《毕业论文 软弱土地基处理对策研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业论文 软弱土地基处理对策研究（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、软弱土地基处理对策研究摘要：为充分利用土地资源，有必要对软弱土地基进行处理。本文探讨 了软弱土地基的特性，结合具体的工程实例比较分析了常用处理方法的 特点及在工程中的应用。关键词：软弱土地基；不均匀沉降；处理方法；应用我国幅员辽阔，海岸线长，河流湖泊遍布，软弱土地基分布广泛。 加之我国建筑业迅猛发展，原先的优良地基由于建筑层数的增高，荷载 的增大，也变为软弱地基。因此，对软弱地基处理的研究非常必要。本 文将在前人的基础之上进一步探讨软弱地基的特点，并结合工程实例总 结地基处理的方法以及在工程中的应用。1软弱地基的特点软弱地基主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性 土构成。其主要缺陷
2、是承载力不足、地基变形过大。基础底面以下，当 土层的地基承载力低于持力层的1/3时，则该土层为软弱下卧层。软弱 下卧层地基指受力层范围内存在软弱地基土层的地基。原则上应避免在软弱地区进行工程建设，因为含水量较高，具有高 压缩性、流变性、渗透性差和抗剪强度低等特性。软弱地基处理有提高地基的抗剪切强度、降低地基的压缩性、改善 地基的透水特性、改善地基的动力特性和改善特殊土的不透水性等作 用。2软弱土作为持力层的相关要求如果必须要利用软弱土作为持力层时，必须满足地基规范第 7. 2. 1条规定:(1) 淤泥和淤泥质土宜利用其上覆较好土层作为持力层，当上覆 土层较薄，应采取避免施工时对淤泥和淤泥质土扰
3、动的措施。(2) 冲填土、建筑垃圾和性能稳定的工业废料，当均匀性和密实 度较好时，均可利用作为持力层。(3) 对于有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业废 料杂填土，未经处理不宜作为持力层。(地基规范第7. 2.7条。)软弱土地区建筑物裂缝和损坏的主耍原因是由丁地基的不均匀沉 降超过的上部结构所能承受的不均匀变形能力。因此，设计时根据地基 的不均匀沉降的分布规律，从建筑布置及结构处理两方面采取必要的措 施。在建筑布置方面，宜采用单元组合的设计原则，就是对体型复杂或 超长的建筑物，设置沉降缝将其分割为若干独立的单元，增强各单元建 筑的刚度和强度，使每个单元具有一定的调整不均匀变形的能力。
4、在结 构措施方面，应减小结构的单元长度，增加结构的整体刚度，适当增加 基础的刚度和强度等方面着手釆取恰当的措施，保证软弱地区建筑安全 并确保建筑使用功能的实现。3软弱土地基处理方法分析目前常用的地基处理方法包括换填法、排水固结法、强夯法、砂石桩法、水泥土搅拌法、灌浆法和高压喷射法等，每一种方法都有自身特 点和适用条件，现分述如下：3. 1换填法当软弱地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求,而软弱土层的 厚度又不很大时可将基础底面以下土层的部分或全部挖去，然后分层换 填强度较大的砂（碎石、素土灰土、高炉干渣、粉煤灰）或其他性能稳 定，无侵蚀性的材料，并压（夯、振）实至要求的密实度为止，这种方 法
5、称为换填法。建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）中规定：换填 法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。当地表软弱土层为饱和淤泥或淤泥质土吋，一般要求挖除后换填砂 （砾）土、碎石、石渣、矿渣、黏土等透水性良好的材料，分层填筑并 压实，压实要求同表层压实法，挖除方法主要有挖土机械掘法，人工挖 除法等。当软土过于软弱而挖土机推土机无法作业时，可采用水力挖塘 机组挖除，即用高压水流对软黏土进行切割并冲成泥浆，然后用泥浆泵 送到指定地点沉淀后再处理。通常基坑开挖后，利用分层回填压实，虽也可处理较深的软弱土层, 但经常由于地下水位高而需釆取降水措施，且坑壁放坡占地面积大或需 要基坑支护，以及施工土
6、方量大，弃土多，常使处理工程费用增高，工 期延长，对环境影响增大等，因此换填法的深度通常控制在3ni以内， 但也不宜小于0. 5m,因为垫层太薄则换土垫层的作用并不明显。某综合楼占地面积为28& 00m2,拟建场地属于河流侵蚀堆积地貌, 地势平坦，原为耕作地。场地区域内的抗震设防烈度为6度，设计地震 分组为第一组，设计基本地震加速度为0. 05go等效剪切波速v为180m /s,覆盖层厚度约为20m左右，拟建场地的土类型划分为中软场地土, 场地类别II类。场区地下水类型主要为潜水，赋存于中粗砂层，透水性 强，水量较大，静止水位埋深，地面起算3. 20m3. 80mo据勘察结果显 示：场地地基土
7、主耍以第四纪沼泽沉积的淤泥质土为主，部覆盖有少量 素填土。第一素填土层，第二素填土层呈松散、流塑、软塑状，地基土 均具有压缩性，承载力低，属于地基软弱土，不宜作建筑、构筑物的持 力层；而第三层中粗砂层，第四层粉质粘土层及以下的土层呈硬塑状, 具低压缩性、承载力高的特点，是勘察场地内建筑、构筑物的良好持力 层，换填部分软弱土可以提高地基的承载力从而达到设计耍求，故设计 采用砂石换填处理的方法进行地基处理。该工程釆用振动碾压法施工工艺，分段摊铺分层碾压，要求每层虚 铺厚度不大于300nini。控制砂石混合料含水量在8%12%之间，否则应 洒水或晾干。地基换填完后，为确定碾压换填达到设计要求，建筑质
8、量 检测中心对工程实施静载荷试验，任意选取试验点。通过试验，质量检 测中心得出结论，地基换填承载力大于150kPao在基础顶板和两侧边梁 上各均布4个沉降观测，砌筑生产上场前观测1次，上场后每过15天观测 1次，设备安装完观测1次，投产观测1次，并做好观测记录。经核实所 有观测点沉降数据均在规范允许范围之内。大量工程实践证明，各种换填材料经过压实换填后都可以提高地基 承载力、减少沉降量、加速软弱土层的排水固结、防止冻胀、消除膨胀 土的胀缩等作用。在换填材料丰富、土层勘察明确的地区，使用各种材 料换填软弱地基土的方法具有施工简便、成本低、工期短等特点，是当 前地基处理技术中比较经济、可行和常用的
9、方法之一。3. 2排水|古|结法排水固结法是对天然地基，或先在地基中设置砂井（袋装砂井或塑 料排水带）等到竖向排水体，然后利用建筑物本身的重量分级逐渐加载; 或在建筑建造前在场地先进行加载预压，使土体中的孔隙水排出，逐渐 固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的方法。该法常用于解决软黏 土地基的降和稳定问题，使地基的沉降在加载预压期间基本完成或大部 分完成，使建筑物在使用期间不致产生过大的沉降和沉降差。同时可增 加地基土的抗剪强度，从而提高地基的承载力和稳定性。广东顺德快速干线线路位于珠江三角洲相冲积平原，地下水位高, 河网交叉频繁、耕地和鱼塘范围大。表层软土（淤泥、淤泥质土）发育, 呈流塑、软
10、塑状，扰动易失水离析，具高压缩性、高含水量、欠固结、 高灵敏度、低强度和低承载力的特点。地基土层为：+2.0-0.5为素填 土，杂色，主要含碎石、砖块等建筑垃圾和少量植物根系，道路区主要 为杂填土，鱼塘区主要为塘梗；-0.5-13.2为淤泥、淤泥质土，灰黑色, 主要由粘粒组成，粘性较强，干强度高，切口较平滑，底部含较多植 物腐殖质，流塑状态：-13.215.9为粉细砂，深灰、灰口色、松散, 饱和，含贝壳，云母，局部夹中砂。该区软土的透水性较 高，适合使用排水固结法加固软基。以下是砂井布置与施工方法。路基宽度为58. 5m,设计采用的袋砂井直径为7cm,呈正三角形布置, 砂井长度由软基深度确定，
11、一般全部穿透软土层，并打入持力层50cm。1）设置砂垫层（1）首先清除地面上的草皮及杂物，再用土质相同的土填筑成路 拱式横坡，坡度不小于3%,耍求碾压密实，形成排水坡，设计密实度 为0. 90以上。（2）再在路拱上均匀地铺设透水性好的粗砂层，砂层厚度在30cm 以上，表面应平顺，形成与路拱相同的坡度，以利于袋装砂井排出的水 能迅速从该砂层中流出。2）机具定位（1）袋装砂井布置呈止三角形，各边间距按设计要求。（2）根据袋装砂井布置范围及间距，采用小木桩或竹板桩准确定 出每个砂井的位置，在套管入土时再将其拔掉。3）打入套管（1）当套管吊起定位后，即可轻缓打击。入土困难时，再进行大 幅振动打击，直至
12、设计深度为止。（2）套管打入前，在套管上放置注水用的水管，用以向套管内注 水。当向套管内放入砂袋时，同时注水，防止回袋。4）起吊下砂袋（1）砂袋运输耍用专门运送工具，严禁在地上拖拉。（2）下放砂袋时，应在套管上口设滑槽，将砂袋缓慢顺直地放入套管。5）拨套管砂袋到位后即可起拨套管，起拔时要连续缓慢进行，中途不得放松 吊绳，防止因套管下落而损坏砂袋。6）袋头处理套管拨出后，砂袋应露出井口30cm,由于振动下砂袋过程中砂袋更 加密实，上口通常会形成空袋，必须二次补砂密实，用力抖动袋口后, 重新扎牢袋口，防止在孔口附近形成缩井或断井，影响排水效果。在经过3个月的超载预压后，该区的沉降速率已经降低到很小
13、，基 本达到了卸载要求，由此可见，本区在路基填筑期间已经完成了大部分 主固结。此外，路基横向的差异沉降相对较小，说明软土层在本区的横 向分布比较均匀。袋装砂井排水固结法进行软基处理，关键在于施工工 艺和质量控制.施工过程中要严格控制砂的质量和砂袋的灌砂量，防止 砂袋的颈缩和回带；对于软土厚度较大、土含水量较高的土层，为达到 预期的加固效果，要选择一个合适的砂垫层标高和厚度，使土体压缩过 程中砂垫层处于排水边沟水位之上。广东顺徳快速干线公路项目施工期 间及沉降观测显示，地基处理效果良好，各项指标满足了设计要求。排水固结法适用处理各类淤泥、淤泥质土及冲填土等饱和黏性土地 基。砂井法特别适用于存在连
14、续薄砂层的地基。但砂井只能加速主I古I结 而不能减少次固结，对有机质土和泥炭等次固结土，不宜只采用砂井法。 克服次固结法可利用超载的方法。真空预压法适用于能在加固区形成 (包括釆取措施后形成)稳定负压边界条件的软土地基。降低地下水位 法、真空预压法和电渗法由于不增加剪应力，地基不会产生剪切破坏， 可适用于很软弱的黏土地基。3.3强夯法强夯法国际上称为动力固结法(dynamic consol idation Method) 或称动力压实法(dynamic compaction Method) o这种方法是反复将很 重的锤提到一定高度使其自由落下，给地基以冲击和振动能量，从而提 高地基的强度并降低
15、其压缩性，改善地基性能。目前，使用的夯锤一般为1040t,提升高度在1040m。宜昌兴山县公安局看守所监室、位于兴山县新县城古夫镇北侧古洞 口小区，南与电业公司住宅楼毗邻。建筑面积2800平方米，基础全部 坐落在高填土上，填土厚度3m-6mo填筑材料为碎石，砂，卵石和少量 崩坡积含碎石粉质粘土等。由于该工程位于6度地震区的高填土上，并 且下卧可液化土层，必须对地基进行加固处理。该工程先后决定用沉管灌注桩基础、挖孔桩和强夯法。经比较最终 决定采用强夯法，以15t履带式起重机作为提升机具。夯锤重120kn, 以20mm厚的钢板为底，底面积1.8X1. 8 m2,外包高0. 96m。厚10mm 钢板
16、，内设多层锚固钢筋并满浇C28混凝土，锤底到锤面埋有5根巾 100mm的通气管，以降低夯击的气垫作用，锤顶采用刚性吊环，使用吊 钩得以迅速而方便的挂上。自动脱钩装置由船用脱钩装置改变而来，开 钩拉绳一端系在脱钩装置的把柄上，另一端穿过焊在吊车大钩侧板上的 转向滑轮，然后周定在吊车起重臂底部的轴上，当夯锤起吊到预定高度 时，开钩拉绳即张紧而拉开脱钩装置的锁卡，使夯锤脱钩下落。据观测，强夯后地基平均下沉0. 55m,夯击点周围没有隆起现象， 在夯击截面2 m范围内，标高都有下降。通过现场测试，地基承载力提 高1-2倍，有效影响深度达7 m左右，改善了地基的抗液化性能。经比 较，采用强夯法比桩基节省投资15余万元，比人工挖孔桩节约投资18 余万元，基础施工速度明显加快。质量效果甚佳，深受建设单位好评。强夯法由于在实践中具有效果显著，
