沉降——路面设计使用年限内的剩余沉降来控制(其值见有关设计标准)。
一般地,除要确保新填筑路基的密实度以减少沉降外,包括原地面的地基总沉降必须达到基本稳定,沉降量大致达到总沉降量的80%以上时,才容许铺路面。
软土地基沉降严重时,不仅增加填方数量,而且沉降或水平位移对临近填土的桥台、挡土墙、涵洞,甚至对附近的住宅、农田以及路线的技术标准都会产生很大的影响。
为此,首先应做好深入细致的工程地质勘探工作,充分研究已有地质资料,采取调绘、钻探、原位测试及物探等综合勘测手段。
查明路段所处的地形、地质、水文、气候、径流条件等自然环境条件和路基排水条件,明确松软土层的成因、类型、分布范围及其在路线通过地带分布的具体情况,确定软土层在纵向、横向的分布厚度、层次、各层土的土质及物理力学性质(如天然容重量、天然含水量、塑限、液限、孔隙比、内聚力、内摩擦角、承载力及渗透系数等)。
根据路基土的工程特性,选用适当的处理措施。
关键词:
房屋建筑;
软土;
软土地基;
处理方法;
1.引言
2.软土
2.1软土的概念
软土[softsoil]是淤泥(muck)和淤泥质土(muckysoil)的总称。
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。
软土一般是指天然含水量大、压缩性高、承载能力低的一种软塑到流塑状态的粘性土。
如淤泥、淤泥质土以及其它高压缩饱和粘性土、粉土等,其抗剪强度低,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。
2.2软土的工程性质
软土的工程性质有:
①一般含水量为35%~80%,含水量较高,孔隙比为1~2,孔隙比大。
②抗剪强度很低。
改善软土强度特性的一项有效途径是加速软土层的固结速率。
③高压缩性。
一般正常固结的软土的压缩系数约为α1-2=0.5~1.5MPa-1,最大可达α1-2=4.5MPa-1;
压缩指数约为Cc=0.35~0.75。
④低渗透性。
软土的渗透系数一般约为1×
10-6~1×
10-8cm/s。
⑤结构性明显。
软土一般为絮状结构,一旦受到扰动,土的强度显著降低,甚至呈流动状态。
因此,在软土层中进行地基处理和基坑开挖,若不注意避免扰动土的结构,就会加剧土体变形,降低地基土的强度,影响地基处理效果。
⑥流变性。
当有荷载作用时,剪应力使软土产生缓慢的剪切变形,其抗剪强度的衰减,在主固结沉降完毕之后还可能继续产生可观的次固结沉降。
3.软土地基
3.1软土地基的成因
软土是第四纪全新世形成的近代沉积物,其地质年龄一般为10000-15000年,按其中有机质含量,可分为两大类:
第一类是不含或很少含有机质的软粘土和粉质软粘土;
第二类是含大量有机质的泥炭土。
所有的软土都是在淡水或盐水中沉积的,由于沉积的地质环境(如海滩、三角洲、河口湾、泻湖、湖泊、沼泽等)的不同,其空间范围和天然性状也因其沉积环境及其水动力条件的变化而异。
我国工程界有的把松软的吹填土和杂填土等也列入软土,谓之广义软土。
软土的来源主要是岩石的风化产物,因此其成分直接取决于母岩。
而软土的沉积类型,以及它
们沉积后的物理化学演化,则与下述的沉积环境有着密切的关系。
3.2软土工程的特性
软土工程的特性主要有以下几点:
a、不稳定性。
当软土受到扰动时会变成稀释流动状态。
b、高压缩及不均匀沉降。
由于软土的压缩系数很大,当垂直压力达到一定值时,软土会发生压缩变形,导致建筑沉降量较大及沉降不均匀c、低渗漏性。
软土渗透系数小,固结所需时间较长d、沉降速度快。
软土地基上的建筑通常沉降量较大且沉降稳定需要的时间较长,所以处理是否合理,将关系到工程质量、进度。
因此,科学、合理、有效地选择合适的地基处理方法对工程建设具有重要的意义。
软土特点是天然含水量大、透水性差、压缩系数高、孔隙比大、抗剪强度低、灵敏度高,并具有触变性、流变性等特殊的土力学性质,工程利用条件较差。
软土地基的强度低,无法承受大规模建筑物的荷载,易出现地基局部破坏甚至整体滑动的危险;
软土地基的灵敏度高,在地基施工时产生的挤压、搅拌和振动,易引起地基破损,降低软土的强度。
因此必须对软土地基进行处理才能进行房屋建造。
3.3软土地基在建筑工程中所产生的危害
软土地基的性质因地而异,因层而异,有很大的不可预测性。
由于其具有强度低,压缩性大,参透性小等特征,所以,在施工中,必须非常谨慎,稍不留神,就会出现严重的工程质量事故,常见的危害有:
第一,施工技术人员在施工之前就知道是软土地基,但是没有根据软土地基的处理方式进行施工,从而造成路堤不稳或危机线外建筑物。
所以,在施工之前,一定要注意对软土地基的处理。
第二,已经知道是软土地基,但是采取的处理措施不合理,因此,导致了施工不当,从而导致了路堤的失稳。
第三,强度和稳定性问题。
当地基的抗剪强度不足以支承上部结构的自重及外荷载时,地基就会产生局部或整体剪切破坏。
第四,压缩及不均匀沉降问题。
当地基在上部结构的自重及外荷载作用下产生过大的变形时,会影响结构的正常使用。
特别是超过结构物所能容许的不均匀沉降时,会引起建筑物地上主体的墙体开裂甚至破坏。
3.4现有软土地基处理方法存在的问题
3.4.1未能因地制宜合理选用处理方法
在合理选用地基处理方法方面有时存在一定的盲目性。
例如饱和软粘土地基不适宜采用密、
挤密法加固。
根据工程地质条件和地基加固原理,因地制宜合理选用处理方法特别重要。
在这方面,现在的问题是对几个技术上可行方案进行比较、优化不够。
采用的不是较好的方法,更不是最好的方法。
有时工程问题是解决了,但造价高和工期长。
3.4.2不能正确评价每种地基处理方法的适用性
人人都承认每种地基处理方法都有一定的适用范围,但遇到具体问题就会盲目扩大其应用范围,对这种情况施工单位更应注意。
3.4.3施工单位素质差影响地基处理质量
这方面最典型的例子是搅拌桩施工。
几年前上海市建委发文禁用粉喷深层搅拌法,接着不少地区也采取类似措施。
深层搅拌法不能满足地基处理要求并不是深层搅拌法工法本身不成熟,也不是深层搅拌法加固地基设计方法不对。
影响施工质量主要是施工单位素质和施工机械两方面问题。
先分析施工单位素质存在的问题。
前些年,地基处理施工队伍的快速膨胀,造成绝大多数施工队伍缺乏必要的技术培训,熟练技术工人缺乏是普遍现象。
除此之外,还存在偷工减料现象。
其它地基处理方或轻或重也存在类似问题。
3.4.4施工机械简陋影响地基处理水平和质量
近二十几年来,我国地基处理施工机械发展很快,许多已形成系列化产品。
但应看到与我国工程建设需要相比较,差距还很大。
还以深层搅拌法为例,不能很好保证施工质量不仅与施工单位素质有关,也与目前应用的施工机械水平有关。
简陋的机械要保持稳定良好的施工质量是困难的。
3.4.5地基处理理论落后于实践
从实践一理论一再实践的角度看,实践先于理论是一般规律,对土木工程更是如此。
但重视理论研究,用理论指导实践也是很重要的。
对地基处理各种工法及一般理论缺乏深入系统的研究也是发展中存在的问题之一。
3.4.6不少工法缺乏完善的质量检验手段
完善的质量检验手段是保证施工质量的重要措施。
目前不少工法缺乏完善的质量检验手段。
前面多次提到的深层搅拌法也是如此。
3.4.7缺乏对现场的详细勘察
针对软土地基的处理,首先就需要对施工现场的地质情况和水文等进行详细的勘察,并且收集相关的资料,但是这一环节在实际工程施工中却往往由于重视程度不够,而导致工程勘察资料不够详细和准确。
有的施工人员在进行勘察时也只是简单的进行常规的勘测,或者是利用施工现场附近其他工程的勘察资料,使工程缺乏准确性和科学性,而勘察数据的准确性,尤其是当地水文条件的相关数据对于工程后期的设计与施工都会造成很大的影响。
3.4.8对硬壳层的强度的认识不足
一般软土地基的表面都有一层强度较高的土层,被称之为硬壳层。
由于硬壳层的强度较高,其能够将来自地基表面的荷载进行很好的扩散,因此在工程施工中对硬壳层进行充分跟的利用,不仅能够有效的降低地基处理工程的难度,同时也能够利用硬壳层的强度实施对软土地基的加固。
但是在实际工程中,如果不能对硬壳层的厚度进行详细的勘测和掌握,便无法有效的掌握硬壳层的位置,无法进行充分的利用,另外,如果没有正确处理硬壳层的强度,一味的进行软土地基的加固,也容易造成硬壳层的破坏,反而会适得其反。
3.4.9缺乏全面的施工准备
在很多房屋建筑工程中,其涉及到的地基条件都较为复杂,因此在施工之前就需要对可能出现的地基情况进行分析,并且做好各项施工准备工作,才能够确保工程的顺利进行。
但是,由于工程前期缺乏必要的准备,无法对软土地基的涌水量以及流砂情况进行科学的计算,容易对工程的进度和质量都造成一定的影响。
4.软土地基的处理方法
软土地基具有承载力低的工程性质,呈软塑流塑状态。
在土质勘探测量中可知,人工开挖探坑如遇软土,往往难挖。
软土地基的外表特征:
触变性,流变性显著。
经土样试验结果,可得出天然含水量高,孔隙比大,透水性差,压缩性高,抗剪强度低。
待翻开晾晒后,水分很快流失,呈疏松状。
可以说,软土地基与一般的地基不同。
所以,这对施工技术人员有更高层次的要求,在施工之前一定要做合理的考查,以及在施工中遇到的问题一定要采取合理的方法来挽救,主要有以下集中处理方法:
4.1反压法
4.1.1概述
反压法是一种传统的软土地基处理方法,很早就使用在堤坝两侧(或一侧)填土或堆石(称为反压平台),以防止基土被挤出,保证堤坝的稳定。
使用反压法来处理地基,可以就地取材,施工简便,不需特殊材料,适用于对变形要求不高的道路工程、水利工程等。
但是反压平台占地面积大,在农耕区、用地受限制地区不宜采用。
这种方法除了可以稳定地基外,反压平台还可以起防浪防渗的作用,又常有可能在防汛期间利用堤背反压平台作为防护抢险的工作场地。
我国在软弱粘土地区进行了关于采用反压法来稳定地基的试验研究工作,为使用反压法处理软土地基提供了依据。
如我国连云港利用抛石反压护坡处理地基,大大降低了工程造价;
铁路和公路交通部门用反压法改善路堤的稳定性;
另外还有港口护岸、平衡围堤等都积累了许多成功的经验。
在饱和软粘土地基上造堤时,起初在刚受到填土(或抛石)荷载作用时,饱和软土地基来不及固结,此时地基土的抗剪强度最小,地基破坏现象多出现在堤未建成或刚建成初期阶段,这是最不利的情况,因此反压平台的设计根据这一情况来进行,也就是设计时必须考虑使外加荷载在地基中产生的剪应力始终小于土的抗剪强度。
一般路堤施工速度较快,而且路堤底部又不便设置透水层,因此设计时地墓土抗剪强度采用快剪试验的结果。
反压护道的适用范围,是非耕作区和取土不困难的软土地区,同时路堤的设计高度不大于5/3~2倍极限高度。
4.1.2加固原理
反压平台的设计根据控制极限平衡区发展范围的原理来进行。
虽然这个方法在理论上还不完善,但实际工程说明它与其他方法相比更符合实际,现也常采用圆弧滑动法进行计算。
在路堤的两侧(或一侧)填筑适当高度(一般低于极限高度)与适当宽度的反压平台(护道),在护道荷重的作用下,形成反向力矩来平衡路堤填土的滑动力矩,从而保证路堤的稳定。
反压法处理的基本原理是以反压土体重量改变地基的应力状态和变形条件,它可以压制地基因加荷的不均匀而出现的塑性挤出和地面隆起的趋势,还能使软土地基得到部分固结,从而提高了反压平台下面地基的强度,特别是对排水条件比较好的薄层软土,效果尤为显著。
反压平台的尺寸可参照当地经验选定,如无经验参考时,则叫·
通过试算法假定多个反压平台尺寸L,用圆弧滑动法找出路堤边坡最小安全系数,并使最小安全系数满足没计标准,也可根据在路堤自重作用下发生的极限平衡区和极限平衡发展的宽度L,来确定,如图所示。
4.1.3设计计算
为了利于地墓受力平衡,反压护道通常在路堤两侧对称布置。
当软土层较薄且下卧层有横向坡度时,可在路堤两侧采用不等宽的反压护道,在横坡下方(软土层较厚的一方)的护道应宽寸:
横坡上方的护道。
反压护道有单级、多级形式,这与软土分布范围有关,一般采用单级,但在软土分布范围较狭窄的地方也可采用多级形式。
反压护道的高度往往凭经验拟定。
单级护道首先要保证稳定,故其高度必须低于极限高度,但也不宜太低,以免被滑弧所切穿,一般为路堤高度的1/3~1/2,且不超过地基稳定性所要求的极限高度。
反压护道的宽度应通过圆弧法或塑性区开展法进行稳定性验算,一般可采用(0.5—1)L,L为路肩至坡趾的水平距离。
采用反压护道后,路堤填土高度仍有限制,有文献指出不能超过极限高度的3/2-5/3。
反压护道的实质是加宽荷重分布的宽度,减小水平方向的应力梯度。
就这个意义来说,放缓边坡与反压护道的作用完全一致,但一般认为反压护道比放缓边坡经济。
路堤标高一般是定值,反压护道的尺寸可根据满足路堤稳定性要求的条件,用宫川法来决定。
通常是先假定反压护道尺寸,然后用宫川法进行稳定性验算。
若计算出的稳定性系数小于允许值时,应重新假定反压护道尺寸,直到算出的稳定性系数满足要求为止。
官川法是一个简易的圆弧滑动法,它不需分条,不需试算,就可计算出稳定性系数。
但对重点工程用宫川法确定出反压护道尺寸后,可再用圆弧滑动的条分法进行验算。
宫川法的计算图,如下图所示。
假定任意形状的填土荷载作用在均匀的饱和软土地基上,软土产生圆弧滑动面AB。
A点位于路堤D点的下方,填土内滑动面(图中虚线右侧)上的滑动力及抗滑力均忽略不计。
W代表DA线以左地面以上的填土重,它作用在填土几何中心位置处;
离DA线的水平距离为fo当土体与地基对转动中心。
发生刚性转动时,根据静力平衡条件,∑M=0:
有:
4.2换土垫层法
4.2.1垫层法
其基本原理是挖除浅层软弱土或不良土,分层碾压或夯实土,按回填的材料可分为砂(或砂石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层等。
干渣分为分级干渣、混合干渣和原状干渣;
粉煤灰分为湿排灰和调湿灰。
换土垫层法可提高持力层的承载力,减少沉降量;
常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。
该法常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程,一般适用于处理浅层软弱土层(淤泥质土、松散素填土、杂填土、浜填土以及已完成自重固结的冲填土等)与低洼区域的填筑。
一般处理深度为2m~3m。
适用于处理浅层非饱和软弱土层、素填土和杂填土等。
4.2.2强夯挤淤法
采用边强夯、边填碎石
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 浅谈 房屋建筑 土地 处理 方案