软弱地基加固（共11篇）
软弱地基加固 篇1
沉井结构在国内外已广泛应用在桥梁、水闸及港口等工程施工中,近年来,一些国内火电建设项目选址在江河海边,并采用沉井结构作为取水泵房,结构规模也较大。浙江大唐乌沙电厂循环水泵房工程就是通过取水隧道将海水引进厂房进行冷却的一个取水泵站,位于宁波象山县西周镇浅海滩涂上,泵站结构设计为沉井结构。
1 工程概况
沉井结构尺寸为49.55 m×31.1 m×20.5 m,并列两座,间隔12 m,沉井下沉深度为18.5 m,属于超大规模沉井结构。两个沉井采取现场井位3次预制成型,延时下沉,采取排水下沉工艺。该结构的基础为ϕ800 mm钢筋混凝土灌注桩。
本工程特点是淤泥土层上制作和下沉沉井结构。淤泥土承载力仅为45 kPa,含水量58.5%,饱和度97.8%。由于该土层流塑性很大,在下沉施工中要采取地基加固措施防止土涌,控制两座沉井相对位置和封底位置,防止桩基础倾斜。
2 加固方案选定
结合工程实际情况,在借鉴以往经验的基础上,确定在沉井砂垫层施工后,采取井内区域注浆加固,两个井之间以及沉井外侧区域则用水泥搅拌桩(ϕ650日本三轴搅拌机SMW工法)加固的措施。注浆和深层水泥搅拌桩加固方案如图1所示。
3 加固施工技术
3.1 注浆加固
在沉井内区域加固时,为了减少注浆对新建钻孔灌注桩桩身的影响,不能用高压喷射注浆(旋喷桩)加固,而是在结构制作之前对沉井范围内群桩顶部区域进行分层劈裂注浆加固。同时也起到防止承压水影响封底施工的作用。
在黏土层中注浆加固是以脉状劈裂注入的方法为主,脉状劈裂注入的加固机理是浆液在土层中形成纯浆液的固结脉(起到框架作用),同时一些脉压密周围土层。为了提高脉的固结强度,应选择悬浊型浆液(一般为水玻璃+水泥+矿碴),劈裂注浆法施工可适用于渗透系数不大于10 m/s～6 m/s的黏性土层地基加固,而且它的注浆压力远低于高压旋喷桩,可避免对桩产生过大的侧向挤压力。
加固区域范围为两个沉井底部平面内桩顶上部1 m～4 m。注浆的间距可以在1 m左右布置。注浆施工中应采用跳孔施工,以防止串浆,提高注浆孔随时间增长的约束能力。
采用注双液浆加固土体具体施工步骤是,先进行打孔,至设计高程后,再预埋塑料花管,用泥浆护壁,经过24 h后形成了护壁泥壳才可以开始分层注浆。根据花管的分节(一般为0.33 m/节),分段进行压力注浆。
3.2 搅拌桩加固措施
由于沉井在淤泥层中下沉,为防止井壁外侧的土体从刃角底下反涌上来,对刃角设计高程井壁外侧的土体进行水泥土搅拌桩加固,加固带从井壁外3 m处向外,采用两排ϕ650搅拌桩加固,加固深度到21 m,水泥掺量为20%。另外,考虑结构制作换填层设计要求,要在淤泥土层中开挖,为保证深基坑开挖作业,又增加一排搅拌桩(桩长约10 m)作为防护措施,在换填段搅拌桩的设计时参考重力挡土墙设计理论来考虑。
另外,为防止两个井下沉时候的相互影响,对两井之间的土体进行加固形成一道可靠的挡土墙。土体采用3排水泥土搅拌桩加固处理,加固区宽度约为5 m,加固深度为21.5 m。
SMW工法围护搅拌桩采用ϕ650 mm进口三轴搅拌机(PAS-120VAR)施工,桩机套打成孔确保成桩质量,桩间搭接宽度为200 mm。水泥土搅拌桩采用32.5普通硅酸盐水泥,水泥浆液的水灰比在1.5～1.7之间,水泥的掺入比为20%。
根据要形成有效挡土墙的技术要求,考虑在迎向基坑的一排搅拌桩参照SMW工法采取隔孔套打的施工方式,提高墙身的整体性,另外的两排采取搭接200 mm的常规施工方法。
3.2.1 选用进口三轴搅拌机
采用进口ϕ650三轴搅拌机进行水泥土搅拌桩施工,该设备具有施工效率高(采用1喷1的工艺),成桩精度高(L/200～L/400),桩身搅拌均匀,桩机定位准确等优点,套打成孔,避免围护桩发生错位、开叉等不良现象。
3.2.2 三轴搅拌桩施工方法
1)三轴搅拌机施工工艺。
a.三轴搅拌机施工前,必须先进行场地平整,清除施工场地内地上及地下障碍物,根据场地下的软土情况,必须铺设钢制路基箱。施工场地路基承重荷载以能行走履带式重型桩架为准。b.根据提供的坐标基准点,按照设计图进行放样定位及高程引测工作,并做好永久及临时标志。放样定位后做好测量技术复核单,并请监理进行复核验收签证确认无误后进行搅拌施工。c.搅拌桩加固地带的山皮石要清除干净,并用砂回填至不受海水影响高程。在三轴搅拌桩施工过程中会涌出大量泥浆应及时处理,以保证搅拌桩正常施工,并达到文明施工的要求。 d.放置定位型钢,桩机就位并校对桩位和钻杆垂直度。e.启动钻机以不大于1.2 m/min的速度切土下沉,同时开启注浆泵、空压机,将水泥浆和压缩空气灌入土中。f.待钻管下沉至设计高程后,在桩底部分适当持续搅拌注浆,然后按不大于0.8 m/min的速度喷浆提升钻管,边搅拌边喷浆至设计桩顶高程。g.安装型钢定位装置,使其正确就位。h.施工完毕后做好每次成桩的原始记录,移位至下一个顺序桩。
2)搅拌桩施工质量保证措施。
a.在搅拌桩施工过程中使用质量控制表对整个施工过程、每一道工序实施过程控制,做到每一道工序责任落实到人。在给全体职工进行详尽的技术交底后,为所有职工及民工按照各自岗位制作操作规程卡,使每个人明确各自的任务及操作要求。b.对测量使用的经纬仪要鉴定合格后才可使用,利用经纬仪把桩位准确定出,施工过程中桩位误差必须小于5 cm。c.在钻杆上做好标记,控制桩长误差小于10 cm。在桩架上焊接一半径为5 cm的铁圈,高5 m处悬挂一铅锤,利用经纬仪校直钻杆垂直度,使铅锤正好通过铁圈内,即把钻杆垂直度误差控制在0.5%以内。d.浆液配比必须严格控制,安排专人负责抽查浆液质量,对不合格的浆液作为废浆处理。e.水泥用量须严格控制,每根桩的水泥用量必须严格按照设计要求的用量加以实施。f.为防止搅拌桩出现断桩,供浆必须连续进行。施工中因故停浆,应将钻机钻杆下沉0.5 m,供浆恢复后,喷浆30 s后重新提升钻杆。g.底部喷浆应超出桩端20 cm左右,并喷浆座底30 s,使浆液完全达到桩端。h.钻杆的提升速度对桩身质量影响很大,故必须严格按照设计要求的提升速度提升钻杆。i.做好详细的搅拌桩施工过程记录、各项技术参数和工程意外情况的记录。j.材料要严格把关,材料运至工地应及时提交质保书,不合格材料严禁使用。
4 施工效果
1)通过对两井40 d下沉施工的监测,监测结果表明:下沉过程中排泥量控制在设计规定内,地表也未发生较大沉陷变化,井内未发生涌土现象,两井相对位置在规范允许范围内。2)通过注浆加固,桩基础部分土体也对封底施工起到止水作用,承压未能冲破沉井刃角下土层而发生涌水现象。同时提高地基土承载力,使计划三次制作两次下沉方案调整为三次制作一次下沉方案,提高施工进度,降低施工成本。3)本工程实践证明:在软弱地基中施工类似工程可采用深层水泥搅拌桩和注浆加固技术。
摘要：结合工程概况,选用深层水泥搅拌桩和注浆对地基进行加固,对其注浆加固技术及搅拌桩加固措施进行了阐述,通过采用深层搅拌桩和注浆加固技术对软弱地基进行加固,保证了超大规模沉井水沟的质量和安全。
关键词：软弱基础,水泥搅拌桩,注浆加固,施工工艺
参考文献
[1]汪鸣玉.水泥深层搅拌桩在江阴澄鹿立交中的应用[J].山西建筑,2007,33(34):130-131.
软弱地基加固 篇2
引言：
软弱土一般指土质疏松、压缩性高、抗剪强度低的软土和未经处理的填土。持力层主要由软弱土组成的地基称作软弱地基。随着我国国民经济的高速发展,我国基本建设的蓬勃兴起,建筑用地日益紧张,许多工程不得不建造在过去被认为不适合建筑需要的场地上, 在软弱土层上建造建（构）筑物时，采用天然地基其强度往往不能满足设计要求，遇到诸如土体稳定、变形等一系列问题。于是，需采取措施对软弱地基进行地基处理，以满足设计的要求，确保建筑物的安全与正常使用。建设工程越来越多地遇到软弱地基。因此，软弱地基处理问题也就显得更为常见和更加重要。软弱地基处理的优劣，关系到整个工程建设的质量与速度。合理的软弱地基处理、上部结构设计，可以减轻和消除软弱地基对上部建筑物的不利影响。
1.常见的地基类型及其特点
1.1 软弱土地基
软弱地基的种类很多，按成因一般可分为人工填土类地基；海相、河流相和湖泊相沉积而成的含淤泥质粘土类地基；各种山前冲积、洪积相所形成的夹卵石、漂石的粘土类地基。复杂的成因造成了它们在物理力学性能上的复杂性，它们的共同特点是低强度、高压缩性、低渗透性、高灵敏度。
1.2 杂填土地基
杂填土是由建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂物组成的填土。主要出现在一些老的居民区和工矿区内，是人们在生活和生产活动中所遗留或堆放的垃圾土。不同类型的垃圾土、不同时间堆放的垃圾土很难用统一的强度指标、压缩指标、渗透性指标加以描述。
杂填土的主要特点是无规律堆积、成分复杂、性质各异、厚薄不均。因而同一场地表现为压缩性和强度的明显差异，极易造成不均匀沉降，通常都需要进行地基处理。
1.3 冲填土地基
冲填土是由水力冲填而形成的土。近年来多用于沿海滩涂开发及河漫滩造地。冲填土形成的地基可视为天然地基的一种，它的工程性质主要取决于冲填土的性质。冲填土地基一般具有如下一些重要特点：①颗粒沉积分选性明显，在入泥口附近，粗颗粒较先沉积，远离入泥口处，所沉积的颗粒变细；同时在深度方向上存在明显的层理；②冲填土的含水率较高，一般大于液限，呈流动状态。停止冲填后，表面自然蒸发后常呈龟裂状，含水率明显降低，但下部冲填土当排水条件较差时仍呈流动状态，冲填土颗粒愈细，这种现象愈明显；③冲填土地基早期强度很低，压缩性较高，这是因为冲填土处于欠固结状态。冲填土地基随静置时间的增长逐渐达到正常固结状态。其工程性质取决于颗粒组成、均匀性、排水固结条件以及冲填后的静置时间。
1.4 饱和松散砂土地基
粉砂或细砂地基在静荷载作用下常具有较高的强度。但是当振动荷载(地震、机械振动等)作用时，饱和松散砂土地基则有可能产生液化或大量震陷变形，甚至丧失承载力。这是因为土颗粒松散排列并在外部动力作用下使颗粒的位置产生错位，以达到新的平
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衡，瞬间产生较高的超静孔隙水压力，有效应力迅速降低。对这种地基进行处理的目的就是使它变得较为密实，消除在动荷载作用下产生液化的可能性。
1.5 湿陷性黄土地基
黄土在自重应力或者在自重应力和附加应力共同作用下遇水湿陷，土的结构迅速破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性黄土，属于特殊土。广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。湿陷性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土，也有的老黄土不具湿陷性。在湿陷性黄土地基上进行工程建设时，必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能造成的危害，选择适宜的地基处理方法，避免或消除地基的湿陷或因少量湿陷所造成的危害。
1.6 膨胀土地基
膨胀土的矿物成分主要是蒙脱石，它具有很强的亲水性，吸水时体积膨胀，失水时体积收缩，是特殊土的一种。膨胀土的胀缩变形很大，极易对建筑物造成损坏。分布范围很广，如广西、云南、河南、湖北、四川、陕西、河北、安徽、江苏等地均有不同范围的分布。
1.7 含有有机质和泥炭土地基
当土中含有不同的有机质时，将形成不同的有机质土，在有机质含量超过一定含量时就形成泥炭土，它具有不同的工程特性，有机质的含量越高，对土质的影响越大，主要表现为强度低、压缩性大，并且对不同工程材料的掺入有不同影响，对工程建设或地基处理直接构成不利的影响。
1.8 山区地基土
山区地基土的地质条件较为复杂，主要表现在地基的不均匀性和场地稳定性两个方面。由于自然环境和地基土的生成条件影响，场地中可能存在大孤石，场地环境也可能存在滑坡、泥石流、边坡崩塌等不良地质现象，它们会给建筑物造成直接的或潜在的威胁。在山区地基建造建筑物时要特别注意场地环境因素及不良地质现象，必要时对地基进行处理。
1.9 岩溶地基
由于水的长期溶蚀作用，将可溶性岩石(主要为石灰岩)溶蚀为沟槽或溶洞的现象，称为岩溶。在岩溶(喀斯特)地区地下水的冲蚀或潜蚀下使其形成和发展，它们对结构物的影响很大，易于出现地基不均匀变形、崩塌和陷落。因此在修建结构物之前，必须进行必要的处理。
2.软弱地基形成的原因
软弱地基是由淤泥、淤泥质土、杂填土、冲填土或者其它高压缩性土层形成的地基，这些地基基本上很少受到地质变动或者地形的影响，也从没有受到过地震、荷载等物理作用的影响，更没有受到土颗粒间化学作用的影响。软弱地基是一种不良的地基，其稳定性非常的差、强度较低、压缩性较高、容易出现液化，沉降量也很大。因此在工程的建设过程中，要充分考虑地基的变形和稳定等问题。在软弱地基上建设的工程，由于其地基强度不够和变形，往往不能满足工程的质量，所以要采用一定的措施，对软弱地基进行处理，从而提高地基的稳定性，减少地基的沉降和不均匀下降。
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3.地基处理方案的选择
3.1地基处理方案选择前的调查研究
在选择地基处理方案前,首先应开展必要的调查研究,从而为合理确定具体的地基处理方法提供充分依据,其调查研究的主要内容有以下方面。
3.1.1结构条件
对于结构条件,主要应了解建筑物的体型、刚度、结构受力体系、建筑材料和使用要求;荷载大小、分布和种类;基础类型、布置和埋深;基底压力、天然地基承载力以及变形容许值等。
3.1.2 地质条件
地质条件对于地基处理方法的选择是至关重要的,应充分了解和掌握该场地的地形、地质成因、地基层状况;软弱土层厚度、不均匀性和分布范围;持力层位置及状况;地下水及地基土的物理和力学性质。各种软弱地基的性状是不同的,现场地质条件随着场地的位置不同也是多变的。即使是同一土质条件,也可能有多种处理方案。若根据软弱土层厚度确定地基处理方案,当软弱土层厚度较薄时,可采用简单的浅层加固的方法,如换填法;当软弱土层较厚时,可按加固土的特性和地下水位的高低采用排水固结法、水泥土搅拌法、挤密桩法、振冲法或强夯法等。如遇沙性土地基,若主要考虑沙性土液化问题,一般可采用强夯法、振冲法、挤密桩法或注浆法等。如遇软土层中夹有薄沙层,则一般不需要设置竖向排水井,可直接采用堆载预压法;另外,根据具体情况也可采用挤密桩法等。如遇淤泥质土地基,由于其透水性差,一般应采用竖向排水井和堆载预压法、真空预压法;土工合成材料、水泥土搅拌法等。如遇杂填土、含粉细纱的充填或湿陷性黄土地基,在一般情况下可采用深层密实法。
3.1.3 环境影响
在选择地基处理方案时还应考虑场地的环境影响,并予以妥善处理。如采用强夯法和振动沙桩密实法,施工时的振动、噪音和挤土对邻近建筑物和居民会产生影响和干扰。如采用真空预压法和降水法,往往会使临近建筑物及周围地区产生附加沉降。如采用高压喷射法或石灰桩,有时会污染周围环境。
3.1.4 施工条件
(1)用地条件。如施工时占地较多,虽对施工较方便,但有时会影响经济造价。
(2)工期。从施工观点来看,工期不宜太紧,这样可有条件选择缓慢加荷的堆载预压法等地基处理方案,且施工期间的地基稳定性增大。但有时工程要求工期较短,这样就限制了某些地基处理方案的选用。
(3)工程用料。应尽可能就地取材,如当地产沙,应考虑采用砂垫层或挤密砂桩等方案的可能性。
(4)其他。如施工机械的有无、施工方案的难易、施工质量的控制以及管理水平和工程造价等也是考虑采用何种地基处理方案的重要因素。
3.2确定地基处理方案时应具备的资料
在选择和确定地基处理方案时,主要应具备下列几方面的资料: 3.2.1岩石工程勘察资料
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在确定地基处理方案时,必须有齐全的岩土工程勘察资料。如果勘察资料不全,则应根据可能采用地基处理方法所需的勘察资料做必要补充勘察。
3.2.2周围环境情况
地基处理施工时的震动和挤土可能会导致临近建筑物和地下管线的附加沉降及开裂,因此,在确定地基处理方案前,要有临近建筑物和地下管线分布情况的资料。
3.2.3地基处理范围
在对地基处理进行设计前,应具备详尽的建筑物结构设计资料,并确定地基处理范围。对于柔性桩,其处理范围通常都要按给定建筑物轮廓线范围向外适当放大若干尺寸,以满足土体中的应力扩散和抗液化要求。
3.2.4类似工程的地基处理经验
某一地区常用的地基处理方法往往是该地区地基处理设计及施工经验的总结,它综合体现了材料来源、施工机具、工期、造价和加固效果,所以应重视并利用类似场地上同类工程的地基处理经验。
3.3地基处理方案的确定步骤
首先根据建筑物对地基的各种要求和天然地基条件,确定需要进行人工处理的天然地层范围以及处理后的地基应达到的各项指标,然后根据天然地层的条件、地基处理的具体指标、过去应用的经验和机具设备、材料条件、施工队伍的素质等进行地基处理方案进行可行性研究,提出多种可行方案。最后,对提出的各种方案进行技术、经济、进度、环保等方面的比较分析,确定采用一种或几种处理方法。此时,可视需要进行小型现场试验或进行补充调查,然后进行施工设计。
4.常见的软弱地基加固处理方法与措施
随着建设事业的发展和对不良地基的充分利用，旧的地基处理方法在日益完善，新的地基处理方法不断涌现。从机械压实到化学加固，从浅层处理到深层处理，从一般松散土处理到饱和粘性土处理，方法颇多。常用的施工加固处理方法有：碾压法、夯实法、换土垫层法、挤密法、桩基法等。在对各种软弱地基处理的同时，可以通过对建筑物设计进行有效的处理，来减少建筑物的不均匀沉降，这样即能节约工程建设的成本，又保证了工程建设的质量。本文详细介绍了砂石垫层法与建筑设计中应采取的措施。
4.1砂石垫层法处理措施
换土垫层法是将基础下一定深度内的土层挖去，然后回填以强度较高的砂、碎石或灰土等并夯至密实。适用于荷载不大的建筑物地基处理。砂和砂石地基（垫层）采用砂或砂砾石（碎石）混合物，经分层夯实，作为地基的持力层，提高基础下部地基强度，并通过垫层的压力扩散作用，降低地基的压实力，减少变形量，同时垫层可起排水作用，地基土中孔隙水可通过垫层快速地排出，能加速下部土层的沉降和固结。4.1.1砂石垫层的施工要点
砂石垫层采用中粗砂，经过化验含泥量必须在5%以内，操作前要验槽，将基底表面浮土、淤泥、杂物清除干净，两侧应设一定坡度，防止振捣时塌方。砂石垫层应按级配合砂料，人工级配的砂、碎石应先将砂、碎石拌合均匀后再铺开压实，铺设的级配砂石在碾压前应根据其干湿程度和气候情况，适当洒水使其达到最佳含水量，以利碾压密
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实。砂石垫层要分层铺设、分层夯实，控制每层砂垫层的铺设厚度。每铺好一层垫层经密实度检验合格后方可进行上一层施工。每层砂石在碾压前，应按每100m2设一纯砂检查点，机械碾压后，在纯砂点取样，测定砂的干密度，经检查合格后方可进行上层砂石垫层施工。砂垫层和砂石垫层的底面应在同一标高，不同标高时应先深后浅。最后一层碾压结束后，对上表面不平整及标高误差较大之处，用人工进行适当平整、修补，然后用平板振动器在上表面交叉振动不少于两遍。砂石施工时应控制含水量，遇有地下水阍基槽浸泡要采取措施先铺一层碎石或毛石。在地下水位高于基坑底面施工时，要对这层土层一次性开挖，以避免水中作业。当地下水位较高或在饱和的软弱地基上铺设垫层时，应加强基坑内及外侧四周的排水工作，防止砂垫层泡水引起砂的流失，保持基坑边坡稳定；或采取降低地下水位措施，使地下水位降低到基坑底500mm以下。大面积砂垫层施工分流水段作业，交叉处应做成台阶式斜坡。冬季施工时要除掉砂石中的冰块，并应采取措施防止砂石内水分冻结。
4.1.2砂石垫层施工质量控制
施工前应检查砂、石等原材料质量、配比，砂、石拌合均匀程度。施工过程中必须检查分层厚度，分段施工时搭接部分的压实情况、加水量、压实遍数、压实系数。施工时要分层找平，碾压密实。施工结束后，应检查砂及砂石地基的承载力。
4.1.3砂石垫层施工应注意的几点事项
砂垫层的施工方法应视地基土质和地下水位及施工条件来确定，水位低，采用碾压法，水位高，采用水撼法施工。砂石垫层下土层不应被扰动，作业应连续进行，尽快完成。冻结的砂石不应使用。应控制砂石级配、虚铺厚度、夯压遍数，洒水等工艺操作指标。当地下水或地表水将槽底浸泡，难以清净淤泥土，撼砂时砂泥混在一起，从而使砂中含泥量加大降低砂垫层承载能力，必须在槽底铺一层粒径不大于10cm的、粒径是均匀的毛石或碎石，避免基底产生不均匀压缩。大面积水撼砂，分层交叉处应以大于2m为宜。规范规定应在无积水状态下撼砂，但如果在水撼砂施工时能有效控制泥砂混杂，基槽可以在积水状态下施工。
4.1.4砂石垫层的适用范围
砂垫层法适于处理3.0m以内的软弱、透水性强的粘性土地基，包括淤泥、淤泥质土；不宜用于加固湿陷性黄土地基及渗透系数小的粘性土地基。
砂垫层不适于冬季施工以及在湿陷性黄土地基、不透水的粘性地基上施工，但也是人工加固地基建造浅埋基础的很重要的一种方法，具有施工工艺简单，工期短、工程成本低，就地取材方便，减少基础沉降，提高地基强度和稳定性，减少基础埋深的优点，值得推广运用。
4.2建筑设计处理措施
4.2.1增强结构整体刚度
建筑物常因功能的需要，使本身具有一定的刚度，一般工业及民用建筑刚度比较大的有两种，一种为绝对刚性，如钢筋混凝土筒仓，烟囱等；另一种为相对刚性，如多层砖石房屋，多层钢筋混凝土框架，它具有一定的刚度，可是它的强度较低，不能与它的刚度协调一致，其抗拉能力尤弱，因此碰到软土地基时应适当增加其关键部位的抗拉强
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度，这样有利于利用建筑物的刚度来调整建筑物部分不均匀沉降。此外在建筑物的相应部位可设置沉降缝以减少不均匀沉降。沉降缝设置的部位应在：①建筑物长高比过大的适当部位。②平面形状复杂建筑物的转折部位。③地基压缩性有明显不同处。④建筑结构类型不同处。⑤建筑物高度和荷载差异处。⑥分期建造房屋的交界处。⑦拟设置伸缩缝处。通过以上部位设置沉降缝可大大减少由于地基土软弱引起的不均匀沉降。
4.2.2注意相连建筑物的相互影响
建筑物荷载不仅使本建筑物下的土层产生压缩变形，在它以外一定范围内的土层，由于受到基础压力扩散的影响也将产生压缩变形，这种变形随着距离增加值逐渐减小，由于软土地基的压缩性很高，当两建筑物之间距离较近时，这类附加不均匀压缩变形甚大，常造成邻近建筑物的倾斜或损坏，若被影响建筑物的刚度强度较差时，危害主要表现为产生裂缝；当刚度强度较好时则表现为建筑物的倾斜。
4.2.3减轻建筑物的自重
减轻自重可减少建筑物的总沉降量，从而有利于对不均匀沉降的控制。也可在预先估计沉降量大的部分减轻自重，用以直接调整不均匀沉降。由于一般砖石结构民用建筑墙身重量所占比例很大，故若能用轻质材料和改变结构体系来减轻这部分的重量，对控制沉降会有明显效果。另一个减轻自重的途径是采用架空地面来代替填土，一般此部分约占地基容许承载力地10～40%，因此这部分若应用得当会有很好效果，此时基础形式可做空心基础，薄壳基础，沉井等，有时也可做成地下室，在大量减轻自重的同时，还会增加一定的使用价值。
5.总结
敢教软弱地基成磐石 篇3
叶吉，1957年6月生于江苏省江阴。先后毕业于中国地质大学土木工程专业、中国科技工程学院港口航道与海岸工程专业、工学学士；1976年进入交通部澄西船厂工作；1983年在江阴澄西机械施工处从事打桩队工作；1997年任江阴澄西机械施工处打桩队队长；2000年在江阴市华澄建筑安装工程有限公司历任机械施工队队长、打桩队队长、项目部经理等职。现为注册岩土高级工程师和国际特级职业经理人。
人有人性土有土性
在地基处理方面，业内人士常说的一句话就是“神仙难降淤泥水”，由此说明淤泥质土的处理难度。地基中常见的软土，一般是指处于软塑料或者流塑状态下的黏性土，天然软土具有含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低的特点，还具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质，这便是土的“性情”。在施工中，路基填土或桥涵构造物的最佳含水量很难把握，不易达到满足压实度值，而如果无法满足相应的密实度要求，一经使用荷载，往往会发生路基失稳、沉降不均、塌陷开裂等情况。尤其对淤泥土而言，业内长期采用“真空预压法”、“堆载预压法”，但以上方法往往会导致工期长、成本高，且由于大量使用塑料、化纤等材料而对土体产生二次污染。
参与过上海浦东机场第二及第三跑道、上海海港新城、上海虹桥机场第二跑道、上海洋山港陆域配套道路施工、天津中心渔港等市级、国家级重点工程项目的叶吉，凭借着对祖国广袤土地的热爱，将满腔热情都投入到攻克软土地基施工处理难点的研究中，在近20多年的施工实践中，他在施工第一线将所学专业知识与沿海、沿江新吹填软土地基的特点相结合，探索出了不同土性的特点，发明了应用于软土地基加固处理的专利技术——“双控动力固结处理软地基的方法”。
“双控动力固结法”即结合二种控制方法处理软弱地基的一种施工方法，特别是针对我国沿海地区普遍存在的淤泥质黏土，该工法能有效快速提高地基的承载力，使流塑状淤泥快速改变为软塑甚至固结。在饱和黏土中，特别是在淤泥和淤泥质黏土中，由于土的透水性差，持水性强，若用一般方法处理效果较差。而本工法则是利用电渗降水的方法对透水性差的土体产生疏干作用，从而使地下水得以排出。通过电渗降水降低施工区域内的地下水位，使加固范围内土体的含水量达到满足强夯施工要求的最佳含水量，再利用电渗后流塑状淤泥在外力作用下可塑成任何形态这一特点，通过施加电渗(外力)激活水分子，通过抽水使之成为半固结状态或固结状态。由于淤泥质黏土在外力除去后，能继续保持以上一特点。同时在塑态变成半固态时，土的形状不变，在电渗降水的作用下，土的体积因水分减少而发生收缩，特别是当土体水分进一步减少后，在淤泥质土体转变为软塑状态后；对需处理的软土地基铺设垫层后进行动力加固(如强夯，冲击碾压和振动碾压等方法)，再通过动力夯击的作用，使土体中结合水进一步排出，经多轮电渗降水——动力挤密，从而最终达到固结密实处理，提高软土地基的承载力。
“双控动力固结法”专利技术分别于2006年被评为“国家专利战略促进计划重点推荐项目”；2008年，被国家建筑协会列为“建筑业十项新技术推荐项目”。由于叶吉在软土加固领域的出色贡献，他本人也相继于2007年在北京人民大会堂被授予“优秀职业经理人”；2008年在
北京钓鱼台国宾馆被授予“诚信企业家金鼎奖”；2009年获得江苏省“民间发明家一等奖”等多项荣誉。
百年大计诚信施工
基础不牢，地动山摇。继发明“双控动力固结处理软地基的方法”后，针对我国不同地区、不同地质条件的不同特点，叶吉相继申请发明专利及实用专利20余项，从工法上和设备上为软弱地基特别是淤泥质土的再生利用奠定了基础。目前他已获得了包括“砂袋井点复合轻型井点深层速排动力固结法”、“水汽分离平衡筒”、“大面积地基处理电渗降水的直流电源”、“复合型加筋吸水井点管”等二十余项国家级发明专利及实用新型专利。其中“复式负压固结法”发明专利，是针对新吹填淤泥土浅层处理而发明的，填补了国内现有对同类土质加固处理的空白，在欠固结土加固时采用这种方法处理，可达到浅层5米范围快速加固的效果。浙江省科技局特对此给予了高度重视，确定科技立项并在温州周边地区投入大面积施工，为当地沿海产业区节约了上亿元地基处理经费，大大加快了该地区的建设速度，并获得了浙江省科技A类奖。
由于这项技术处理软土地基速度快、性价比高，也受到了有关专家和业内人士的青睐，为我国快速处理软土地基，减少工后沉降，提高承载力，加快道路、场地的建设速度奠定了坚实的基础，促进了我国沿海发展战略的实施。
严谨务实创新发展
“永无休止的求知欲和创新精神，敦促着你生活的脚步”。在新技术成功应用的同时，叶吉还不忘总结现有技术的不足，以一个科研人员严谨的态度，探索研究软土地基深层处理的方法，发明了“软弱地基轻型井点管结合塑料排水板复合加固方法(以下简称‘轻井塑排加固法’)”，该技术一经面世，行业内专家、研究生相继针对该技术进行了专题研究，在国家级、省级刊物发表学术研究论文多篇，被业内称赞为一项“节约投资，快速处理软土地基，减少工后沉降，提高深层承载力；加快道路、场地的建设速度”的新工法。
轻井塑排加固法用于处理软弱地基加固，适用于我国沿海、沿江地区新吹填含砂但有淤泥夹层、淤泥质粉土以及含泥量较高的淤泥质粉砂土。适合大面积堆场及道路的施工，在大面积施工时，成本低、工期短、速度快。该工法还综合应用堆载预压、真空预压、电渗降水结合强夯工艺，通过多种工艺的巧妙结合，突破了现有工法对软弱地基加固无法达到深层加固及承载力指标无法提高的瓶颈，使加固深度达到处理10米以下土体的效果，形成了整体平板桩基效果。所需处理10—20米范围内的土体承载力指标提高了2～3倍，固结度达到了90％以上。由于利用原土作为堆载物及密封层，因此该技术造价为“真空预压”的一半，为堆载预压的三分之一，而单位面积工期仅需“真空预压、堆载预压”的三分之一，工后场地无大量的废弃物，因此无二次污染。
众所周知，科研工作者的敬业、精业、专业精神对科研事业的开展至关重要。尽管获得了诸多荣誉，但叶吉依然埋头于他所钟爱的事业中，以他对软弱地基的一满腔热爱，默默投入到软土硬化施工的第一线，利用崭新的思路和创新的方法，从理论高度把握方向，重视应用方面研究和原理性的创新，积极寻求理论与实践的有机整合，并在科研和现有技术的基础上，不断提高自己研发工作的水平。
强夯置换法加固软弱地基应用实例 篇4
强夯法多年来广泛应用在建筑、港口、码头等多种工程的地基加固上。强夯加固非饱和土,效果显著已经得到大家的认可,加固饱和砂土地基,夯后效果也很明显,对于厚层的淤泥质土,由于土体渗透性差,土体内的水排出困难,因此对夯击工艺和施工参数要求更加严格,本文介绍采取强夯置换与排水板结合使用的加固方法,取得了较好的效果,值得类似地基加固借鉴。
2 工程地质概况
工程位置距长江约1 100 m,地貌单元属于长江冲积平原,主要为河流相的第四系冲积物。场区地下水位埋深0.1 m～1.6 m,地层结构简述如下:①耕土:黄褐色,松散,由黏性土组成,含有大量植物根系;主要分布在场区北半部分,厚度0.20 m～2.60 m,平均0.68 m;层底标高5.41 m～8.60 m,平均6.33 m。①-1杂填土:褐色,松散,稍湿～湿,主要由黏性土和建筑垃圾及少量生活垃圾组成。主要分布在场区南半部分,厚度2.50 m～3.50 m,平均3.00 m;层底标高5.64 m～5.65 m,平均5.65 m。②粉质黏土:局部为黏土,黄褐色,可塑～硬塑,在接近水位或水位以下多为软塑。切面较光滑,韧性、干强度较高,含有少量铁锰质结核。该场区分布普遍,厚度0.30 m～3.70 m,平均1.92 m;层底标高3.30 m～6.18 m,平均4.89 m;该层标准贯入平均值为2.2击,属中等压缩性土。②-1粉土:灰褐～灰黄,湿～很湿,稍密。切面粗糙,干强质、韧性低,摇振反应迅速,见有少量云母碎片和较多铁质氧化物。该层局部出现,厚度0.50 m～2.80 m,平均1.35 m;层底标高2.31 m～5.50 m,平均3.69 m。③淤泥质粉质黏土:灰褐色,软塑～流塑,干强度、韧性低,摇振反应中等～迅速。偶见钙质结核。场区普遍分布,厚度1.00 m～7.10 m,平均4.49 m;层底标高-3.65 m～2.85 m,平均-1.43 m。该层标准贯入锤击数平均值为4.9击。属中等压缩性土。③-1粉洗砂:灰色,松散～稍密,饱和,均粒,主要矿物成分为长石、石英,含有少量云母碎片,夹有大量粉土夹层,偶见白色螺壳及腐烂植物体。场区分布较普遍,厚度1.00 m～15.40 m,平均6.37 m,层底标高-12.79 m～3.66 m。
3 设计参数
1)在大面积施工前,先进行了试夯,试夯面积1 800 m2,设计要求:设计堆载为320 kPa。
2)试夯工艺参数选择如表1所示。
4 试夯施工过程简介
4.1 施工说明
强夯机械采用杭州产W200A型履带式起重机,点夯夯锤使用ϕ2.2 m铸钢锤,锤重16 t,满夯夯锤使用ϕ2.4 m混凝土锤。强夯前,场地回填石料1 m,一遍结束后再回填0.8 m左右,点夯结束后,填料厚度根据场地标高调整。
4.2 施工顺序
1)排水处理。对场地进行初平:在强夯区域内挖设100 cm×100 cm的盲沟,纵横布置,间距为23 m×95 m,经验收合格后进行石料回填,形成排水板顶层的横向排水通道(见图1)。
2)插塑料排水板SPBⅡ型,一般深度为5 m～12 m。
3)场地第一次铺废弃硬质粒料,厚度约为1 m,推平后用YT25拖式振碾式压实机进行振动碾压30遍。
4)进行点夯,夯能采用设计夯击能量和夯击数,采用三角形布点,分3遍跳打,每遍14击。夯完后填料整平场地。
5)最后采用YT25拖式振碾式压实机进行振动碾压60遍。
4.3 试夯小结
1)夯击时第1遍平均坑深1.55 m,最后两击平均下沉量3.5 cm;第2遍平均坑深1.35 m,最后两击平均下沉量2.5 cm ;第3遍平均坑深1.30 m,最后两击平均下沉量2.15 cm。强夯过程中可看到水从排水板处渗出,同时每个夯坑夯完后2 h左右有水渗出并形成积水,各夯坑积水高度不等,将坑内水抽干,2 d后不再有水渗出。2)局部夯击时,没有达到贯入度要求的,进行了填料补夯;施工过程中确保排水畅通,控制土体含水量,保证冲碾过程中不出现弹簧、翻浆现象。
5 夯后检测与试验结果
5.1现场检测
1)选取检测点。现场会同业主、监理选取6点进行静载荷试验,分别为A1区4832,A2十一区22-23,A10区K22,B1区701,B2区4015,B5区17。2)加载方式。现场试验最大加载量按复合地基承载力特征值的两倍即700 kPa进行,分为10级,每级加载量为70 kPa;静载荷试验承压板2.9 m×2.9 m,板底铺设10 mm中粗砂找平,采用油压千斤顶加载,工字钢搭设堆载平台,砂袋堆积提供反力,最大压重量700 t。
5.2检测结果
试验结果表明,6处试验点的P—S曲线均呈缓变型,承载力特征值取值按s/b=0.01取值,且取值不超过最大加荷值的1/2结果6处试验点的承载力特征值均满足设计要求的350 kPa。具体试验结果如表2所示。
6体会
1)本工程采取强夯置换饱和淤泥质土结合排水板加盲沟和明沟的降排水措施加固地基是有效的。2)强夯施工排水是关键,场区外围排水沟的积水控制在50 cm,夯坑内积水及时排走,不得超过24 h。3)强夯置换时,会产生很大的超孔隙水压力,造成软土的隆起和挤出,因此采取跳夯更有利于孔隙水压力的消散。4)强夯施工时,严格控制最后贯入量,达不到要求的,加料进行补夯,这样能起到调整深层软土层不均匀沉降的作用。
摘要：介绍了强夯置换法加固软弱地基的工程实例,工程实践表明:通过强夯置换法加固淤泥质粉质黏土,大幅度地提高了地基承载力,为类似地质的地基加固提供了一些经验。
关键词：强夯,排水板,地基承载力
参考文献
[1]YSJ 209-92,强夯地基技术规程[S].
[2]JGJ 79-2002,建筑地基处理技术规范[S].
某工程软弱地基的处理 篇5
在软弱地基的处理理上，采用适当方法十分重要，方法不当会造成经济上的浪费，希望本文通过对具体工程地基处理的论述，对同行能起到抛砖引玉的作用。
工程概况: 某养老院位于水运繁忙的白泥河西岸，占地总面积为41000㎡，该工程包括建六栋二层地病区楼、一栋4层的办公楼、两栋3层的值班宿舍、一栋二层的职工饭堂及病人厨房、洗衣房、配电房、车库、仓库等辅助用房。
设计单位布置堪察钻孔59个，其中控制性钻孔（技术孔）11个，一般性钻孔（鉴别孔）48个。
工程地貌及环境
场地西北面为广和公路，东面为白泥河，水、路交通十分便利。地貌类型为珠江三角洲冲积平原，场地原为六块低洼鱼塘，经人工与机械吹填砂平整，地形较为平坦，地面相对标高为5.28～8.05M。第四系覆盖层厚度17.20～20.15M，由人工填土层，海相沉积地淤泥、淤泥质土层、淤泥质砂层，以及河流相冲积粘性土层、冲积砂层及残积层组成，下伏基岩为石碳系生物碎屑沉积石灰岩组成。
岩土的分布及性质：
据钻孔揭露，按成因类型及岩性，岩土层由上至下可划分为：
1、人工填土层主要为吹填砂组成，局部为杂填土或素填土，吹填砂土的组成物主要为细砂，含少量的粘性土，呈浅黄色、很湿、松散状；杂填土或素填土则在鱼塘道路中，据钻探揭露，混杂有建筑垃圾和生活垃圾，硬质物含量约占10％～25％，稍经压实，局部松散状。本层平均厚度为2.54M，承载力特征值60KPA。
2、海相沉积，据钻探显示，海相沉积有3个亚层，1）海相沉积淤泥层，本层场区内均有分布，呈灰色，组成物主要为粘粒，富含有机质及腐植质，局部含少量粉细砂及贝壳碎片，饱和，呈流塑状，局部软塑，层厚3.3～9.70M，承载力特征值50KPA;2）淤泥质粗砂层，本层主要由淤泥质粗砂组成，呈灰～灰黑色、深灰色，含粘粒及有机质，饱和，松散状，承载力特征值50KPA；
3）淤泥质土层，本层主要由粘粒组成，含及有机质及腐植质，饱和，呈软塑状，承载力特征值60KPA；顶面埋深7.40～12.30M，层厚0.60～4.00M，本层顶面标高-6.15～-1.34m。
3、河流冲积层，钻探资料将其分为4个亚层：1）冲积粘性土层，主要由粘土、粉质粘土组成，呈可塑状，粘性较好，局部有砂；本层顶面标高-1.30～-3.60M，顶面埋深7.8～10.40M，层厚1.3～2.70M，平均厚度2.17M；承载力特征值90KPA。2）冲积粉砂层，呈灰黄色，饱和，松散状；本层顶面标高-10.65～-2.93M，顶面埋深9.00～16.80M，层厚0.45～3.10，平均层厚1.45M，承载力特征值80KPA。3）冲积中砂或砾砂层，主要由中砂组成，局部含砾砂，呈灰白～浅黄等色；本层顶面标高-10.70～-2.65M，顶面埋深10.20～16.80M，层厚0.70～14.70M，平均层厚4.54M，承载力特征值145KPA。4）冲积粉质粘土，主要由粘土、粉质粘土或砂质粘土组成；呈可塑状，局部有砂感；本层顶面标高-13.81～-6.15M，顶面埋深13.00～21.00M，层厚1.40～20.00M，平均层厚6.64M；承载力特征值160KPA。
4、残积层由粉质粘土组成，呈浅黄色，稍湿，一般上部可塑，下部软塑，为石灰岩风化残积土；本层顶面标高-31.26～-6.58M，顶面埋深12.80～37.50M，层厚0.60～8.10M，平均层厚2.25M；承载力特征值120KPA。
5、石炭系生物碎屑石灰岩层，微风化石灰岩，呈灰～深灰色，微晶结构，块状构造。有三个钻孔揭露有溶洞，洞高0.80~8.70M,其顶面标高为-15.82~-12.94M；本层顶面标高-32.61～-9.76M，顶面埋深15.70～38.85M，层厚1.00～5.40M；承载力特征值FRK=88.90MAP。
根据场地的地质情况及周边已建的病区基础使用情况，本场地宜用地基础形式：
1、预应力混凝土管桩基础；
软弱地基加固 篇6
【关键词】软弱地基；高压输电线路；工程施工
引言
高压输电线路是以地下构造物为基础的，所以为了保证工程质量，提高输电线路的稳定性，施工人员常常会对输电线路的地基进行进一步的加固，以免竣工后由于地基下沉等原因造成了整个输电线路的损伤，降低了安全事故发生的频率。由于我国幅员辽阔，在高压输电线路的建设中也常常会遇到软弱土地基的问题。大多数软弱地基都是由沙尘、黏性尘土、淤泥等构成的，如何解决这类软弱地基问题也成为了广大从业人员越来越关注的一个焦点问题，如何解决这类问题成为了一项十分有意义的课题。
1、软弱地基概述
在高压输电线路的工程施工中，大多会把输电线路塔杆的地下部分称作基础，它可以长久的保持塔杆的稳定性。但是如果基础出现了问题，就很容易影响到工程整体的质量，严重时甚至可能会发生重大的事故，所以在高压输电线路的施工建设中，严格保证其基础的稳固是非常必要的。施工的目的就是要尽可能的把工程设计转化为工程实体，并且通过工程的建设逐步实现。要保证高压输电线路其基础的稳固需要科学的基型和适当的地质条件与施工相结合。选定了基础的型式后，就需要动用技术手段对软弱地基进行施工质量控制以保证工程的质量，这是高压输电线路建设当中的疑难问题，也是输电线路工程质量控制中的重要环节。做好高压输电线路的地基处理需要提高各方面工程人员的整体素质，运用科学的管理方式促使勘探人员、监理人员、施工人员等各个方面人员的相互配合和努力才能最终完成。
2、高压输电线路建设中软弱地基问题的处理要点
2、1树根桩托换技术概述
树根桩是一种直径较小的钢筋混凝土钻孔桩，其具有着十分广泛的用途，常常应用于建筑物的修复以及加层、古建筑物的加固以及建筑结构狭小的隧道地基处理工作，还会应用在提升土坡或是岩坡稳定性的工程当中。随着我国工程技术的进步，树根桩托换技术也被逐渐应用在高压输电线路的软弱地基处理当中。相比较其他处理地基的方式，树根桩托换技术有着对施工工具要求少、见效快以及地基加固效果好等明显的优点，在高压输电线路的建设当中可以非常有效率的处理施工产生的尘土、黏性粉尘等，降低了工程的噪音并且节约了施工的成本。
在高压输电线路建设的施工过程中可以依据设计的需求来选用垂直或是倾斜的树根桩成桩方式，也可以选用多桩成桩进一步的加强地基的稳定性。在实际施工时，相关施工人员首先需要在建筑的主体结构上钻孔，使用的工具为钻机，然后由专业的测绘人员运用仪器进行桩位放样测试，在验收合格后才能开始接下来的施工。在这一过程中，钻头的运用也是十分重要的，必须要严格符合施工规范，必须对准桩位圆心或中心处才能打进桩中。当钻孔的深度达到设计要求时，安装钢筋并且水泥浆等材料成桩，最后一步就是振捣成型，这样做出的钻孔桩就会具有较高的稳定性。
2、2塌孔的处理
在上面介绍的树根桩成孔的施工过程中有时会出现塌孔，其形成的原因往往是地基塌陷或是灌注水泥浆的稠度不达标。在处理高压输电线路建设中软弱地基的过程中，塌孔出现的更为频繁。塌孔出现时周围两米左右会变为“泥潭”，施工人员和施工机械都有陷落进去的危险。当在施工中出现塌孔时可以将钢套管铺设在塌孔范围中，并填入填充料加以加固；也可以选用厚度在10毫米～15毫米的钢板制作成两米的护筒，将多个护筒拼装到13米左右，用为了避免护筒在插打的过程中发生过度变形，采用钢制槽充当其两端的交叉型内撑以加强护筒的刚度。在护筒起吊时测量人员运用经纬仪测量并调整其的垂直度，使用振动锤把护筒打进原土层。单桩的护筒当中较长的为26米，较短的为22米，将其首尾焊接再运用旋转钻机打入。在打入的过程中需要保证护筒的垂直度好于千分之二，定位的误差需要小于一厘米。
3、高压输电线路建设中软弱地基问题的处理优化方法
高压输电线路建设中软弱地基的施工最为关键的就是做好基坑的开挖与混凝土浇筑中的排水，尽可能的避免影响到基底的原土。在进行基坑开挖的工作中，若是基坑底部低于地下水位时，基坑就可能会发生渗水的现象，如果相关人员没有及时的处理基坑里渗入的这些地下水导致土被泡软，基坑就会发生坑壁的坍塌进而影响到整个地基，使得地基发生沉降。由此可知在地基施工过程中排水工作是其中的关键环节。由于如今施工中的基坑排水技术有多种选择，大部分的施工单位都会根据基坑的排水量以及排水设备选取合适的排水方式。如果在基坑开挖的过程中遭遇了流沙坑，必须要控制住坑壁的塌陷，最大限度的减少坑底地下水的涌入，可以选用挡土板或是沉箱等方法来继续开挖工作。
另一个开挖过程中需要注意的地方是需要控制对奈状土的影响，在开挖时并不能“一步到位”，不能单次开挖就挖到设计的深度，在开挖深度距离设计深度250米左右时就要先暂停开挖，这时需要工程监理的相关工作人员对基坑进行细致的检验，确定当前基坑不存在问题后才能进行慢速度的局部开挖，直至开挖到设计的深度为止。所有相关工作人员不能再基坑底部进行行车，必须实现铺设好木板，再从木板上经过。若是在工程设计中涉及了对基坑底部加固的技术要求，就一定要选取合适的加固技术对其进行加固。加固的技术也有很多种，其中运用最为广泛的就是石块加固法，在开挖到设计深度时，将准备好的石块放入坑底，并将其夯密实，清理掉挤出来的软土后坑底表面可以铺上碎石。
结语
综上所述，高压输电线路建设的工程当中，软弱地基的问题是最为难处理的问题，但是只要在工程建设的过程中做好工程的设计、施工、监理等工作，运用科学的工程管理模式，提升工作人员的整体素质，使得各个部门结合为一个有机整体，就完全可以在输电线路建设当中合理的控制软弱地基的线路造价，既可以高质量的完成软弱地基上高压输电线路的造价，也会使得输电线路在长时间内稳定、安全的运行。
参考文献
海上振动沉管碎石桩加固软弱地基 篇7
振动沉管碎石桩是利用振动沉管方式, 在软弱地基中成孔后, 在桩管内填入一定级配的碎石并将其振动密实, 形成较大直径由碎石构成密实桩体的地基处理方法, 可起到提高地基承载力、增强地基整体稳定性和减小地基沉降量的作用。胜利油田某人工岛位于渤海莱州湾西部浅海海域, 水深约为4.0m, 人工岛呈矩形布置, 岛顶有效面积150x90m2, 采用斜坡式砂石人工岛结构, 设计岛顶高程为3.8m, 根据地质勘察报告, 人工岛所处海域地基表面有一层淤泥质粘土层, 厚度约为8.0～9.0m, 抗剪指标较低, 压缩性大, 工程性质差, 含水量较高, 为保证人工岛边坡整体稳定并减小抛石沉降量, 采用海上振动沉管碎石桩对软弱地基进行加固处理。
1碎石桩加固软弱地基原理
碎石桩的加固机理根据地基土的土类不同而不同, 碎石桩在砂土和粉土地基中的作用主要是挤密作用、振密作用和抗液化作用, 碎石桩在粘性土地基中的作用主要是置换作用和排水作用。碎石桩在软弱粘性土地基中成桩后, 密实的碎石桩桩体置换了原体积相同的软弱土, 并与周围桩间土体共同组成复合地基, 由于复合地基中碎石桩桩体的强度和抗压缩性均高于周围软弱土, 上部荷载传递给地基的应力将随着桩体和桩间土发生等量的压缩变形而逐渐集中到碎石桩桩体上, 使碎石桩桩体承担了较大部分的应力, 桩间软弱土所承担的应力则相对减小, 故所形成的复合地基与天然地基相比, 承裁力得到提高, 沉降量有所减小, 从而提高了地基的整体稳定性和抗破坏能力。碎石桩桩体本身是良好的竖向排水通道, 同时碎石桩顶面一般均设置有反滤性和渗透性都较好的碎石褥垫层, 使得土体排水路径大为缩短, 加快了软弱土体的固结速度, 从而使桩间软弱粘性土含水量降低, 粘性土性质得到较大程度的改善, 土体的强度和对整体的约束能力得到提高。饱和粘性土的抗剪强度一般较低, 通过碎石桩的置换和排水作用, 挤压并置换了部分软弱土体, 改善了软弱粘性土的排水条件, 提高了软弱粘性土本身的物理力学性质, 使碎石桩与桩间土能够更有效的协同作用, 从而提高复合地基的承载能力和抗压缩性能, 桩间粘性土抗剪强度和碎石桩桩体本身的抗剪强度均比天然地基中的粘性土高, 故所形成的复合地基整体抗剪强度得到较大提高, 对建筑物边坡整体稳定极为有利。
2地基加固处理设计
根据工程地质条件和方案对比, 设计采用振动沉管碎石桩进行地基处理, 碎石桩设计桩径为0.5m, 采用正三角形布置, 桩中心间距1.2m, 桩长11m, 桩顶高程与海底高程相同, 均为-3.5m, 沉管深度为11.5m, 碎石桩底部贯穿至抗滑稳定安全度不足的滑动面以下2m处。设计要求碎石桩所用碎石为粒径2-5cm的自然级配, 且最大粒径不大于8cm, 含泥量不得大于5%, 采用未风化的干净砾石或扎制碎石。碎石桩施工顺序采用跳打形式, 并由内侧向外侧进行, 充盈系数按1.3控制, 单桩填料量不小于2.8m3。
3碎石桩施工
3.1 试桩
海上碎石桩在全国范围内施工较少, 胜利油田海上碎石桩施工更是第一次尝试, 为了更好的保证施工质量, 获得较为理想的施工参数, 初拟试桩方案如表1所示。
共进行三次海上试桩, 第一次打试验桩4根, 第二次打试验桩3根, 第3次打试验桩6根, 在试桩过程中, 项目参战各方均派有代表参与, 每打完一根试验桩, 均采用测绳测量碎石填料量是否满足设计要求, 再结合现场施工情况随时做出方案调整, 通过三次试桩, 最终确定了本工程碎石桩的施工方案。
3.2 施工工艺
通过三次试桩, 最终确定了本工程碎石桩的施工工艺如下:
1) 振动沉管至高程-15.00m;
2) 提管至高程-14.50m;
3) 填料, 向管内一次性加满2.84m3碎石, 满足设计充盈系数1.3的要求;
4) 填料完成后留振1min, 这样可使桩尖花瓣打开更充分, 保证下料顺利;
5) 分六次振动提管, 第一次振动提管高度为1m, 反插深度为0.3-0.5m, 留振时间为20s左右, 第二至第四次振动提管高度均为2.5m, 反插深度均为0.5m, 留振时间均为20s, 第五次提管高度为2.0m, 反插深度为0.3-0.5m, 留振时间为20s, 第六次直接振动提管出泥面;
6) 提管过程中需保持桩管处于振动状态, 提管速度控制在1m/min;
7) 工作电压为360-380V, 密实电流为40-50A。
3.3 施工关键点
1) 正式施工前应进行成桩试验, 以确定主要施工技术参数, 保证大面积施工质量, 成桩试验时宜邀请设计单位和勘察单位参与, 以便在试桩工程中能合理调整相关施工参数, 减小试桩数量。
2) 正式施工时, 要严格按照设计的桩长、桩径、桩间距、单桩填料量以及试验确定的桩管提升高度和速度、反插深度和留振时间、电机的工作电流等施工参数进行施工, 以确保碎石桩的施工质量。
3) 定位:对碎石桩船进行适当改造, 在船两侧均设置可使桩管自由移动的导向定位架, 并使两侧桩管间距符合设计桩距的偶数倍关系, 这样可同时施打两根桩。在一侧的导向定位架上设置2个GPS定位探头, 使这2个定位探头与桩管中心为一直线, 该直线须与船的纵向中心线保持平行, 在导向定位架上按设计桩距标明刻度, 这样可使得船每定位一次就可施打两排碎石桩。先进行船的纵向定位, 使船身与设计桩位线平行, 再进行船的横向定位, 使桩管中心线与设计桩位线重合, 移动桩机使桩管中心对准设计桩中心, 这样两根桩均已定位完成, 在打完两排桩后, 只需利用锚绳再进行船位移动即可进行另两排桩的施工。以上定位是成桩的关键, 涉及到桩位的准确度及施工进度。
4) 成桩:碎石桩插打采用由内向外的跳打方式进行, 设计桩长为11m, 施工时沉管深度为11.5m, 造孔深度比设计桩长深50cm, 桩管长度须大于沉管深度、设计高水位所对应的水深与打桩船的舷高之和, 并留有一定富裕度, 在桩管上自桩底至桩顶顺序标明刻度, 以便快速准确地确定沉管深度。碎石桩船抛锚定位后, 将桩管全部提出水面, 采用一次性尼龙绑扎绳绑扎好花瓣桩头, 保证花瓣桩头处于封闭状态, 防止沉管过程中桩管内进泥, 沉管前先进行桩管处的水深测量, 可采用探水器或插杆方式进行粗约水深测量, 水深测量完成后开始沉管, 先采用静压沉管, 当桩管在静压下沉管困难时, 开启振动器, 采用振动沉管方式进行沉管, 沉管过程中注意桩管的垂直度, 观察水面处桩管刻度, 当桩管下沉到水面处刻度等于沉管深度加桩管处水深时, 停止振动沉管, 再根据桩管在水面处的刻度提管50cm, 开始通过桩管上的加料漏斗填加碎石料, 施工前先根据桩管内径计算好满足设计要求的填料量位置, 在该位置开设一观察孔, 填料前通过称重大致确定单根碎石桩所需的填料量, 将这些碎石装入桩管后, 通过观察孔检查碎石在桩管内的高度, 并适当补充小部分碎石使桩管内碎石高度达到观察孔位置, 这样可快速确定加料量满足要求, 当桩管内碎石高度超过观察孔位置时, 表明管内填料不连续充实, 这时可适当开启振动, 使桩管内填料连续充实, 确保加料量满足设计要求后, 严格按试桩确定的工艺参数进行施工成桩。
5) 成桩施工应进行全过程记录, 施工记录应准确、真实反映施工情况, 施工记录内容应包括施工日期、时间、振动锤型号、沉管深度、桩尖高程、提管速度、反插深度、留振时间、留振电流及填料量。
6) 海上施工除应包括陆地施工的安全措施外, 尚应注意派专人收听天气预报, 规划好施工船只的避风港, 保证陆上与海上的通信畅通, 施工时须派驻守护船只, 编制海上施工应急预案, 根据碎石桩船情况制定停工和开工的气象、海况条件, 做到安全施工、文明施工, 保护海洋环境。
4质量检测
4.1 现场检测
海上振动沉管碎石桩施工完成后完全淹没于水下, 在碎石桩施工过程中主要由海检、监理及旁站人员全程跟踪, 在施工现场对每根桩的桩距、垂直度及灌注量进行检查, 对于桩径, 只要保证造孔用的桩管外径不小于设计桩径50cm即可保证桩径满足设计要求。考虑到是胜利油田海上碎石桩的首次施工, 为给后期海上碎石桩设计施工提供借鉴经验, 确定辅之以潜水员进行海里探摸, 重点检查碎石桩桩顶碎石与泥面高差情况和打桩船移位时碎石桩相接处的桩距, 通过海底探摸发现, 桩距均能满足设计及规范要求, 碎石桩桩顶碎石普遍高出泥面30～40cm, 局部高出泥面达60cm, 高出泥面部分的碎石呈锥形, 锥与锥之间有散落的碎石, 主要是由装料过程中碎石散落海底和施工技术参数尚不完善所致。
4.2 动力触探检测
动力触探属于原位测试技术, 是工程检测中常用的一种手段, 动力触探试验设备主要由圆锥探头、提锤架偏心轮、锤体、导向杆、触探杆组成, 试验时通过工程地质钻机起吊锤和落锤。本工程碎石桩的成桩效果采用重II型动力触探检测, 以确定桩体的密实度和连续性。根据设计和规范要求, 采用动力触探检测的桩数取总桩数的1%～2%, 连续5击的贯入深度不超过10cm为合格, 检测评定标准按表2执行。
检测过程中, 每贯入1m时, 将探杆转动一圈半, 以减小侧摩阻力的影响, 首先对检测船进行定位, 使检测探头对准所检测桩的设计中心, 当贯入2m后发现检测结果不理想时, 可能是海上定位误差和桩施工时的误差使得检测探头实际上未对准桩体, 重新调整检测探头位置, 每次调整30cm, 重新检测, 直至确保检测探头已对准桩体。经过动力触探检测, 该工程施工的振动沉管碎石桩平均击数均在10击以上, 桩身质量为良好, 表明按前述技术参数施工的振动沉管碎石桩成桩质量满足工程安全要求。
5结语
通过本工程的海上碎石桩施工实践表明, 振动沉管碎石桩作为一项处理软弱地基的技术, 在增加建筑物整体稳定性及减小沉降量方面适宜于滩浅海软基处理;正式施工前的成桩试验是保证大面积工程施工质量的关键, 也是海上振动沉管碎石桩施工必不可少的环节, 从潜水员的海底探摸结果可以看出, 后期仍需对碎石桩施工的技术参数或充盈系数做适当调整, 避免浪费碎石材料, 节约工程投资。
参考文献
建筑软弱地基的几种加固处理方法 篇8
关键词：软弱地基,处理方法,承载力,特点
1 建筑软弱地基的特点
软弱土通常包括淤泥质土、泥炭、呈软塑与流塑状态的粉土和粉质黏土、松散的粉细砂等天然土层,以及初始回填时未经夯实的或者以含有大量腐殖质土料回填的杂填土。这类土的工程性质为压缩性高、强度低,通常很难满足地基承载力和变形要求。由软土的工程性质决定了建筑软弱地基的性质必定是承载力低、变形大。除了一部分小型工程不需对地基处理外,一般的建筑工程都需对软弱地基进行处理,以满足工程对地基承载力和变形的要求。
2 建筑软弱地基的几种处理方法
2.1 高压旋喷桩复合地基
1)主要技术特点:高压旋喷桩是用钻机钻孔至需加固深度后,将喷射管插入地层预定的深度,用高压泵将水泥浆液从喷射管射出,使土体结构破坏并与水泥浆液混合。胶结硬化后形成强度大、压缩性小、不透水的固结体,达到加固目的。高压旋喷法可以提高地基承载力,减少建筑物沉降,加固持力层或软弱下卧层;可以用于整治已有建筑物沉降和不均匀沉降的托换工程。
2)承载力计算:旋喷桩复合地基承载力标准值可通过复合地基现场载荷试验确定,可通过以下公式计算得到:
其中,fsp,k为地基承载力特征值,kPa;m为面积置换差;Ra为单桩竖向承载力特征值,kN;Ap为桩的截面积,m2;β为桩间土承载力折减系数,可根据试验或类似土质条件工程经验确定,当无试验资料或经验时,可取0～0.5,承载力较低时取低值;当桩端土未以修正的承载力特征值不大于桩周土的承载力特征值平均值时,可取0.5～0.9,差值大时或设置褥垫层时均取高值;fs,k为处理后桩间土承载力特征值,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。
2.2CFG桩复合地基
1)主要技术特点:
水泥粉煤灰碎石桩简称CFG桩,是在碎石桩基础上加进一些砂、粉煤灰和少量水泥,加水拌和制成的一种具有一定粘结强度的桩,是近十年来新开发的一种地基处理技术,已在全国20多个省市推广应用,从多层建筑到30多层的高层建筑,从民用建筑到工业厂房均可使用,取得了显著的经济效益和社会效益。CFG桩施工工艺简单,与振冲碎石桩相比,无场地污染,振动影响小,施工所用材料少,便于就地取材。
2)承载力计算:
CFG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,初步设计时也可按式(1)估算。其中,桩间土承载力折减系数β宜按地区经验取值,如无经验时可取0.75～0.95,天然地基承载力较高时取大值。
2.3 灰土桩复合地基
1)灰土桩复合地基是加固地下水位以上湿陷性黄土、素填土、杂填土等软弱土地基的一种方法,其成孔方法一般有沉拔管法、爆扩法、冲击法和人工挖孔法等。施工流程为成孔后将配合好的灰土料灌入孔内,然后分层锤击夯实。在成桩振捣过程中,灰土桩体周围的土体依次被横向挤密,从而达到消除地基土湿陷性的目的。
2)灰土桩复合地基的施工。灰土桩成孔方法一般为沉管法、爆扩法及冲击法,该工程采用洛阳铲人工成孔内填3∶7灰土夯实的方法。处理的主要目的不仅仅是通过挤密消除湿陷性,更多的是为了增强地基的承载力。用灰土把部分原土置换出来形成复合地基以达到提高原有地基承载力的目的。
3)处理范围及深度。该工程灰土桩是以提高地基容许承载力为主要目的,处理厚度按下式计算:
Pz+Pcz≤fz。
式中:Pz——处理层底面处的附加压力,kPa;
Pcz——处理层底面处土及灰土桩自重压力,kPa;
fz——处理层底面下修正后的地基容许承载力,kPa。
2.4 土工合成材料加固地基
土工合成材料具有特有的工程性质,利用其较高的抗拉强度性质、良好的透水水理性质和耐久性,将具有一定风度和抗拉力的土工合成材料铺设在软土地基表面,再在其上填筑一定厚度的砂垫层(砂土或砾石土),在荷载的作用下产生地基沉降,同时在其周边地基产生拉应力;而作用于土工合成材料与地基土间抗剪阻力就能相对地约束地基的位移;并且作用在土工合成材料上的拉力,也能起到支承荷载的作用。
另外,土工合成材料具有较高的延伸率,从而可使上部荷载应力扩散,相应提高原地基的承载力。
土工合成材料加筋处理后,复合地基的极限承载力公式可表达为:
Pu=α×c×Nc×B+2×p×sinθ+β×p×B×Nq/r。
式中:α,β——基础形状系数,一般取α=1.0,β=0.5;
c——土的内聚力,kPa;
Nc,Nq——与内摩擦角有关的承载力系数,一般Nc=5.3,Nq=1.4;
p——土工合成材料的抗拉强度,取20 kN/m～50 kN/m;
θ——基础边缘与土工合成材料的倾斜角;
B——基础底宽,m;
r——地基变形当量半径,软土层厚度的1/2,一般取3.0 m,不得大于5.0 m。
实际上,第一项为地基本身的极限承载力,后两项为由于铺设土工合成材料而提高的地基承载力,由于地基沉降使土工材料发生变形而承受拉力的效果。土工合成材料作为基础理论底面的垫层,不仅提高地基承载力和增加地基稳定,还要减少基础底部的差异沉降。一般情况下土工合成材料与砂垫层联合使用,建筑物荷载通过垫层传递到软土地基中,它既是软土地基固结时的排水层,又相当于建筑物结构的柔性基础,减少使地基变形的不均匀性。
2.5 强夯法
1)强夯法是法国Menard技术公司于1969年首创的一种地基加固方法,它通过一般8 t～30 t的重锤(最重可达200 t)和8 m～20 m的落距(最高可达40 m),对地基土施加很大的冲击能,一般能量为500 kN·m～800 kN·m。在地基土中所出现的冲击波和动应力,可提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性等。
2)有效加固深度。有效加固深度既是选择地基处理方法的重要依据,又是反映处理效果的重要参数。一般可按下式估算有效加固深度:
式中:H——有效加固深度,m;
M——夯锤重,t;
h——落距,m;
α——系数,须根据所处理地基土的性质而定,对软土可取0.5,对黄土可取0.34～0.5。
3)夯锤和落距。夯锤的平面一般有圆形和方形等形状,其中有气孔式和封闭式两种。实践证明,圆形和带有气孔的锤较好,夯锤中宜设置若干个上下贯通的气孔,孔径要取250 mm～300 mm。锤底面积宜按土的性质确定,锤底静压力值可取25 kPa～40 kPa,对细颗粒土锤底静压力宜取较小值。一般锤底面积为2 m2～4 m2;对一般第四纪黏性土建议用3 m2～4 m2;对于淤泥质土建议采用4 m2～6 m2;对于黄土建议采用4.5 m2～5.5 m2。同时应控制夯锤的高宽比,以防止产生偏锤现象,如黄土,高宽比可采用1∶2.5～1∶2.8。国内通常采用的落距是8 m～25 m。
3 结语
建筑软弱地基经人工合理的处理后,不仅能满足地基承载力要求,减小建筑物的沉降量,与采用桩基础相比还有造价低廉、大幅度节省投资、强度高、工艺简单、施工工期也较短的优点。大量的工程实例表明,只要在认真分析工程地质条件的基础上采用合理的地基处理方式,是完全能满足工程需要的。
参考文献
[1]郭继武.建筑地基基础(按新规范)[M].北京:高等教育出版社,1990:10.
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[4]胡益民.CFG桩复合地基在高层建筑地基处理中的应用[J].建筑技术,2002,33(2):136-137.
[5]陈炜光.软弱地基处理的强夯法探讨[J].山西建筑,2007,33(26):144-145.
软弱地基加固 篇9
经济的进步和人口的增长, 促进了建筑工程的快速发展, 近些年来, 建筑工程建设的数量和规模逐渐提高。然而建筑工程的质量问题一直是全社会密切关注的问题, 它关系到人们生产和生活的安全及质量, 如果建筑工程质量出现问题必定造成非常严重的后果, 不仅对人们的生命财产安全造成了极大的威胁, 更对社会和经济的进步产生了巨大的阻碍。此时, 建筑工程技术的创新和发展就成为了必须解决的问题。在建筑工程施工中, 经常会存在种种的客观原因, 会对施工的效率及工程结构的质量造成影响, 就需要对其进行处理, 以保障工程建设的顺利进行。其处理过程对施工技术及施工人员的专业素质要求较高, 因为在处理施工中, 可能会出现因技术大步表或是操作失误等原因而导致对软弱地基处理不当的问题。
2 软弱地基常出现的问题
软弱地基施工需要对这种施工环境进行适当的处理, 保证建筑施工的顺利进行, 软弱地基的处理技术的实施效果与建筑结构的质量息息相关, 不能妥善处理好软弱地基对建筑施工的影响, 可能造成建筑工程出现严重的质量问题, 但在其处理过程中, 往往会由于种种原因造成处理不全面, 处理不当会对其上面的建筑工程的质量和使用寿命造成巨大的影响。
2.1 处理不当造成的塌陷问题
建筑工程是一个整体的工程建筑, 需要下层的结构对上层机构起到支撑的作用, 无论是路桥建筑的建设还是房屋建筑的建设, 都对地基的抗压能力有较高的要求。软弱地基主要是有较软的土质构成, 其承重能力相对较弱, 在软弱地基上进行建筑施工, 由于建筑材料和建筑结构的重量, 会对地基产生相当巨大的压力, 较为坚实的地基经过简单处理就能够承受这种压力, 软弱地基却不能。对软弱地基进行处理的过程中, 如果处理不当, 不能为其提高称重能力, 或承重能力提升高度不足, 就可能导致地基塌陷, 造成建筑倾斜, 进而使建筑墙体裂缝甚至倒塌。
2.2 处理不当造成受力不均问题
软弱地基处理不当还存在另外一种情况, 就是对软弱地基承受力提升不均匀, 主要形式是在对地基进行处理之后, 部分地基达到了建筑施工要求承重的标准, 剩余部分仍未达到受理标准, 就会出现建筑工程出现问题, 尤其是在路桥的建设中表现更为明显。路桥的建筑工程跨越长度较大, 由于地基处理不当, 会导致路桥出现分段陷落的情况, 承受力不足的区域出现塌陷, 而承重能力达标的区域非常正常, 造成道路波浪式起伏。这种问题对路桥的应用和使用寿命影响极大, 对社会的发展和人们出行的安全产生了极大的威胁, 需要施工单位的足够重视。
3 软土地基常用处理方法
软弱地基施工的处理, 就是这种情况, 软弱地基指的是由于土质具有高压缩性而产生的, 其主要是淤泥或淤泥土质以及冲填土等形式的地基土质, 这是由于其有较高的压缩性, 在其上进行建筑工程的建设是非常不利的, 对其进行处理也是必要的。为房主处理措施不当导致地基存在问题而影响建筑工程质量, 应依据科学的标准, 并根据施工的实际情况进行妥善处理。
3.1 换填垫层法
地表软弱为饱和淤泥质黏土, 一般在开挖后, 用碎石、矿淹等具有较好透水性的材料进行换填, 分层填筑采用风积砂填筑。风积砂属于低粘性土, 稳定性较高, 且具有良好的透水性, 即使遇水沉陷景也小, 但是在水分饱和的情况下, 极易变成流动的状态而失去承载力, 天然砂砾能够有效的弥补上述的不足。
3.2 高压喷射注浆法
高压喷射注浆法是在化学注浆技术的基础上。与高压射流切割技术相结合发展起来的, 其实质就是利用钻机钻到颅定的深度后, 通过钻杆将水泥浆液高压喷出, 以喷射流切割搅动土体, 同时一面旋转钻杆一面提升。使十粒与水泥浆凝固形成水泥土固结体, 从而增强地基的稳固性和防水件能。
3.3 复合地基处理法
这种方法丰芟包括粉喷桩、旋喷桩以及碎石桩等。但是对软地基处理的成本较高, 尤其是对软土层厚的高填士路堤。比如说采用粉喷桩处理方法, 软土层的厚度在10.0m以上, 填土设计标岛在80m以上的路堤, 粉喷桩之间的距离取1.0m, 喷粉量为50k/m, 其平均单价是压密注浆的3倍左右:采用旋喷桩的处理方法的成本更高, 平均单价是压密注浆的4倍左右。另外。采用复合地基处理方法中成桩的质最也很难得到保证, 理论上来讲。成据的有效长度能够达到25m。甚革是更高, 但是在实际的施工中反映, 粉喷桩的长度过长, 其质犀就难以保证, 并且喷粉量不足、搅拌不均匀、胶接不好等问题也普遍存在。在施工条件良好的情况下, 复合地幕处理方法也有其自身的优势, 比如说存结构反开挖的的过程中, 能够起到较好的支护作用, 并凡能够有效的减少施工后的沉降。
3.4 压密注浆碎石桩处理方法
这种技术足根据现场的实际情况, 并通过准确的计算、分析和证明所采用的一种全新的软土地基处理方法, 压密注浆碎石技术利用由固场地的桩位成孔、投碎石, 然后通过桩中的碎石状体进行沣浆, 等到水泥浆液逐步凝同后, 通过颓埋的注浆管向碎石状体以及刷尉的十体进行高压注浆, 提高桩体与周围土体的密实度, 这样也就形成了以注浆碎行桩、桩阃土以及改性的桩周土体形成的复含地摹。这种地基存使用的过程中不仅能够保证公路的安全, 同时也不会对原有的路堤造成破坏。
4 施工时的注意事项和施工要点
砂垫层的承载力由砂的级配及施工质量来决定, 砂垫层以中粗砂为好。施工中要做到适当加水, 分层压实。平振、插振、夯实、辗压和水撼法, 是常被采用的压实方法。制作砂石垫层也是必不可少的步骤, 即在砂垫层中掺入一定数量的碎石和卵石, 其中, 石子最大粒径应控制在5cm以下, 并均匀搅拌砂石。在挖基坑铺设砂垫层的过程中, 一定要避免扰动土层表面, 不能破坏坑底土的结构, 因此, 基坑开挖后应立即回填, 不能暴露过久或浸水, 更不得任意践踏坑底, 在地下水位以下施工时, 应采取排水或降低地下水位的措施, 使基坑保持无积水状态, 在淤泥质粘土等软弱的基坑表层上铺抗拉强度较高的合成纤维布或竹筋等, 再在上面填砂或石, 可以增加地基的强度和防止地基的侧向移动。
结束语
建筑行业的发展是社会发展的必然趋势, 也是经济进步的前提条件, 它确保了人们生活质量的提升, 软弱地基处理技术实施问题可能会造成建筑质量, 给人们的生产和生活造成严重的损失。通过研究可以看出, 软弱地基处理中存在的问题, 其影响因素是多方面的, 对应的解决对策也是多种的, 面对不同种类的问题, 采取哪种方式进行合理解决, 是施工人员需要关注的问题。
参考文献
软弱地基加固 篇10
微型灌注桩是一种小直径的钢管灌注混凝土桩, 是对树根桩进行改良后发展的一种桩型。微型灌注桩其特点为与树根桩相同的施工方法的基础上, 在外增加小直径微型钢管, 以增加树根桩在复杂土层的适应性及增加树根桩的承载力;其施工方法主要是:成孔后先吊放钢管, 再进行压力注浆形成桩体;与周边土体摩阻力大且成桩质量可靠, 同时地基软弱层得到加固;其优点主要有:
(1) 施工设备小, 施工场地要求低, 尤其适于大型设备难以施工的软土地基中使用;
(2) 施工速度快, 每台钻机每天可施工5根～7根, 是其它桩基所无法比拟的;
(3) 造价低 (由于在施工中省去了混凝土搅拌和运输等环节) , 经成本分析, 微型灌注桩成本约为250元/m, 单桩成本低廉;
(4) 微型灌注桩外使用了小直径钢管, 其在软弱地基中适应性较强, 特别是在粉细砂层、有流砂的土层中, 用普通泥浆护壁钻孔成孔质量难以保证的情况下, 用微型灌注桩的质量可靠, 优势明显;
(5) 微型灌注桩不仅可以承受压力, 也可用来承受拉力或拉压交替的荷载;
(6) 施工工艺简单, 便于推广应用。这充分说明微型灌注桩是一种技术经济性能均好的新型桩基, 极具推广应用价值。
下面通过一个塔式起重机的地基加固应用实例来说明其设计及施工过程。
2工程及地质概况
湖南某汽车站综合办公楼工程地上11层, 地下2层, 钢筋混凝土框剪结构;建筑高度45.85 m, 基础为静压预应力管桩, 底板为700厚钢筋混凝土平板。基坑挖深8.8m, 局部挖深达9.7 m。本工程采用1台QTZ63塔吊式起重机。
场地原地面为沙地及果林, 经堆填平整, 场地东侧为住宅小区, 南侧为内河涌, 西侧为空地, 北侧为市政道路。主要地层为人工填土层、粉质粘土或粉土层、淤泥或淤泥粉质粘土层、粉细砂层、中粗砂层、残积土层及下伏基岩等。场地地下水水位埋深0.75 m～1.80 m, 含水丰富。
3塔式起重机基础形式及加固分析
按塔式起重机厂家提供的资料, 塔式起重机基础承载的竖向力N=472.5 KN, 倾覆力距M=1 930.86 KN·m。基础为预埋螺栓固定式, 固定式底座的尺寸厂家提供的尺寸为5×5×1.3 m, 按现场情况基础承台尺寸采用5×5×1.4 m。基础混凝土强度等级与底板相同, 为C35S8, 配Φ20@200×200底层双向钢筋, 利用底板面筋Φ20@150×150作为面筋。
由于本工程考虑设塔式起重机时已进行完成静压桩施工及基坑的开挖, 静压桩机已退场, 而且基坑支护为土钉墙加双排搅拌桩支护, 基坑顶可承受的荷载已不允许在基坑顶设塔式起重机的基础, 只能设在基坑底。
基坑底为粉细砂层, 含水量丰富, 按地质资料其承载力仅为70 KPa, 达不到厂家要求的200 KPa的地基承载力要求, 用静压桩或钻孔灌注桩成本均较大, 而且不可行, 仅机械的进退场费就很高。为此, 采用16根微型灌注桩对地基土进行加固 (大样详见图1) , 加固计算见后面的验算。该基础承台与底板连在一起, 由于塔吊承台先进行施工, 施工时该部分底板用施工缝与其它底板隔开, 设4×300钢板止水带, 预留钢筋与底板连接, 其做详见图1。
4塔吊基础微型灌注桩的设计及承载力验算
采用Φ200微型压力注浆桩, 强度为C20, 采用42.5R水泥, 水灰比为0.45, 孔中填碎石, 桩长约11.61 m, 入岩4 m, 入岩段直径为Φ150。钢管直径110 mm, 壁厚5mm。单桩承载力取250 kN, 其承载力取值计算如下:
4.1 单桩承载力计算
(1) 单桩承载力计算 (标准值)
Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+qpkAp (1)
u—桩身周长;qsik—桩侧i层土的极限侧阻力标准值;
li—桩穿越第i层土的厚度;qpk—桩端阻力;
Ap——桩端面积。
根据地质资料, 塔式起重机基础桩位置的土层分为5层, 具体如下:
qpk=2MPa
Ap=πD2/4= (3.14×0.15×0.15) /4=0.018 (m2)
u=πD=3.14×0.2=0.63 (m)
Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+qpkAp
=0.63 (12×4.43+26×1.74+60×1.44+80×1.21+120×2.79) +2000×0.018=0.63×616.4+36=424.33 (kN)
(2) 单桩承载力设计值 (考虑桩群相互作用效应)
Qu=Quk/1.67=424.33/1.67=254.09 (kN)
(3) 按桩混凝土强度计算桩承载力:
Quk=fcAc (2)
式中:fc——混凝土抗压强度, C20取10MPa;
Ac——桩截面积, Ac=πD2/4= (3.142×0.2×0.2) /4=0.0314
Quk=fcAc=10×1000×0.0314=314.2 (kN)
按钢管截面计算抗拉抗压标准值:Fuk=fsAs (3)
fs——钢材抗拉、抗压强度, Q235钢取210MPa;
As——桩钢管截面积, Ac=π/4 (D2-d2) =3.142/4× (0.112-0.1052) =8.44×10-4。
Fuk=fsAs=210×1000×8.44×10-4=177.24 (kN)
综合钢管和混凝土的承载力:
Qu= (Quk+Fuk) /1.67= (314.2+177.24) /1.67=294.3 (kN)
(4) 抗拔力Rt验算:
抗拔力:
①按土层摩擦力
F=u∑qsikli
=0.63 (12×4.43+26×1.74+60×1.44+80×1.21+120×2.79)
=0.63×616.4
=388.33 (kN)
②按钢管截面:Fuk=fsAs=210×1000×8.44×10-4=177.24 (kN)
按较小值取抗拔力Rt=177.24kN
③单桩承受的拔力Q= (F+G) /n-Mxyi/∑yi2-Myxi/∑xi2 (4)
Q——群桩中单桩所承受的外力设计值;
R——单桩承载力设计值;
F——作用于桩基承台顶面的竖向力设计值;按厂家提供的数据, F=472.50kN;
G——作用于桩基承台和承台上土自重设计值;塔吊承台尺寸为5 m×5 m×1.4 m=35 m3, 则承台自重G1=35×25=875kN;
n——桩数;取n=16根。
Mx、My——作用于承台底面桩群形心的x、y轴的弯距设计值;根据厂家提供的数据, 作用于桩群上的外力的弯矩设计值Mmax=1 930.90 (kN·m) , 使桩产生最大受力的弯距方向为承台的对角线方向。这时取undefined。
yi——第i根桩至x、y轴的距离。按桩的布置, yi、xi分两种, 其中有8根桩为0.70 m, 另外8根桩为2.1m (详见图2) 。
受拔力最大的桩为1号、4号、9号、12号桩, 其承受拔力:
Q= (F+G) /n-Mxyi/∑yi2-Myxi/∑xi2
= (472.50+875) /16-1365.35×2.1/ (8×0.72+8×2.12) -1365.35×2.1/ (8×0.72+8×2.12)
=84.22-73.14-73.14
=-62.06 (kN)
所以, Qmax=62.06kN﹤Rt=177.24kN, 满足要求。
综合以上4点的计算分析, 单桩承载力设计值取250kN。
4.2 群桩承载力验算 (按偏心受压计算) Qmax≤1.2R
Q= (F+G) /n+Mxyi/∑yi2+Myxi/∑xi2 (5)
Q——群桩中单桩所承受的外力设计值;
R——单桩承载力设计值;
F——作用于桩基承台顶面的竖向力设计值;按厂家提供的数据, F=472.50kN;
G——作用于桩承台和承台上土自重设计值;塔吊承台尺寸为5 m×5 m×1.4 m=35 m3, 则承台自重设计值G=1.2×35×25=1 050kN;
n——桩数;取n=16根。
Mx、My——作用于承台底面桩群形心的x、y轴的弯距设计值;根据厂家提供的数据, 作用于桩群上的外力的弯矩设计值Mmax=1 930.90 (kN·m) , 使桩产生最大受力的弯距方向为承台的对角线方向。这时取undefined。
yi、xi——第i根桩至x、y轴的距离。按桩的布置, yi、xi分两种, 其中有8根桩为0.70m, 另外8根桩为2.1m。
受力最大的桩为1号、4号、9号、12号桩, 其受力:
Qmax= (F+G) /n+Mxyi/∑yi2+Myxi/∑xi2
= (472.50+1050) /16+1365.35×2.1/ (8×0.72+8×2.12) +1365.35×2.1/ (8×0.72+8×2.12)
=95.16+73.14+73.14
=241.44 (kN)
所以, Qmax=241.44kN﹤1.2R=1.2×250=300kN, 满足要求。
安全系数K=300/241.44=1.24。
4.3 单桩稳定性验算
4.3.1 稳定系数φ的计算
(1) 计算土层液化折减系数:
按《建筑柱基技术规范》 (JGJ94-94) 5.2.12, 由于塔吊承台下存在3.6m的液化土层, 根据地质资料:
λN=N63.5/Ncr=5/7.9或8/9.5=0.633或0.842, 取λN=0.74;
则土层液化折减系数ψL=1/3。
(2) 桩水平变形系数α (1/m) :
undefined (6)
m——桩侧土水平抗力系数的比例系数;
按表5.4.5取m=6×1/3=2 (MN/m4) ;
b0——桩身的计算宽度, 圆形桩桩直径d≤1m时, b0=0.9 (1.5d+0.5) =0.9 (1.5×0.2+0.5) =0.72 (m) ;
E——材料的弹性模量, Q235钢材取E=2.1×105MPa, C20混凝土取E=2.55×104MPa;
I——截面惯性矩。
Φ110钢管I=π (d4-d14) /64=3.14× (0.1104-0.1054) /64
=1.22×10-6 (m4)
Φ220桩I=πd4/64=3.14×0.204/64=7.85×10-5 (m4)
所以, 当只考虑钢管,
undefined
当只考虑Φ220桩undefined
(3) 桩身计算长度1c
液化土层为粉砂层, 层厚为4.43 m, 需考虑土层液化折减系数ψL=1/3, 即L1=4.43/3=1.48 m, 以下为非液化土层。
因此, 桩身入土深度h=L1+L2+L3=1.48+1.74+1.21=4.43 (m)
当只考虑钢管, 按表5.5.3-2, h=4.43m≥4.0/α=4.0/1.412=2.83m;
lc=0.5× (4.0/α) =0.5×4.24=2.12m
(4) 桩的稳定系数φ的计算:
当只考虑钢管, lc/d=1.415/0.11=12.86, 查表5.5.3-1, φ=0.92-0.05×0.86/2=0.90;
当只考虑φ200桩:
lc/d=2.12/0.20=10.60, 查表5.5.3-1, φ=0.92+0.03×1.4/1.5=0.948;
按不利情况考虑, 取φ=0.9。
4.3.2 单桩稳定性验算
Nmax/φA≤f (7)
Nmax——单桩受力最大值, 取Nmax=236.75kN;
φ——稳定系数, 由上面计算φ=0.9;
A——桩的截面积, 取A=Ac=πD2/4=3.142×0.202/4=0.03142 (m2) ;
f——C20砼的抗压强度, 取f=10MPa;
Nmax/φA=241.44×1000/ (0.9×0.03142) =8.54MPa≤f=10.0MPa, 满足要求。
4.4 群桩抗倾覆力验算
1.4Mmax≤[M]
[M]=∑Qixi (8)
Qi——群桩中单桩所承受的外力设计值;
[M]——群桩抗倾覆力设计值;
xi——第i根桩至y轴的距离。
Mmax=1930.3 (kN·m)
[M]=∑Qixi=250× (8×0.7+8×2.1) =5600 (kN·m) ;
所以, 1.4Mmax=1.4×1930.3=2702.4﹤[M]=5600 (kN·m) , 满足要求。
安全系数K=[M]/Mmax=5600/1930.3=2.90。
5微型灌注桩施工技术工艺
5.1 主要施工流程
(1) 放线:按设计图纸放线, 偏差小于2cm;
(2) 钻机就位:在设计桩位上将钻机放平、放稳, 用水平尺校核, 使钻杆竖直:
(3) 成孔:用XY-100型钻机成孔, 可用泥浆或套管护壁, 块石层须用金刚石钻头钻进成孔, 如返水差, 可灌入水泥粘土浆, 待一定时间浆液固结后再进行钻进;
(4) 清孔:钻机钻到设计深度后, 应在孔底不进尺回转数周, 等到泥浆中泥碴含量较少时便可提钻;
(5) 制作、下放钢管:钢管下放时, 按设计的标高和长度下放固定好钢管, 钢管下端口距孔底应留有20 cm～50 cm距离;
(6) 下注浆管:下放完钢管后, 再下放一根注浆管, 管外径25 mm, 注浆管口距孔底250 mm左右;
(7) 注浆:通过注浆管向孔内压力注浆, 直到孔口冒浆, 将孔内残余泥浆排净才可停止注浆, 注浆压力0.6 MPa～1.0 MPa, 水灰比小于0.6, 比重大于1.58, 注浆量应大于钻孔理论体积的1.3倍, 采用42.5R硅酸盐水泥;
(8) 填碎石:随即向孔内填干净的10 mm～30 mm的碎石到孔口;
(9) 孔口浆液渗透、下沉和收缩, 在初凝前再实施补浆作业。
5.2 施工质量控制要点
施工人员须对钻孔桩位进行复核, 待甲方监理方认可后方可进行成孔施工, 桩位偏差小于2 cm;钻机须水平放置, 钻孔垂直度不小于5‰;钻孔浓度须比设计深度深50 cm, 终孔时应将孔内土渣清除干净;钢管制作须按规范要求进行, 在孔口进行搭接焊时, 应竖直整齐搭接以防下钢管困难;注浆管应密封良好, 管接头可靠, 防止漏浆影响桩质量和人员安全, 注浆管口应距孔底25 cm;应采用42.5R水泥, 水泥浆应按要求配合比搅拌均匀, 按要求进行送检。碎石应干净, 均匀填充到孔口, 应做好孔口补浆工作, 承台施工时应清除桩头松散层50 cm～100 cm;按设计配合比进行混凝土试块制作, 并送检进行强度测试。
5.3 施工主要设备
主要设备见下表:
6微型灌注桩使用效果
使用了微型灌注桩后, 解决了在该含水量丰富的软弱粉细砂层设置对承载力要求较高的塔式起重机基础的问题, 对其进行沉降观测, 没发生异常沉降, 加固处理后的基础较为稳定。
7结论
综上所述, 通过本工程对微型灌注桩应用实践, 丰富了在软弱地基中的加固经验, 增加了在软弱地基中使用微型灌注桩的信心, 而且与用其它方案比较, 取得了较好的经济效益。由于其施工工艺简单, 质量容易保证, 比树根桩有更好的应用前景, 特别是在土层较为复杂的软弱地基中。 [ID:3938]
参考文献
[1]《建筑基坑支护技术规程》 (SG J120-99) ;北京, 中国建筑工业出版社。
[2]《建筑桩基技术规范》 (JG J94-94) ;北京, 中国建筑工业出版社, 1994。
软弱地基加固 篇11
福建省沿海大通道(S201线)穿经金井地区的A1合同段,该段地质条件差,纵横向地质变化较大,拟建公路路基范围左侧为原有海堤,右侧为养虾池50m排淡渠。工程地质主要表现为,地震时多为中等到严重液化的砂层,淤泥夹砂淤层,残积砂质粘性土等。根据《公路工程抗震设计规范》JTJ004-89及全国地震烈度区划图确定的烈度,金井地区地震基本烈度为Ⅷ度;本路段地基中砂土的地震液化,直接影响到路堤边坡的稳定,路堤抗震设计主要以满足边坡稳定为主,并按地震基本烈度Ⅷ度设计,需要进行防止砂土液化处理。
2 方案的确定
S201为福建省沿海的公路交通主干线,是我省又一条经济大动脉,工期要求十分紧迫,必须保证整条线路的贯通计划按期完工。结合软基分布范围并考虑到各种处理方案的比较,经会审论证,决定采用振动式挤密砂桩配合土工布进行固结处理。
3 基本原理
3.1 振动沉管挤密砂桩的加固机理
振动沉管挤密砂桩是指用振动的方法在软弱地基中成孔后,再将砂料挤压入已成的孔中,由砂料构成大直径的密实桩体。根据国内目前的主要设计理论,振动沉管挤密砂桩主要通过以下四个作用起到处理可液化砂土和软弱土层的效果:
(1)挤密振密作用:通过下沉桩管时对周围土体产生横向挤压作用(有效挤密约为3～4倍的桩径),沉、拔桩管对周围土体的振密作用(有效振密范围可达桩径的6倍),改善了地基土物理力学性能,减少了孔隙比,增大了地基土的密实度,地基抗液化性能得到改善。
(2)排水降压作用:填充的砂料作为反滤性好的粗颗粒料,在地基中形成渗透性能良好的人工竖向排水降压通道,有效地消散和防止超孔隙水压力的增高,防止砂土产生液化,加快地基的排水固结。
(3)砂基预震效应:振动沉管过程中,振动锤的强烈振动,使填入料和地基土在挤密的同时获得强烈的预震,可以增强砂土抗液化的能力。
(4) 置换作用:密实的砂桩在软弱粘性土中取代了软弱粘性土,形成散体桩竖向增强体复合地基,使地基承载力有所提高,地基沉降也减小。
3.2 采用土工布提高地基承载力
土工布既可以提高地基的承载力,同时还可以改善基床的毛细排水,对保持基床的排水畅通、预防地下水上升对路基的侵害起到保护作用。此外,铺设土工布可以改善施工条件,加快施工进度和降低工程造价,此工法对我国地质条件有着广泛的应用前景。
(1)无土工布情况(见图1(a))P=N
(2)有土工布情况(见图1(b))
P= Q + 2P1sinθ+(β·Nq·B)/r
式中:P1—土工布拉力;
Nq—土工布承载力系数;
B—基础宽度;
θ—土工布斜拉角;
β—基础的形状系数;
r—假想圆半径。
4 技术指标和施工工艺
4.1 振动沉管挤密砂桩
孔径:50cm,对填料夯击后桩径有扩大的倾向。桩深:由于地质条件变化,不同区段一般桩深为基床下4～14m。桩距:沿线路中线向两侧呈等边三角形分布,桩心距200cm,具体形式见图1、图2。采用渗水率较高的中、粗砂,含泥量不大于5%。
其施工工艺为:
(1)施工准备
①正式开工前应进行现场勘察,选择合适的进场道路,同时逐一检查进场设备。
②对施工人员上岗前进行基本知识的培训,确保施工质量和施工人员的安全。
③施工场地的腐植土必须清除,为防止机械泡水,路基须填砂至1.3m标高时,再进行桩孔定位和桩机定位。
(2)在地面上将套管的位置确定好,然后由上部送料斗投入套管内一定量的砂(约1m桩长的砂)。
(3)开动振动机,将套管打入土中,如遇坚硬的土层,可辅以喷气或射水助沉。
(4)将套管打到预定的设计深度,振密砂料,振动拔管,补灌入砂料。
(5)将套管拉到一定的高度,套管内的砂即被压缩空气(或在自重作用下)排砂于土中;桩管拔起后核定砂的排出情况。
(6)再将套管打入规定的深度。并加以振动,使排到桩底的砂振密,并挤压周围的土体,形成一段密实的桩体。
(7)重复以上(4)～(6)的打桩工艺多次,一直打到地面,即成为砂桩。
其施工顺序:从左到右施打挤密砂桩。
4.2 砂垫层
采用透水性好、洁净、级配良好的中、粗砂,含泥量<5%。并将其中植物、杂物除尽。
4.3 高强编织土工布
(1)路堤内填砂平整至相应设计高程时铺设幅宽4m的纳米材料改性的高强编织土工布(延伸率≤10%时:纵向抗拉强度要求≥80kN/m,横向抗拉强度要求≥50kN/m,破断延伸率≤16%)。
(2)施工要点:在铺设高强编织土工布时,要求沿横断面方向铺设,纵向搭接宽度5Ocm,为减少编织土工布受力变形,在铺设过程中沿横断面方向对高强编织土工布进行预张拉,预张拉延伸率按2%控制 (预张力约为15kN/m),张拉方法一般采用土工布一端填砂回折锚固,通常另一端用钢管将土工布卷起,通过挖掘机械勾住张拉或用法兰螺栓与后部打入木桩连接张紧固定,土工布应摊铺平整、张紧不得出现松弛现象,并每隔10cm绑扎一次,土工布铺完成后,应及时填土碾压,首先在土工布两侧填土,将土工布固定,再向中间推进,碾压的顺序是先两侧后中间,严禁车辆直接与土工格栅接触。
5 施工质量控制手段
(1)正式开工前必须进行工艺性成桩试验,确定合适的拔管速率、留振时间与反插深度等现场的施工参数,对现场施工人员进行技术交底,保证施工质量。
(2)必须严格控制砂料质量及灌砂量,并要求在孔内灌满水后再填中粗砂。砂料采用渗水率较高的中、粗砂,砂的含泥量必须小于5%。试验室对砂料进行抽样检查,向工程部提供试验报告,保证砂料质量,现场由施工员目测控制。成桩后灌砂量必须符合设计用量要求,灌砂量的理论计算如下:
C =λLπd2/4
式中:C—理论灌砂量;
λ—压缩系数,即砂料由松散达到中密状态时的压缩系数,根据试桩结果取值;
L—设计桩长;
d—成桩直径。
成桩结束后实测灌砂量达不到设计要求时,必须进行复打或补桩。
(3)每一斗砂料投入套管后一般可成桩3～5m,切忌采用装砂料时才留震的操作方法。这种操作方法容易造成桩身密实度不均的现象(震动时间长的部位密实度大)。
(4)可边下套管边投料。为缩短打桩时间,可在下套管的同时投入砂料,但套管下沉过程中只宜投入3～5m桩长的砂料,而且套管下沉至设计深度后应停震20s以上,以保证桩底的震动时间。
(5)在拔管过程中,桩管内应至少保持2m以上高度的砂,或不低于桩长标高2m,桩管内砂料高度不足2m时及时补充,保证砂头便于检查,以防中断,形成断桩、缩颈。
(6)穿淤泥夹层时要严格控制拔管速度和高度,必要时可采用短停拔(0.1～0.3m)长留振(5～8s)的措施,严防缩颈和断桩。
(7)施工过程中,不宜一次回插深度过大。回插使套管内的砂料向四周挤压,管内砂料减小,当回插深度过大时,再次拨管时容易造成管底高度大于管内砂料高度,从而导致出现断桩的现象。
(8)套管提升过程中的回插操作不仅能产生向下的挤压力,进而提高砂桩的密实度,还可以增加砂桩形成过程中的震动时间,从而达到提高砂桩的密实度效果。但反复回插将造成施工成本增加、施工效率下降。因此,必须严格根据试桩结果确定回插的具体参数来操作,并应派专人现场监督执行情况。
(9)沉桩时桩管竖直度不够,或受桩振冲影响,容易引起已成砂桩倾斜。因此成桩时要经常校正桩管竖直度,相邻桩应间隔跳跃施工,避免相互间震动影响。
(10)卡管为成桩中常见现象,要整修活页,使活页开启灵活。
(11) 由于地质变化大,施工中如果出现桩底标高与图中所示存在出入,应及时反馈,原则上要求桩底标高应穿透淤泥夹砂层及液化砂层。
(12) 砂桩施工完后,须进行钻探标贯试验,要求砂土层达中等密实以上,即修证后的标准贯入击数应大于15击,并重新判别砂土液化情况,待确认不会发生液化后,方可正式施工,验证并进行下道工序即路堤填砂、铺设高强编织土工布等施工工艺。
(13)各种地基处理施工过程,特别是有震动施工的工程,应在实施过程中对原有海堤进行密切观测,保证原有海堤的安全和稳定。
6 质量检测情况
6.1 检测内容
施工过程中必须严格执行施工工艺,检查施工记录,施工完毕必须进行检测,以检验处理效果。检验内容包括外观质量、灌砂量和地基抗震加固效果。灌砂量应根据实际用砂量与计算体积之比来检验,每根桩的灌砂量应﹥95%。有关规定见表1。
6.2 地基的抗震加固效果分析
根据《建筑抗震设计规范》(GB50Oll-2001)和《公路工程抗震设计规范》(JTJOO4-89]及设计要求,采用挤密砂桩施工前后的标准贯入试验结果进行砂土液化判别。根据设计,施工两周后进行质量检测。标贯试验的检查数量应不少于桩孔总数的2%,且每个工程不少于5点。处理后砂土层的标准贯入平均击数应满足N63.5﹥15击标准的要求。
如表2所示,在挤密砂桩加固范围内,处理前平均击数为9.4,处理后平均击数为21.0,满足了N63.5﹥15击的设计要求。这反映了经过处理后,砂桩的挤密作用很明显,大幅度提高了地基强度,砂土层达到中等密实以上。
图3是砂土液化判别曲线。曲线反映出在砂桩处理前,地基部分深度土层在地震烈度为Ⅶ度时存在砂土液化的可能性,经过处理后,各个深度土层均可抵抗Ⅷ度地震,由此可见,本路段挤密砂桩的抗震效果非常理想。
6.3 沉降观测
在施工填筑过程中,根据钻探资料在一些比较有代表性的位置需布设一定数量的观测盘。考虑到施工场地泡水浮泥影响,前期沉降盘不易埋设和沉降失真,设计要求在挤密砂桩施工前埋设,施工期间在沉降盘四周用砖块砌成50×50cm围栏,防止路基碾压机械在施工时破坏沉降盘。沉降观测频率为加载期每天一次,停滞期每7d一次。通过观测资料进行整理分析,绘制沉降曲线,可动态地掌握路基沉降情况。根据沉降情况及时调整填土速率。沉降盘布设如图3所示。
7 结论
通过对挤密砂桩处理前后标准贯入试验的结果及挤密砂桩处理后软基沉降监测结果进行分析,结果表明挤密砂桩既能消除砂土液化,又能加固软弱土层;同时从沉降速率与稳定分析得到,由于路基使用高强编织土工布加筋,大大提高了路基承载力,增强了地基土的抗滑稳定性。工程实践表明,振动挤密砂桩配合土工布加固软弱土地基具有施工机械简便、施工效率较高、技术可靠、工程造价较低、加固效果好等优点,具有广泛的应用前景。实际应用时,应根据工程地质概况选择合适的布桩形式、成桩工艺和施工参数,以取得令人满意的加固效果。
摘要：结合工程实际特点,介绍振动式挤密砂桩配合土工布加固软弱地基的施工工艺及要点,并根据得出的一些数据进行分析,总结了挤密砂桩配合土工布在处理软弱地基处理方面的一些效果及特点。
关键词：挤密砂桩,基本原理,工艺,质量检测
参考文献
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[2]王晓谋,袁怀宇.高等级公路软土地基路堤设计与施工技术.北京:人民交通出版社,2001.
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