软弱结构（共9篇）
软弱结构 篇1
摘要：通过对东涌镇污水处理厂首期工程污水提升泵房沉井结构的内力分析,介绍了该类泵站沉井结构的设计基本方法,同时提出了沉井施工的一般步骤和施工中常见问题及其经验总结,对此类结构设计及施工具有一定的指导意义。
关键词：沉井结构,结构设计,沉井施工
1 工程概况
东涌镇污水处理厂首期工程污水提升泵房采用沉井位于广州市东涌镇(番禺区中部),北隔沙湾水道与石基、石楼、石桥相望,南隔骝岗沥水道与鱼窝头相接,东临珠江口,是一个三面临水的狭长地域,地质为沿海软弱土层。本污水厂设计规模为8万m3/d,污水提升泵站远期旱季水量为8万m3/d,雨季水量为12万m3/d,共设5台泵。本泵站为钢筋混凝土沉井矩形结构,几何尺寸为18.15×14.95,为节省投资,本沉井分隔设置。
2 地质概况
根据《岩土工程勘察报告》,本工程沉井穿过的土层分别为:①素填土,土层厚度0.90 m～2.50 m;②淤泥,土层厚度15.60 m～17.500 m;③淤泥质黏土,土层厚度6.30 m～13.90 m;④中粗砂,土层厚度2.60 m～8.50 m;沉井刚好落到淤泥土层上,故需软基处理后才能满足沉井承载力的要求。
3 沉井的设计与计算
3.1 壁板厚度的确定
根据泵房使用、工艺等要求,本工程沉井内部净尺寸确定为16.15 m×12.95 m×13.45 m,沉井壁厚根据抗浮、下沉及经济要求由下式初步计算:
抗浮系数:
下沉系数:
下沉稳定系数:
其中,G1k为沉井自重;F
根据式(1)～式(3)初步判断壁厚自下而上为1 000 mm～500 mm,刃角底宽取600。
3.2 沉井地基承载力的计算
沉井作为深基础,一般要求下沉到坚实的土层上,本工程沉井却刚好落入淤泥土层上,故必须对其进行软基处理,方可满足承载力要求,经过综合考虑采用ϕ500单管旋喷桩复合地基,桩距1 600 mm×1 455 mm,桩端持力层为中粗砂层。要求经过深度修正后的地基承载力特征值达到150 kPa。
3.3 沉井内力计算
1)封底混凝土厚度的确定。封底混凝土主要受地下水浮力产生的反力作用,由公式
4 沉井施工
4.1 基坑开挖
由于此沉井基础刚好落到淤泥土层上,故需用单管旋喷桩进行软基处理,由于采用不排水下沉法施工,故不必考虑止水。沉井制作采取在现有地面上挖除500 mm并换填中粗砂,以减小地面下沉深度,铺设砂层的宽度为沿井壁外各1.5 m。
4.2 沉井制作
该沉井采用铺承垫木的方法,避免沉井混凝土灌注后,在尚未达到一定强度前产生不均匀沉降使沉井结构开裂。制作第一节沉井时,首先要对位置进行测量定位、平整场地并在现有地面上铺500 mm砂垫层,分层洒水夯实,振压密实。这样可避免制作过程中发生不均匀沉降、易于找平,便于铺设垫木和抽除。铺设垫木时应使顶面保持在同一水平面上,垫木摆放时要先在纵、横轴中心线上摆放两组定位枕木,后对称摆放其他枕木,枕木缝间用砂填平。沉井混凝土达到100%设计强度后方能抽撤垫木,抽撤垫木过程中应在沉井上下左右各设观测点一个,观察其下沉情况,如在抽垫过程中发生倾斜、回填的砂挤出、垫木压断、下沉急速增加等异常现象应及时处理。
4.3 沉井下沉
沉井混凝土达到设计强度70%时可拆除模板,拆除模板过程中对井壁进行详细观察,发现缺陷及时处理。下沉施工时先在中部下挖400 mm～500 mm,并逐渐向四周对称、分层、同步的扩挖。刃角处留1.2 m～1.5 m宽土拢,当土拢挡不住刃角的挤压而破裂时,沉井便在自重作用下破土下沉,沉井在下沉过程中随时进行观测,保证下沉速度和垂直度,挖土时对称进行,刃角处不得挖土,发生倾斜达到50 mm时立即停止作用,进行纠偏。
4.4 沉井封底
沉井下沉至设计标高后,经观测在8 h内下沉量小于10 mm或沉降速度在允许范围内时方可封底。沉井采用水下混凝土封底前,井内水位不低于井外地下水位,并且先由潜水员整理沉井中央锅底,清除沉积于表面的浮泥,超挖部分用300 mm左右石块压平井底、铺砂,由潜水员在水下整平。水下混凝土用导管法灌注,导管需进行密封性能试验,通过后方能用于施工,导管的间隔及根数,根据导管作用半径及封底面积确定,间距一般为2.5 m～3.0 m。水下混凝土达到设计强度70%后方能抽水,然后在无水条件下,进行钢筋混凝土底板的浇筑。
5 沉井施工中遇到的问题及经验总结
1)倾斜问题,软土地基中比较常见这种情况,常用措施是加强下沉过程中的观测和资料分析,发现倾斜及时纠正;在刃角高的一侧加强取土,待正位后再均匀分层取土;在刃角较低的一侧适当回填砂石或石块,放慢下沉速度及时清理弃堆土,防止侧压不匀。2)偏移问题,沉井偏移大多由于倾斜引起,纠偏的方法为有意使沉井向偏位的相反方向倾斜,当几次倾斜纠正后,即可恢复到正确位置或有意使沉井向偏位的一方倾斜,然后沿倾斜方向下沉,直至刃角中心线与设计中心线位置相吻合或接近时,再倾斜纠正。3)下沉过快问题,沉井下沉过快,遇到软弱土层,土体压强过小,使下沉速度超过挖土速度时比较常见这种情况,常用措施为在定位垫加垫木给以支承,并重新调整挖土,在刃角下不挖或部分不挖土和在沉井外壁与土壁间填粗糙材料,或将井筒外土体夯实,增加摩阻力;如沉井外部的土液化发生沉降坑时,可填碎石处理。
6 结语
1)根据抗浮系数kfw、下沉系数kst及下沉稳定系数初步确定壁板厚度(考虑经济因素可选用变截面),从而更加经济合理,节省造价。2)根据初步计算的井壁厚度,分别对沉井刃角及井壁进行内力分析计算,从而进一步确定此井壁厚度是否满足结构设计要求。3)提出了沉井施工的一般步骤及在施工过程中的注意事项,同时提出了对沉井施工中经常遇到的倾斜、偏移及下沉过快问题进行分析、总结,对沉井以后的施工具有一定的参考价值。
参考文献
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[4]杨丹松,朱敏亚.沉井的设计与施工[J].森林工程,2000,16(5):37-39.
软弱结构 篇2
今日的我们似乎一如既往，我们都做着自己喜欢做的事。然而，在这个伸手不见五指的黑夜，有狗的吼叫!糟糕，我犹豫了会儿，姐姐亦是如此，当你为是狗与狗之间的战争。但，意外发生了。那狗还在吼叫，我们出去寻找，却发现那狗竟咬着那猫来回跑，那是我们的猫!我和姐姐大声叫嚷着狗，狗的主人也拼命的`拿着拖把打它，可，它是疯了吗?过了好一会儿，那狗跑了，我们去找那猫，它已经奄奄一息了，我们回去向奶奶诉说，等我们回去，猫已然不见，我们不停的寻找，没有踪迹，没有血迹，说明还有希望，这时，姐姐听见了猫的最后一声呼叫“喵”，它需要多大的力气啊!我们仍旧未找到。
直至半夜，妈妈找到了，且它带着惊吓与遗憾走了。一旁的姐姐不忍直视，直接大声哭了起来，它的嘴和内脏已然被吃掉了，都说“麻雀虽小，五脏俱全”，没有内脏，在庞大也是废物。我一回头，便发现那狗的主人，似乎带些愧疚，但他径直走向另一条路。我来总结一下他的“罪行”：他打狗后弄坏了我们的拖把;没有说一句道歉。我不赞同他的行为，更憎恶那狗的“罪行”，它多次对我们的猫进行“骚扰”，就在今晚，悲剧就发生了。听我的邻居说，猫刚在她家吃过东西出门，就遇到了狗。最可恶的是，那狗半夜时来到猫的地方，还想吃猫。
我非常憎恶这所谓的“剥削者”，鲁迅在《狗・猫・鼠》中表达了厌恶猫的这种“剥削者”，也讨厌长妈妈踩死老鼠，他对弱小者的同情显而易见。但我的鲁迅先生的意见不太合，我认为，猫并不是真正的“剥削者”，如同人，为了生存而不顾一切。站在人的角度上看，老鼠在破坏我慢，毛难道不是一种路于助人吗?也许，是我理解得不够，或者，我逐渐会明白鲁迅先生的话。
每个人其实都是无情的霸凌者，每个角落都上演着这样的“话剧”。我们逢年过节都要杀猪宰羊，难道它们不是生命吗?这个问题围绕了我几年之久，我儿时常常问着奶奶。是，它们当然是生命，可它们生来就是被人类杀害的?
也许，我对我们的猫不太关心，对猫并没有产生什么情感，我并没有哭，只是觉得它有点可怜……我睡觉时反复的问自己：是我没有同情心吗?
软弱结构 篇3
高速公路路基中的低速软弱夹层为常规地震勘探检测中的盲层。该层位若处理不当,将会给高速公路的后期正常运行留下安全隐患,甚至将会导致高速公路路基严重的下陷和变形[1]。而近年来新兴的瞬态瑞雷波法的一个明显优势就是可以解决常规地震勘探方法无法解决的地质问题,如速度倒转、低速软弱夹层、薄层和盲层等[2,3,4,5,6],这些特殊地层结构的出现均与瑞雷波频散曲线的地质力学特征密切相关,因而如何准确、可靠地反演低速软弱夹层瞬态瑞雷波频散曲线具有重要的理论价值与现实意义[7]。
为此,本文在Constable等人[8]工作基础上,成功实现了瞬态瑞雷波频散曲线的OCCAM反演算法,并用该算法对某高速公路路基的多条频散曲线进行了自动反演和分层,获得了低速软弱夹层路基结构的二维横波速度剖面。OCCAM反演算法是基于给定一组具有观测误差的实测数据,寻找最光滑的模型参数剖面的基本思想[9],在反演过程中引入权重矩阵提高数据分辨率,采用自适应修改拉格朗日乘子光滑参数提高迭代效果并协调分辨率与解的关系,利用函数关系约束、区间约束和固定约束来提高解的唯一性。同时,我们对正演算法[10]进行了改进和优化,有效地避免了高频数值溢出和高频精度丢失等不稳定问题,使上限频率提高到9000Hz,并大大提高了运算速度。实测资料试算结果表明,用OCCAM算法对低速软弱夹层瞬态瑞雷波频散曲线进行反演,不但具有稳定性好、精度高和分辨能力强的特点,而且能自动分层和反演地层参数。
1 瑞雷波反演横波的OCCAM算法
OCCAM算法是一类约束优化局部搜索算法,Constable等人在1987年[8]已经证明该方法在大地电磁资料反演中比传统的最小二乘法具有更加快速、稳定的优点,是一类实用的求解多极值非线性反演问题的有效算法。该算法的反演策略可以概括为[9]:给定一组观测数据和它们的相关误差,寻找最光滑的模型参数剖面,以使观测数据与理论计算数据拟合残差达到预先给定的范围。
OCCAM算法在实际瑞雷波反演执行中需要首先定义模型参数Vs的光滑度或收敛粗糙度R1:
式中:δ是一个由两点中心差分算子定义的N×N维矩阵;符号(·)T表示矩阵的转置;‖·‖表示向量的欧几里德范数;Vs是N×1维未知的横波速度向量;N是地层层数。实测数据与反演拟合数据的加权均方差(RMS)可以表示为:
式中:VexpR是一个M×1维实测瑞雷波相速度向量;VtheoR是一个M×1维理论计算瑞雷波相速度向量;M是频点数;W是一个M×M维加权三角矩阵。
式中:σj(j=1,2,…,M)为实测瑞雷波相速度标准偏差。利用拉格朗日乘子法解这个约束优化反演问题,可得:
式中:μ是拉格朗日乘子或称为光滑参数;J1是M×N维雅可比矩阵,其元素是由基阶瑞雷波相速度关于横波速度的偏导数所得。
我们使用方程(4)迭代计算横波速度直至收敛。最后,横波速度反演的误差估计Stdev[Vs]由方程(5)式至(7)式给出:
2 野外方法技术
本次软弱夹层路基结构探测采用瞬态瑞雷波法。野外资料采集时,观测方式采用多次覆盖观测系统,仪器采用国产SE2404数字地震仪,4.5Hz低频检波器接收,锤击激发。为了获得最佳的瑞雷波接收窗口和最佳探测深度,我们进行了多次现场对比试验,最后选用的记录道数为24道,记录长度为512ms,采样间隔为0.5ms,偏移距为7.0m,道间距为1.0m。
3 实例分析
本次试验场地为某高速公路路基,路基表面是平的,没有明显的地形起伏。路基主要是由从其它地方搬运来的第四系松散沉积物组成,为了进行软土路基补强施工,在该公路试验段上已进行了6次振冲压碾试验,为了查明振冲压碾后软土路基的地层分布特征和地质情况,尤其是其中低速层的分布特征,我们在该公路试验段上进行了瞬态瑞雷波法探测试验。
图1给出了从该路基实测地震面波记录中提取的7条频散曲线(桩号为k44272~k44410)。由图可见,由于获得了高信噪比的原始地震面波记录且采用了f-k面波分离技术[11],消除了直达波、折射波、反射波及大量随机干扰波,从而使得信号中各频率成分的能量大大增强,提高了频散曲线的计算精度和可靠性,地层地质的力学特征在频散曲线上反映更加突出。由于路基表面进行了振动碾压,浅层具有较弱的横向非均匀性,故所有频散曲线形态都基本相似。在3.5m以内频散曲线的相速度变化不大,约为195m/s左右,其中浅层的微小波动很可能是由于噪声干扰所致;在约3~8 m深度处所有频散曲线均出现了明显的“之”字形回折频散跳跃现象,这是低速软弱夹层的明显标志;到了深层频散曲线的相速度变化相对较大。所有曲线高频段(浅层)频点密集,低频段(深层)频点稀疏,这也是频散曲线计算时的典型特征。
为了获得该路基的精细结构,我们利用OCCAM算法对从12炮地震面波记录中提取的12条频散曲线进行了自动反演分析处理,图2为反演处理后绘制成的二维横波速度剖面等值线,该图和图1反映的地层情况基本一致,但具有更加细致定量的特征。纵观整个剖面,可以了解到路基地层分布的基本结构:表层(深度3.0 m以内)由于进行了振动压碾,速度较高,介质横向分布比较均匀一致,横波速度变化不大,从200m/s变化到230m/s;中间层(深度约3~9m,见图2中200m/s的加粗等值线所夹区域)为较松散的粘土层,速度较低,为勘探检测中的低速层(或常规地震勘探中的盲层),横波速度从160m/s变化到200m/s,该层位若处理不当,将会给高速公路的后期正常运行留下安全隐患,甚至将会导致高速公路路基严重的下陷和变形;深层(深度9m以下),横波速度又逐渐增高,横波速度从200m/s变化到360m/s,而且介质横向变化较大。
整个剖面的解释结果与实际地质资料综合解释也基本吻合。振冲压碾后,在桩号k44272的 1.0m和4.0m深度处由钻孔测试出的横波速度分别为215m/s和166m/s,而采用文中所述方法得到的对应深度处的横波速度分别为209m/s和175m/s,可见两种方法测得的结果基本吻合,最大相对误差约为5%。
4 结语
软弱近义词 篇4
【中文】：软弱
【读音】：ruǎn ruò
【软弱的意思】：①没有力气，身体虚弱。②不坚强。
【近义词】：①乏力、柔弱。②脆弱、懦弱
【反义词】：②刚强、坚强。
【软弱造句】
1、大病之后，他四肢软弱，连路都走不动了。
2、别以为我的一再忍让是软弱可欺。
3、一天没吃饭了，浑身都软弱无力。
4、我没有力气，身体很虚弱，我上不了学校。
5、你做人太软弱，是注定被别人欺负的。
6、你不能太过软弱，该坚持立场的时候就要硬下心肠来，不要总是任人摆布。
7、弱者，总是喜欢用善良掩饰软弱。
8、我最软弱无助的时候，所有人都离开了。
9、软弱的人被生活折磨,强悍的人折磨生活。
10、哭，不是因为软弱，而是因为坚强了太久……
11、全都怪我，不该沉默时沉默，该勇敢时软弱.
12、从历史中我们可以知道，宽容从来都不是软弱。
13、如果你不想输给任何人，你先要知道自己的软弱。
14、其实我是一个很软弱的人，总会受制于他人的暗示。
15、有时候承认自己很软弱，比假装自己很坚强有用的多。
16、善良是很珍贵的，但善良没有长出牙齿来，那就是软弱。
17、一个杀手，即便是软弱，也是在任何人都看不到的地方。
18、别拿借口来逃避你软弱的事实,你若真心愿为便无人可阻.
19、有时候，人们之所以哭泣，并不是因为软弱，而是因为他们坚强了太久!
20、遇到迷茫时，任何人都会变得软弱。 一旦坚信自己可以帮到别人，他们就会变得很强大。
21、我曾是个软弱无力的.小孩，但是我，为了让那些曾经侮辱过我的人受到相同的侮辱，而回到了这里。
22、我开始学着不再关心，我开始学着不再理会，我开始学着冷漠，只为守护自己那颗软弱的心
软弱结构 篇5
关键词：单纯形—有限随机追踪法,边坡,软弱结构面,最危险滑动面
0 引言
边坡稳定性分析是岩土工程界研究的重要课题之一,边坡工程涉及到道桥工程、电力工程、基坑工程等国家基础设施及工民建筑。众所周知,影响边坡稳定性的因素较多,如果针对复杂边坡,其影响因素将会更加多种多样[1],主要因素涉及边坡形态、岩土体结构、地质构造、岩土体特性、水文地质条件、边坡的基本形态及边坡的力学边界条件等。其中边坡的力学边界条件是影响边坡稳定性设计的主要因素,包括坡顶荷载、坡脚荷载、坡面荷载、地震荷载、水力学作用及加筋材料的作用等。边坡稳定性分析的关键问题是:确定边坡潜在滑动面的位置和边坡稳定性计算。现阶段边坡稳定性计算方法相对成熟,因此边坡稳定性分析的核心问题就是确定边坡潜在滑动面的位置[2,3]。
现阶段边坡潜在滑动面的搜索方法有很多,可以大致分为五大类,分别为:变分法、固定模式搜索法、数学规划法、随机搜索法及人工智能法。上述方法在搜索潜在滑动面时有各自的优点,但在考虑坡体内部软弱结构面的影响方面还是有所欠缺。当边坡体内部存在软弱结构面,其临界滑动面通常由两部分组成:一部分呈光滑的曲线(如圆弧),随机得到,另一部取决于软弱结构面的形状。可见,此类临界滑动面不再是单一曲面,而是由不同类型的几何滑动面连接而成的组合滑动面。本文针对此类边坡滑动面,提出了一种“单纯形—有限随机追踪法”,此算法有利于克服上述问题,并应用于工程实践。
1 边坡内置软弱结构面定义及特点
1.1 软弱结构面的定义
软弱结构面一词早已被广泛应用在我国岩土工程领域,但尚无一个较为严密、确切的定义。就边坡工程而言,软弱结构面是指直接控制着边坡临界滑动面位置和几何形状的地质构造,力学强度明显低于围岩,一旦失稳,滑面只能沿着软弱结构面运动,而不能贯穿软弱结构面。根据实际工程需要,其几何模型通常用直线或折线表示。。
1.2 软弱结构面的特点
软弱结构面对边坡工程的稳定性评价起着至关重要的作用。就软弱结构面的工程意义而言,具有以下特点:
1)软弱结构面形成原因复杂多样:有的在成岩阶段即已形成,如古风化壳,见图1a);有的是在构造应力的作用下形成的,如边坡岩体内部存在大范围的裂隙或断层,见图1b),图1c);还有的是边坡岩体浅层经风化、卸荷、地下水、爆破等外力作用下形成的,如边坡后缘存在的拉裂缝和泥化夹层等,见图1d)。
2)软弱结构面抗剪强度低,由于软弱结构面颗粒组成主要有泥、泥夹、岩屑和岩块等,其抗剪强度较低。
3)软弱结构面控制着边坡整体临界滑动面的位置,由于软弱结构面的抗剪强度相对于围岩的抗剪强度要低很多,所以边坡失稳破坏,滑面必定沿着软弱结构面运动。
2 边坡滑动面搜索方法
单纯形—有限随机追踪法的基本含义是在指定搜索范围内搜索并优化得到边坡临界滑动面的位置。一般情况下,边坡体内的软弱结构面不是存在于坡脚就是存在于坡顶,存在于坡脚的软弱结构面称之为前置型软弱结构面,如图1a),图1b)所示,存在于坡顶的软弱结构面称之为后置型软弱结构面,如图1c),图1d)所示。本文主要针对前置型软弱结构面为例来说明单纯形—有限随机追踪法确定临界滑动面的过程,滑动面用光滑曲线(本文用圆弧)和折线段的组合形式来表示。其目标函数为:
其中,y=CombinSlip(x)为组合滑动面的函数表达式。
2.1 数学模型
为了便于描述边坡的几何形态,将边坡的几何模型做离散化处理,如图2所示。
坡面线数据:y=Slope(x),如图2所示:坡面线数据被离散为多个数据节点,[N1,N2,···,Ni,···,N6]。每个数据节点由二维坐标描述(x1,y1),(x2,y2),···,(xi,yi),···,(x6,y6),且应满足:
软弱结构面数据:y=Wstrs(x),与坡面线数据做同样处理,如图2中软弱结构面被离散为3个节点[A,B,C],且满足xC>xB>xA。
地层区域数据:如图2所示,该边坡由两个地层构成,分别为地层Ⅰ和地层Ⅱ,分别离散为[N5,N4,N7,N6],[N3,N2,N1,N9,N8,N7]。
2.2 临界滑动面搜索过程
本文主要以前置型软弱结构面为例来说明有限随机追踪法确定临界滑动面的过程[4,6]。假设存在前置型软弱结构面时,光滑圆弧滑动面的结束点E必定为软弱结构面的上某一点,如图2所示。
步骤1:指定光滑圆弧滑动面起始点S的搜索范围,如图3所示,,并随机得到其坐标如下:
其中,R1为均匀分布随机数。
步骤2:随机得到光滑圆弧滑动面结束点E的坐标:
其中,R2为均匀分布随机数。
步骤3:确定T点搜索范围,T点在OM连线的径线上。确定XT的最小值XTmin:首先XT≥xM,同时不得出现圆弧切割坡面线的情况,如图3中左侧虚线所示;确定XT的最大值XTmax,首先圆弧STE在S点的切线不得为负值,同时不得出现贯穿第一条软弱结构面的情况,如图3中右侧虚线所示。
式中:R3———均匀分布随机数;
XM,YM———SE连线的中点M的坐标;
KJ———径线OM的斜率。
步骤4:构造光滑圆弧部分滑动面,根据随机得到的S,E,T三点的坐标,即可得到相应的圆弧部分滑动面,其行列式表达式如下:
步骤5:判断生成圆弧的有效性,当圆弧滑动面出现贯穿第二段或之后软弱结构面,同时软弱结构面尾部控制点在圆弧之外时,如图4所示。此时圆弧滑动面是无效的,只需取圆弧与软弱结构面最后交点之后的圆弧作为圆弧滑动面即可,如图4中圆弧STE2。组合滑动面由圆弧STE2滑动面与折线段E2B,BA组成。
当圆弧滑动面出现贯穿第二段或之后软弱结构面,同时软弱结构面尾部控制点在圆弧之内时,如图5所示。此时圆弧滑动面是无效的,只需取圆弧与软弱结构面最后交点代替E点,重新随机得到T点坐标,生成圆弧滑动面,如图5中圆弧STC所示。组合滑动面为圆弧STC滑动面与折线段CB,BA组成。
步骤6:根据组合滑动面的目标函数式(1),经过多次的随机搜索,确定了稳定性系数最小值的近似值,然后通过单纯形对计算结果进行优化,最终得到临界滑动面的位置以及相应的稳定性系数。
3 实际工程应用
根据上述思想编制了边坡稳定分析程序,利用该程序对北京石景山某基坑边坡进行稳定性分析。
3.1 工程概况
根据勘察报告可知该基坑边坡为土岩复合边坡,上覆土层厚度约3.0 m,基坑深度范围内未见地下水,边坡各土层物理力学参数如表1所示。
该基坑边坡所处区域的地震设防烈度为8度,因此在考虑地震影响因素的情况时,其基本地震加速度取值为0.2g。
3.2 边坡稳定性分析
根据设计文件可知,基坑开挖深度为11.52 m,支护方案采用复合土钉墙,土层放坡系数为1∶0.3,岩层放坡系数为1∶0.2,边坡几何模型如图6所示。
根据工程经验,土岩结合面会存在软弱结合面,经过计算可知边坡不满足稳定要求,为使得基坑开挖期间处于稳定状态,在边坡坡面施加两道预应力锚索,经计算边坡稳定性系数为1.54,施加荷载后边坡滑动面如图7所示。
4 结语
综上所述,可以得到以下几点结论:
1)由于软弱结构面的特殊性,其抗剪强度较低,其直接控制着边坡临界滑动面的位置。
2)应用实例表明,单纯形—有限随机追踪法能够快速有效的解决工程实际问题。计算结果显示,软弱结构面对边坡的稳定性分析起着至关重要的作用,计算结果满足工程要求。
3)单纯形—有限随机追踪法,在搜索边坡内置软弱结构面条件下边坡临界滑动面中思路简单,便于编程,并且具有较强的工程实用价值,在岩土工程领域具有较大的发展潜力。
参考文献
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软弱结构 篇6
随着越来越多地方法律、法规明文规定基坑支护结构不得超出本项目用地红线或进入已有建筑物投影范围, 锚拉式支护结构的使用受到了更多限制。支撑式支护结构由于影响基坑开挖及地下结构施工、支撑拆除工序繁复, 所以施工工期较长;而且在基坑面积及跨度很大、基坑深度不大的情况下, 支撑式支护结构在造价上无优势。因此, 双排桩支护结构的应用越来越普遍。但若软弱土层深厚且基坑开挖深度较大, 常规双排桩的变形量将较难控制从而限制其工程应用。本文以某工程为实例, 提出某种降低软弱土地层中双排桩基坑支护结构变形量的工程技术措施。
2 工程概况
本项目位于佛山市南海区, 设置2层地下室。基坑大致成长方形, 长边尺寸约310m, 短边尺寸约190m, 基坑支护周长约1300m, 基坑开挖深度约9.05m。基坑东、南、西侧均为已有建筑, 基坑北侧为市政路, 基坑周边环境情况见图1。
3 工程地质概况
根据本项目岩土工程勘察报告, 在钻探深度范围内, 本项目典型地质情况如图2所示, 图示基坑开挖深度及坑底一定深度范围内均为软弱淤泥土层。
4 基坑支护设计方案
由于项目所在地法律、法规明文规定锚杆 (索) 不得超出本项目用地红线或进入已有建筑物投影范围, 且软弱土层厚度较大, 锚索难以在不入侵已有建筑物投影范围的情况下达到设计所需抗拔力。而基坑面积及跨度较大, 若采用内支撑将严重影响土方开挖及地下结构施工, 工期要求难以满足。因此, 本项目采用双排桩 (直径1.0m, 前排桩间距1.2m, 后排桩间距2.4m, 前后桩排距5d) +桩外侧一排搭接式大直径搅拌桩止水帷幕的支护截水方案。但由于软弱土层较为深厚, 上述双排桩支护方案根据现行规范计算公式所得出的最大水平位移数值高达109.6mm, 无法满足二级基坑60mm的变形控制要求。若进一步加大支护桩直径或减少桩间距虽能减少基坑变形但造价增大明显, 而前后桩排距也已达到最优排距的上限值[1]。为降低双排桩变形量以保护周边建筑群, 本项目采用如下工程技术措施: (1) 将常规的前后排桩连梁调整为连板, 在混凝土方量不变的前提下增大前后排桩的整体连接刚度, 从而减少前排桩的变形量S1[2]。 (2) 在前后排桩之间沿软弱土层深度范围设置格栅式搅拌桩水泥加固土, 具体做法详见图3~4;水泥加固土提高了双排桩计算模型[3]中的土弹簧刚度系数k, 从而减少桩间土的压缩量 (即前后排桩相对位移量) S2, 对于软弱土层该效果尤其明显。由于双排桩支护结构最大水平位移位于后排桩, 而后排桩位移S3=S1+S2, 因此通过上述工程技术措施理论上可有效降低基坑水平位移量。根据加固后水泥土的压缩模量ES重新计算k值, 并代入现行规范公式进行复核计算, 得出的最大水平位移数值为78.6mm。
后期施工作业严格按上述设计方案实施, 并安全顺利地开挖至基坑底设计标高 (图5~6) 。根据第三方监测单位所提供的监测数据 (表1) 显示, 在基坑土方开挖至设计标高且基坑支护结构变形稳定后, 基坑顶部实测最大水平位移数值仅为52.7mm, 比加固前理论计算所得的最大水平位移数值109.6mm减少56.9mm, 工程实践证明上述技术措施能有效减少基坑在软弱土层中的变形量。此外, 根据水泥加固土压缩模量ES复核计算所得的理论最大水平位移值78.6mm较为贴近实测值52.7mm, 因此仅需采用水泥加固土的压缩模量代替原状土的压缩模量即可在设计计算过程中将水泥加固土的作用考虑在内, 无需复杂的建模计算[4]。
5 结论
(1) 通过将常规的前后排桩连梁调整为连板, 并在前后排桩之间设置格栅式搅拌桩水泥加固土, 增加了前后排桩的连接刚度及桩间土的压缩刚度, 从而达到降低双排桩变形量的目的。工程实践结果证明了上述技术措施的有效性, 可用作同类工程项目参考。
(2) 现行规范并未考虑桩间水泥加固土对变形控制的正面作用, 设计计算时可根据水泥加固土的压缩模量ES计算土弹簧刚度系数k值, 无需复杂的建模计算即可将水泥加固土的加固作用考虑在内。
摘要：双排桩在基坑支护工程中的应用越来越普遍, 但由于其在软弱土层中的变形量较大, 因此其工程应用受到了较多限制。本文提出了将常规的前后排桩连梁调整为连板, 并在前后排桩之间设置格栅式搅拌桩水泥加固土的技术措施, 通过工程实践及监测数据证明了该技术措施能有效减少双排桩在软弱土层中的变形量。
关键词：双排桩,软弱土层,变形控制
参考文献
[1]孙涛.双排桩支护排距的优化研究.岩土工程学报, 2012.
[2]林鹏.双排桩支护结构在软土基坑工程中的应用分析.岩土工程学报, 2010.
[3]中华人民共和国住房及城乡建设部.《建筑基坑支护技术规程》 (JGJ120-2012) , 2012.
软弱围岩隧洞施工 篇7
富水水库放空隧洞工程位于湖北省阳新县境内长江水系与富水流域中下游交界处的龙港镇, 为富水水库除险加固工程。隧洞设计为圆形断面, 开挖洞径8.0m, 洞长312m, 洞口边坡设计为1:1。
隧洞轴线顶全线住有居民, 最大隧洞埋深只有54米, 施工的安全直接影响到居民的生命财产的安全。放空隧洞设计洞线地段位于通山复式背斜之排楼倒转背斜的南翼, 其地层出露主要为下志留系水云母页岩, 质软易风化, 水云母含量80%以上。裂隙中含有黄铁矿, 遇水软化, 并有硫化物析出。围岩属Ⅳ——Ⅴ类围岩, 岩体稳定性差, 自稳时间短的特点。现象表现为挖掘机挖不动, 遇水成泥浆。
由于进水闸及引渠基坑的开挖造成洞轴线方向边坡及右侧边坡的蠕变, 还未达到进洞面, 就形成边坡最大水平位移达到95cm、垂直位移达35cm, 边坡喷锚支护被破坏, 导致居民住房裂缝最大达12cm。为此, 湖北省水利厅主要领导及专家多次到施工现场检查指导工作。
2 问题分析
本工程存在的主要问题是洞口边坡失稳、洞挖难度大, 不能按常规爆破施工。经过多次专家会讨论、分析, 大家一致认为导致边坡失稳的主要原因是:地址条件差;设计边坡太陡;业主、设计、监理、施工均无类似经验。
专家们认为, 处理好边坡, 隧洞是可以继续施工的。但是洞挖应采用人工风镐开挖结合小药量松动爆破及逐孔间隔控制爆破的施工方法施工, 爆破参数必须经现场多次试验确定。
3 解决问题的方法、步骤依据
3.1 边坡截、排水处理
在边坡开挖线上挖排水沟 (50cm×60cm) , 浆砌块石衬砌, 水泥砂浆抹面。边坡用彩条布覆盖。
3.2 进洞口进行锁口
为抑制边坡下滑, 并使洞顶围岩厚度达到规范要求, 首先进行了混凝土锁口。
根据地质情况差、泥质页岩易软化的特点, 我们根据我单位在伯利兹马卡尔电站引水隧洞的施工经验, 提出隧洞锁口方案, 设计人员及监理人员进行了多次研究, 最后同意实施。开挖过程中密切关注边坡的稳定情况, 在开挖到高程37.00m时边坡开始缓慢地蠕变;为确保边坡安全和施工安全, 主坡和左右侧坡不再下挖, 即进行进洞锁口施工, 施工情况如下:为确保进洞开挖前期施工的围岩稳定, 我方在施工中采用了钢筋混凝土锁洞口, 混凝土洞口的外形为城门洞拱盖形, 净宽8m, 净高8m, 即在隧洞洞身之外进行锁洞口。锁口范围:自0-009桩号开始锁洞口, 沿现状主坡锁口至0+000桩号;同时在主坡和侧坡上浇筑贴坡混凝土, 使锁洞口混凝土结构与侧坡、主坡连成一个整体, 以利于锁口混凝土结构的稳定。锁口混凝土结构图见下图。锁口采用钢筋混凝土结构, 并在洞脸先打棚架锚筋, 以便于隧洞开挖时与支护钢拱架连成一体, 形成棚架结构。锚筋外露1~1.5m与混凝土锚接。同时考虑到岩石为强风化页岩, 属Ⅴ类围岩, 锁口时在主坡上洞顶范围内垂直洞轴线方向打入锚筋, 并将锚筋预留1.5m长与锁口贴坡混凝土衔接, 使岩体与锁口混凝土拱盖连为一体, 增加锁口的稳定性。
3.3 放缓边坡
将进水闸沿洞轴线向上游移9m, 使边坡达到1:1.5。锁口完成后进行闸室、渐变段及放空洞第一节的施工。待混凝土到龄期后, 进行土石方回填, 回填至48m高程后再进行洞挖。
3.4 隧洞施工
根据隧洞开挖施工的实际情况, 隧洞开挖后围岩有少量裂隙水渗出时, 岩体将在短时间内 (1~3小时内) 随着围岩的裂隙及节理面进行垮落, 施工中采用边开挖边支护, 人工风镐开挖结合小药量松动爆破及逐孔间隔控制爆破的施工方法施工, 取得较好的效果。
3.4.1 施工程序
掌子面开挖前的施工准备→排水处理→掌子面预处理 (超前锚杆施工) →隧洞掘进及临时支护 (钢架、挂网、喷射混凝土施工) →基础面处理→隧洞混凝土衬砌→养护→转入下一循环。
3.4.2 隧洞开挖衬砌施工方法
由于洞口受山坡岩体压力, 渗水不利因素影响, 且放空洞岩层属水云母页岩, 有松散性、质软、易风化、自稳时间短的特性, 在进洞开挖施工过程中, 将开挖施工中采用上台阶法和短台阶法进行施工。开挖方法分为两种, 一种是采用手风镐进行开挖;一种是采用手风钻造孔, 小炮爆破开挖结合光面爆破开挖进行施工。对于桩号0+003~0+007段及断层破碎带的掘进采取手风镐进行开挖, 采取台阶法进行施工, 先进行左侧上半部施工, 然后进行右侧上半部施工, 最后进行下半部施工;采取短进尺进行施工, 每次施工长度为1.0m, 边开挖边支护。
其它地段采取手风钻造孔、小炮爆破开挖结合光面爆破开挖进行施工, 上台阶法结合短台阶法进行开挖, 超前支护结合钢支撑的方式进行支护。根据围岩的特点采取多钻孔、少装药、短进尺、逐孔起爆的方式进行开挖施工。控制进尺 (钻孔深度控制在1.8m, 每一循环进尺控制在1.5m) , 采取火雷管结合导火索进行逐孔点火起爆, 每孔的装药量根据现场试验进行确定;保持围岩不受过分扰动和减轻因爆破造成的应力集中, 并争取在开挖爆破后5小时内进行喷混凝土支护, 对出露围岩面进行封闭, 维护爆破后围岩的稳定性。
上台阶进洞开挖利用下半圆拱力支撑上半圆围岩的稳定, 待上半圆进洞2~4个循环 (每个循环为1~1.5m) , 并待支护达到稳定后, 再进行下半圆隧洞石方开挖施工。下半圆开挖采用人工风镐开挖。开挖顺序见图2。
隧洞爆破施工布孔装药见图3:
施工中装药量:
施工出渣采用人工配合2m3装载机装渣并运输至洞口, 5t自卸汽车运输至弃料场, 投入装载机1台, 自卸汽车3台配合装运。完成一次爆破的出渣 (按虚方115m3石渣计算) 需2~3小时。
由于工作掌子面存在渗水, 地质条件较差, 洞身开挖采用超前锚杆进行超前支护, 钢桁架、钢筋棚架配合支护。
步骤1:打设超前锚杆, 采用气腿式手风钻沿开挖轮廓线进行造孔, 水平倾角为5°~8°, 孔深为4.0m, 孔距为40cm, 锚杆采用长4m的φ25mm螺纹钢, 并在最初打设锚杆的位置设立一弧向钢筋, 将锚杆外露部分连接成一体, 下一排锚杆与上一排重叠的部位为50cm, 并将外露部分焊接在钢支撑上。在开挖后, 首先对开挖顶面及侧面进行初喷混凝土, 喷射厚度为3~5cm, 在开挖前进1~2m时, 及时进行喷护。
步骤2:采用钢支撑支护, 钢支护采用10cm槽钢与φ25mm螺纹钢组合支撑, 在半圆形拱架拱脚部位打支撑锚杆, 锚杆规格:4Φ25, 孔深3.0m, 利用药卷锚杆 (LH200型浸水式锚固剂, 实际施工中锚固力能满足施工要求) , 在孔口外露端焊接钢板一块作为连接板:钢板厚10mm, 长8cm, 宽12cm。该钢板连接板作为拱架的支座。在安装钢桁架时, 在支座底部采用100×25×5cm的木板支撑基础, 将已经制作好的拱架运至洞内进行拼装;钢桁架间距为1.0~1.5m, 焊接在锚杆铁板拱座上, 根据开挖情况在左侧安装钢桁架支撑并与锚杆连接钣焊为一体, 同时对顶部一侧的桁架顶部竖立临时钢管支撑, 在完成右侧开挖后, 安装另一侧钢支撑, 并与先安好的钢支撑顶端、锚杆、连接钣焊为一体, (在顶部的两侧用两根水平钢筋连接, 要求按永久连接件焊接牢固) 。
步骤3:钢桁架纵向用钢管或钢筋将其连接为一个整体, 钢管间距为50cm, 采用钢筋时为Φ20间距25cm, 钢管 (钢筋) 与钢桁架采用焊接方式连接。
步骤4:在上半部开挖面布设钢筋网片。
步骤5:对形成钢格网的构架进行喷混凝土施工, 增强该部位的整体强度, 喷射厚度以盖住钢桁架为准。通过钢桁架支护, 使围岩基本处于稳定状态, 保证进洞爆破开挖、衬砌施工工艺正常进行。
喷射混凝土是利用压缩空气为动力, 将混凝土拌和料借助喷射机械通过输送料管和喷嘴直接喷射到喷面上并快速硬化的施工技术。配合比要求:能满足所需的强度要求, 粘附性较好, 能获得密实的混凝土;回弹量少、粉尘少, 不发生堵管。根据这些要求, 采取以下控制措施进行控制:水泥用量控制在350~400kg/m3;水泥用量过少, 则回弹量大, 初期强度增长慢;水泥用量过多时, 一是不经济, 二是喷射施工时粉尘增多, 恶化了施工环境, 另外在混凝土凝结过程中收缩较大, 会产生裂缝。
胶骨比 (水泥:砂加石) 宜为1:4~1:5;砂率:砂率宜控制在50%~60%。砂率的大小影响喷混凝土的性能, 还影响其力学性能。砂率过大因粗集料不足, 喷射时石子对混凝土冲击捣实力不大, 使喷混凝土的强度降低;同时砂多使集料表面积增大, 达不到相应的坍落度和流动性。水灰比:水灰比控制在0.5~0.6。水灰比的大小影响喷混凝土的回弹率和强度, 水灰比过小强度虽高但回弹率较大;水灰比过大时则强度低。
4 效果
富水水库放空洞工程完成工程量已超过2/3, 目前, 工程正在安全稳步的推进。锁口和闸室的外移, 确保了工程的安全。总之, 隧洞施工方案是成功的。
摘要：对软弱围岩中的隧洞施工安全问题进行了分析, 提出了有效的施工方案, 并对软弱围岩中的隧洞施工方法进行了详细的阐述。
软弱地基的处理 篇8
1 软弱地基形成的原因
软弱地基是指地基中所存在的持力层土质压缩性过高、疏松性较大、抗剪强度等不符合工程建设要求的软土地基。主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成。广泛分布在沿海地带和江河两岸, 内陆、湖泊、平原, 较古老城市和工矿区等。在这一类地基环境上进行施工时, 必须针对地基所呈现出的稳定性、变形等方面的问题, 采取一系列的处理措施来保证工程质量。
2 进行软弱地基处理的基本方法
执行软弱地基施工处理的过程中, 所涉及到的处理措施较多, 以下对部分软弱地基处理措施进行探讨:
2.1 换填垫层法
换填垫层法, 顾名思义就是把地基中局部位置或整体性软弱土, 直接换用更好性能的土质, 并且针对岩土采取相应的夯实处理措施, 使得岩土层经过夯实处理之后, 能够直接转变成为低紧实性的岩土, 直接使得持力层的力学性能符合要求。在针对地基中的持力层得以紧实之后, 不仅可以防止冻胀影响, 还能够极大的提升地基承载力, 更便于建筑工程进行施工。如笔者参与设计的中信荔港南湾项目, 按计算群楼独立基础采用的地基为全风化粉砂岩, 而现场个别裙楼独立基础下局部出现厚度小于3米的回填建筑垃圾, 故采用换填垫层法处理。
2.2 预压法
预压法本身可以划分为砂井预压法、堆载预压法两种形式。通过预压法来针对软弱地基加以处理之后, 能够使得软弱土排水得以固结, 极大的提升土层本身所表现出的抗剪强度。堆载预压法, 实际上就是利用在软弱土层上堆置大量重物, 来使得土层表现出的排水固结速度大幅度提高, 极大的提升土层承载力, 同时使得地基的沉降量大幅度下滑。而砂井预压措施, 就是通过一定的间隔距离, 来软弱土层之中设置上相应的砂井, 促使软弱土层表现出的排水环境得以强化, 加快软弱土层的固结速度, 减少土层压实所需时间。在实际使用预压法的过程中, 要依据施工现场所表现出的多方面不同情况, 来有针对性的进行选择。
2.3 挤密法
挤密法主要是针对土层中含有较多砂粒、瓦屑的杂填土以及粘性过大的饱和软土层所采取的处理方法, 其具体处理方法就是在望土中打入桩管形成孔洞, 并在这些孔洞中注入砾石加以捣实, 以此来提高软弱土层的承在能力。
2.4 深层搅拌法
对软弱地基进行深层搅拌处理就是在软弱土中加入水泥、石料等建筑资料固化剂, 并用深层搅拌机械对软土和固化剂进行成分搅拌, 促进软土和固化剂产生化学或物理反应, 以此增强软土的自然强度, 降低软体的紧缩性和渗水性。深层搅拌法主要是应用于土层厚度大、饱和度高的粘性软土。
2.5 高压放射注浆法
高压放射注浆处理就是将水泥灰浆利用强大的压力从喷射管道喷射出来, 对软弱土层进行毁坏切割, 促进水泥灰浆和软土的搅拌。软土和水泥灰浆在强大的喷射压强的搅拌下会产生局部置换的效果, 经过自然凝固后软土和水泥灰浆的混合物会形成拌和桩体, 以此构成复合地基, 增大软弱土层的稳定性, 提高其承载能力。
3 对软弱地基的部分处理
地基的处理水平直接影响到了建筑工程的质量, 那么在这一基础上, 执行施工工作的过程中, 就必须要针对地基施工处理措施加以完善, 最大限度的保障建筑工程体系的质量。在实际施工的过程中, 首先要确定的便是软弱地基范围大小, 进而为施工的顺利性提供保障。
3.1 对软弱地基中松土的处理
施工期间, 如果说发现地基仅仅是有小范围的软弱土质现象, 那么就可以直接针对松土部分进行挖出, 当挖到符合工程建设要求的土质层之后, 即可停止挖出工作。然后要根据地基土质的具体情况, 选用与地基土质紧缩性相近的建筑材料进行回填处理。例如地基土质为砂土, 就要选用砂或是级配砂石进行回填。在回填过程中要注意对回填部分进行分层洒水、分层夯实的处理。
3.2 对软弱地基中硬土的处理
在建筑施工的过程, 有可能会遇见桩基四周出现土质局部过硬的情况。在这种情况下, 就要对老旧的墙基、桩基或树根进行挖除, 以此减小地基的部分沉降, 防止建筑物因地基抗剪强度低而出现开裂现象, 从而保证建筑施工的质量。
3.3 对软弱地基中管道的处理
当遇到槽底附件有下水管道的情况, 就要在保证建筑物不会下沉的前提下, 停止肃清管道的处理, 将根底部分落低, 然管道能够穿过根底墙, 以此避免毁坏地下管道, 造成地下管道漏水浸湿地基的情况产生。如笔者参与设计的东山领汇项目, 就遇到了这种情况, 最终处理结果为将市政地下管道绕过地基, 以避免处理不当导致工程事故, 也可以随时检修。
3.4 对软弱地基中橡皮土的处理
在进行软弱地基夯实排水的处理过程中, 如果遇见土质粘性强, 含水量较多的土壤, 当局部的夯实排水处理停止后, 就会构成橡皮土。对于橡皮土的处理, 排水是重中之重。因此, 就要通过停止晾槽或运用白灰沫的方式, 加快橡皮土的排水速度, 有效地降低土壤含水量。不仅如此, 若橡皮土引起的地基颤抖的情况发生, 就应当将该部分橡皮土全部挖除, 采用相应的建筑资料进行填充, 以保证地基的稳定性。
4 对软弱地基处理方法的综合应用
地基的稳定性与建筑物的质量密不可分, 在进行软弱地基的处理过程中, 要严格做到“具体问题具体分析”, 根据建筑施工的实际, 采取有效的措施对问题进行处理。不能只采取单一的办法进行处理, 还要提高对软弱地基处理办法的综合性应用, 发挥各种处理办法的优势, 提高处理问题的质量。
结束语
综上所述, 软弱地基中所存在的软土其承载力、含水量等方面的参数不符合设计要求, 严重情况下还有可能导致工程建设完毕后出现超标准沉降。所以, 在进行软地基施工的过程中, 务必要采取科学合理的措施, 来强化地基承载力、降低软土沉降量。
摘要：软弱地基在工程建造中, 必须引起重视, 当工程地基遭遇软弱土质, 须通过一定的施工处理措施, 使得软弱地基得到强化, 达到工程设计要求。本篇文章主要针对软弱地基的处理做了部分探讨, 以期为类似工程提供参考。
关键词：软弱地基,成因,基本处理方法
参考文献
[1]唐杰.弱地基处理方法浅议[J].科技信息, 2011 (2) .
[2]李新.浅谈软弱地基处理方法[J].中小企业管理与科技, 2010 (13) .
软弱地基的处理方法 篇9
一、软弱地基处理的一般步骤
地基处理措施可以选用很多种办法, 但是要根据土质及其周围环境而确定。比如土质的结构、承载力大小和土地的使用要求。另外要结合土地周围的环境, 周围的环境包括地层的结构、周围地下水的深浅、相邻建筑物的情况等等。从一开始选出的几种处理地基的方案中, 进行仔细的分析, 选出最优的地基处理方案, 这需要专家认真的研究地基的处理。对于已经选定的处理方案, 按照建筑物的类型和设计等级, 和复杂程度, 可以先在建筑物上做测验, 看这种处理方案是否符合现实的需要, 最后检验处理效果和设计参数是否符合。经处理后的地基应做承载力、变形能力、稳定性能的评估。
二、软弱地基的处理方法
(一) 换填法。
处理浅层地基的最好方法是换填法, 换填法的概念指的是, 当地基的持力层发生变形, 而使得承载能力达不到设计的标准, 这时软弱土层的厚度很薄时, 就可以把这层弱土挖除掉, 继而分层次的填充上硬度较大的砂。或者其他没有侵蚀性、性能稳定的建筑材料, 并将这些材料夯实至要求达到的密度, 这种弱土处理法多用于公路地基建设。压实垫层有很多种方法, 比如机械辗压、平板振动、重锤夯实, 这些施工方法既可以处理分层的回填土, 又可以加固地基的表层土。换填法是让土层承受了不同的应力, 让垫层承受了较大的压力, 由于软弱层土质较软, 所以换填法让软弱层承受了较小的应力, 这样可以满足设计的需要。淤泥、湿陷性黄土、淤泥质土、杂填土地基及暗沟、淤泥等这些浅层次的处理适合用换填土法。
(二) 重锤夯实法。
重锤夯实是属于浅层地基的处理方法。使用起重机械将特质的重锤提升到一定的高度之后, 夯击基土表面, 这样重复作业, 就可以使土层因受到打击而变得密实牢固, 这种方法适用于弱土质, 比如稍微湿的粘性土, 湿陷性黄土、砂土、杂填土和分层填土地基的加固。为了确定夯数和夯的大小, 和总下沉量, 在施工前应该先做出相应的试验。另外还有选定锤重, 以及一些相应的措施。地基夯击中, 要选用最优含水量, 因为水量的过多或过少都会影响夯实的质量, 水量过多时, 应该再加入一些土质材料, 水量过少时, 应该加水到相应程度。分层填土的时候, 选取的土层含水量也要适当或略高, 每层填满后要及时的夯实。每层的厚度要严格控制, 不能过厚或者过薄。另外, 做实验时, 土层不得少于两层。
(三) 深层搅拌法。
深层搅拌法是一种将软土经过强行搅拌变成水泥或石灰土柱体或者连成地下庄排的方法。制作过程中, 要使用特制的搅拌机械, 将水泥和石灰放在软土土层中, 水泥和石灰将起到固化剂的作用, 再用搅拌机械强行搅拌。这样软土地基就会变成有一定整体性的复合地基。深层搅拌法目前可以分为“干法”的粉喷桩法和“湿法”的旋喷注浆法。深层搅拌法的适用范围是有限的, 主要适用于原料堆场、高等级的公路地基、码头的岸壁等等。深层搅拌法具有加固和支撑建筑物的作用。
(四) 预压法。
为了提高软弱地基的承载能力和减少构造物建成后的沉降量, 可以预先在拟建的构造物上施加一定的静荷载。等到地基土压密后再将静荷载移除, 这种方法就叫做预压法。预压法适用于处理淤泥质土、淤泥、冲填土等饱和黏性土地基的稳定问题。预压法可以分为两种, 堆载预压法和真空预压法。根据土层厚度的不同, 堆载预压法又分为塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压三种。当土层的厚度小于4米时, 可采用天然地基堆载预压法进行处理。当土层厚度大于4米时, 应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法进行处理。对于真空预压工程, 需在地基内设立排水竖井。
(五) 砂石桩法。
在地基的建造中, 通常会遇到松散的沙土、粘性土、粉土和杂填土等, 这时候就会用到砂石桩法来让固定土质。砂石桩法会提高地基的承载能力。砂石桩法也可用于处理可液化地基。如果饱和黏土对地基的变形控制不严格, 也可采用砂石桩法对工程进行置换处理, 使软粘土和砂石桩构成混合地基, 可以加速软土地基的固结排水功能, 提高地基的承载力。
(六) 垫层法。
垫层法, 主要用于软土地基的浅层处理。其中包括加筋碎石垫层法、换土加筋碎石法, 以及换土垫层法, 主要用于冲填土、淤泥质土以及淤泥等软土地基上的浅层处理。先用机械或者是人工的方法将地基下的土挖出, 再填充上卵石、沙石或者是粘性土等强度较高的材料。具体的实施过程中, 一般先将软土层中的砂石和腐殖土挖掘到将近80cm的厚度, 然后将卵石和砂石分层进行填充。为了使分层压实起到的加固效果更明显, 我们可以将卵石放在第一层, 砂石放在上面。
(七) 抛石挤淤法。
有些路面的排水施工有困难, 形成一些常年积水的低洼地带, 其表层土呈现流动状态。这时候就可以利用抛石挤淤法进行地基的转换。抛石挤淤法还用于一些底部都是碎石的沼泽或者厚度小于3m的软土路段。需要注意的是, 在此方法中需要用到的片石, 其粒径最好不要小于30cm, 如果有小于30cm的, 其数量也不能超过总数的20%。具体的操作方法是, 从路堤的中部开始, 先向前抛投石片, 然后再依次向两侧展开, 从而淤泥被石片从两侧挤出, 在此基础上再用重型压路机反复辗压, 直至压实为止。完成后, 再在上面加上一层反滤层, 最后填土辗压, 用这种方法处理地基效果是显著的。
(八) 排水固结法。
该种方法主要用于有机质黏土和饱和黏土的地基处理。排水固结法的排水系统, 主要由水平排水砂垫层和竖向排水体构成, 主要起到改变地基原有排水边界条件, 缩短地基孔隙的排水距离, 加速软土地基固结过程的作用。当软土层较薄且靠近地表或土的渗透性较好, 施工期较长时, 可以在地表铺设砂垫层而不设置竖向排水体。水平砂垫层厚度一般为50era, 可采用中砂或粗砂, 有机质含量不大于1%, 不得含有粗块其他杂质, 含泥量不得超过5%。水平砂垫层宽出路基两侧个1era, 并确保排水畅通。竖向排水常选用袋装砂或塑料排水板。插板机是塑料排水板法的施工机具。竖向排水与水平砂垫相连通, 施工前应先铺30cm厚砂垫层, 3%～4%横坡, 然后施工竖向排水体。对塑料排水板 (袋装砂井) 处理软土地基, 地基固结较好, 状态正常, 它既有排水固结的作用, 又能起挤密地基作用, 且施工设备简单。
三、结语
软弱地基的处理方法有很多种, 针对不同工程和地质, 应该选取不同的方法, 做到投资少、回报高, 可靠性高, 只有这样才能有效处理好软弱地基。
摘要：在我国沿江、沿湖、沿海等经济发达地区广泛分布着软土, 如处理不当会造成路基的滑移、开裂、路面不平等。本文简单介绍了软弱地基处理的一般步骤, 从原理、适用范围、优点、局限性四方面对当代常用软弱地基处理方案进行了探讨, 从而为有关部门提供了简单实用的地基处理初选方案。
关键词：结构工程,软弱地基,处理方法
参考文献
[1].周立.灌浆法在加固处理软土路基中的应用[J].公路交通科技, 2006, 8