《移动模板箱梁施工技术.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《移动模板箱梁施工技术.doc（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、浅层软土地基处理技术及应用摘要：软土是指在滨海、湖沼、谷地、河滩等区域近代沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。软土地基由于其低抗剪强度、高压缩性和弱透水性，工程力学性质很差，直接影响工程的稳定性和耐久性。软土地基若处理不当，会严重影响工程质量和使用功能，甚至造成工程事故。软土地基是公路建设的重要组成部分，其工程设计、施工涉及到的技术难题十分广泛，尤其是在地形复杂、地质地貌特殊的地段。随着现代工程技术的进步和不断发展，许多软土地基处理方法应运而升。文章结合工程实例，就浅层软土地基的设计与施工处理方法进行探讨。关键词：软土 软土地基 软基处理方法1.前言各种性质的土是建筑物
2、最常遇见的地基，人们不仅要选择地质条件良好的地基，在许多的情况下，也不得不被迫在土质不良的软弱地基地区进行工程建设。近二十年来，在公路建设中，对浅层软土地基处理问题已成为影响工程造价和道路使用质量的突出矛盾之一。解决这一问题的关键是在正确认识软土地基的性质与危害性基础上，借鉴已有成果和资料。结合工程现场实际，合理选择一种或几种组合的处理方法，使处理后的路基满足建设工程各项要求，我国已建成或拟建的高等级公路中，有数十条高等级公路不同程度，长短不一的修建在软土或软土地基上。不同地区软土性质有较大差别，因而选用的处理方法也是因地而异。目前，有的方法简单易行，便于操作且实用性强，能够很快的满足工程要求
3、，这已在工程实践中得到证实。2.软土地基综述2.1概念1.软土软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。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。2.软土地基我国公路行业规范对软土地基未作定义。日本高等级公路设计规范将其定义为：主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成。地下水位高,其上的填方及构造物稳定性差且发生沉降的地基。日本规范还对软土地基做了分类，提出了类型概略判断标准。在给出软
4、土地基定义时指出：软土地基不能简单地只按地基条件确定，因填方形状及施工状况而异，有必要在充分研究填方及构造物的种类、形式、规模、地基特性的基础上，判断是否应按软土地基处理。2.2软土的类型及特征1.分类我国沿海地区、内陆平原以及山区沟谷等广泛分布有各种成因的软土，因此工程建设中按地域地质特点将软土分为五个类型，分别为滨海沉积、湖泊沉积、河滩沉积、谷地沉积和沼泽沉积五大类。2.特征、滨海沉积（沿海地区）滨海相：面积广，厚度大，常夹有砂层，极疏松，透水性较强，易于压缩固结。三角洲相：分选性差，结构不稳定，粉沙薄层多，有交错层理，不规则尖灭层及透镜体。泻湖相：颗粒极细，孔隙比大，强度低，常夹有薄层泥
5、炭。溺谷相：颗粒极细，孔隙比大，结构疏松，含水量高，分布范围较窄。、湖泊沉积湖相：粉土颗粒占主要成分，层理均匀清晰，泥炭曾多是透镜体状，但分布不多，表层多有小于5m的硬壳。多分布于洞庭湖、太湖、鄱阳湖、洪泽湖周围。、河滩沉积河床相：成层情况不均匀，以淤泥及软粘土为主。广泛分布于长江中下游、珠江下游及河口、淮河平原、松辽平原。、谷地沉积谷地相：呈片状、带状分布，靠山浅、谷中心深，谷底有较大的横向坡，颗粒由山前到谷中心逐渐变细。多分布于西南、南方山区或丘陵区。2.3工程性质1.软土的成因类型及结构、类型 海相沉积 陆相沉积、结构 细胞状结构 絮状结构 非匀质细胞状结构2.物理力学特征由于软土的生成
6、环境及软土力粒度、矿物组成和结构特征，结构性显著且处于形成初期，故具有以下物理力学特征： 高含水量和高孔隙性：软土的天然含水量总是大于液限。据统计：软土的的天然含水量一般为50%70%，山区软土有时高达200%。天然含水量随液限的增大成正比增加。天然孔隙比在12之间，最大达34。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。 渗透性：软土的渗透系数一般在i10-4si10-8s之间，而大部分滨海相和三角洲相软土地区，由于改土层中夹有数量不等的薄层或极薄层粉、细沙、粉土等，故在水平方向的渗透性较垂直方向要大的多。由于软土渗透系数小，含水量大且呈饱和状态，这不但延缓其土体的固
7、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。 压缩性高：软土属高压缩性土，其压缩系数一般为0.71.5 MPa-1，最高达4.5 MPa，它随着土的液限和天然含水量的增大而增高。由于该类土具有上述高含水量、低渗透性及高压缩性等特性，因此，就其土质本身的因素还有上部结构的荷重、基础面积和形状、加荷速度、施工条件等因素而言，软土在建筑荷载作用下的变形有如下特征：a、变形大而不均匀。在相同建筑荷载及其分布面积于形成条件下，软土地基的变形量比一般粘性土地基要大几倍甚至十几倍。因此，上部荷重的差异和复杂的体型都会引起严重的差异沉降和倾斜。b、变形稳定时间长。因软土的渗透性很弱
8、，水分不易排出，故使建筑物沉降稳定历时较长。 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的抗剪强度很小，且与其侧压力大小无关，即其内摩擦角为0，其内聚力一般都小于20KPa；直剪快剪内摩擦角一般为25，内聚力一般为1015 KPa；排水条件下的抗剪强度随固结程度的增加而增大，固结快剪的内摩擦角可达812，内聚力为20KPa左右。这是因为土体在受荷时，其中孔隙水在充分排出的条件下，使土体得到正常压密，从而逐步提高其强度。因此，要提高软土地基的强度，必须控制施工和使用时的加荷速度，特别是在开始阶段加荷不能过大，以便每增加一级荷重与土体在新的受荷条件下强度的提
9、高相适应。如果相反，则土中水分将来不及排出，土体强度不但来不及得到提高，反而会由于土中孔隙水压力的急剧增大，有效应力降低，而产生土体的挤出破坏。 较显著的触变性和蠕变性：由于软土的结构性在其强度的形成中占据相当重要的地位，则触变性也是软土的一个突出性质。如果将某一经过扰动的软粘土，在不改变含水量的条件下，制成多个试样，静置一段时间后在逐个进行无侧限压力试验，将发现土样静置的时间愈长，抗压强度增加愈多。软土这种因受扰动而强度削弱，因静置而又强度增长的特性，是它触变性的另一种表现。软土的蠕变性是比较明显的，表现在长期恒定应力作用下，软土将产生缓慢的剪切变形，并导致抗剪强度衰减；在固结沉降完成后，软
10、土还可能产生可观的次固结沉降。2.1我国主要分布地区软土地基的工程特性、沿海地区软土地基的工程特性：我国沿海地区软土的成因，基本上相似湛江地区的 淤泥质粘土除外，经研究可将其分为淤泥、淤泥质粘土、淤泥质亚粘土和淤泥混沙四类。、珠江三角洲地区软土地基的工程特性珠江三角洲地区为典型的平原地貌，其间偶有个别残丘。地势平坦开阔 ，河渠纵横交错，水网密布，大小河流蜿蜒曲折，河水受潮水顶托明显。在河流冲积和海潮进退的共同作用下，该区广泛沉积了厚层的海陆交互相软土。该区软土层一般夹有薄层粉细砂层，砂层厚薄不一样，层次有多有少，具有一定的水平层理。该区一般分布于地表硬壳层之下的多为淤泥和淤泥质土。大部分地区分
11、布一层软土，局部地区有分布两层软土，其下卧层多为砂层，少数为粘土层。软土层平均厚度46m，局部厚达15m，基底为第三系红色岩系软岩质。软土的主要矿物为高岭土和伊利石，高岭土和伊利石矿物多呈片状，具有较强的亲水性和表面活动性，沉积时多为片堆组，因而沉积为絮状结构。珠江三角洲软土一般具有下列工程特性（各项指标均取自佛开高速公路软土资料统计）： 较高的含水量。淤泥质土的天然含水量平均值为48，淤泥的天然含水量平均值为76，少数在100以上。因此其土体一般均为流塑状。天然孔隙比大。淤泥质土的天然孔隙比为1.25，淤泥天然孔隙比为1.80，少数大于2.0。压缩性高。软土的天然孔隙比与其压缩性成正比，天然
12、孔隙比大，其压缩性必然就高。凝聚力小。淤泥快剪凝聚力平均值为9.1MPa，淤泥质土快剪凝聚力平均值为12.4 MPa，因此土体剪切应变能力差。施工中经常遇到路迪填到一定高度出现滑塌，造成路堤失温。固结系数小。固结系数一般在4.010-32s左右，这样土体完成固结沉降所需时间必然较长，对施工工期影响较大。、韩江三角洲地区软土地基的工程特性：韩江是我国东南沿海一条重要河流，全长470km，流域面积30112km2。自梅江源头至东溪口，落差达920m，年平均含砂0.229Kg/m3，是一条水量充足、含砂多的河流。韩江三角洲是韩江携带泥砂在其下游沉积而成，总面积899.6 km2，约占广东省平原面积的
13、2.1%。韩江三角洲平原地势平坦，零星分布有大小不一的岛丘。从上游到下游的地势变化是上、下游平原高程较大。韩江三角洲是我国六大三角洲之一，也是我国一个重要经济发达地区，著名的经济特区汕头即位于其中。随着经济的发展，韩江三角洲地区的公路，尤其是高速公路建设发展迅猛，目前已建、在建的高等级公路有河湾大桥及其引道汕汾高速公路、汕汾高速公路及汕梅高速公路和汕头外环高速公路，这几条高等级公路都不同程度地穿越韩江三角洲地区。因此。了解韩江三角洲的软土特征有其重要的现实指导作用。根据汕汾高速公路勘察设计资料分析，简要介绍汕汾高速公路路线走向中的软土性质。（路线区内普遍分布有一至两层软土，详细勘察后分析，其性
14、质有如下几点）孔隙比大，含水量高。软土含水量在62.666.2之间，孔隙比在1.7021.812之间，含水量和孔隙比离散性小。该软土结构呈需絮状，这就决定了软土含水量大，同时也决定了该软土有较大的沉降量。该软土压缩性大。其压缩系数在1.862.01Mpa-1之间，因此该软土为高压缩性土。渗透系数小。该软土的渗透系数为（1.582.34）10-7，如此小的渗透系数，土中的水必然排除困难。因此路基加载初期，由于软土中水不易排除，必将使地基的孔隙水压力增大，造成地基强度降低。凝聚力小。该软土天然快剪凝聚力在10.613.2kpa之间，在加载后，很容易破坏土的凝聚力。因此在路基施工时要严格控制填土高度
15、和填筑速度。承载力低。根据软土的物理性指标，查的该软土的承载力仅在3050Kpa之间，因此地基的承载力较低。 3、合理选用地基土的物理力学指标在工程设计中，合理选用地基土的物理力学指标和探讨满意的计算方法比较重要，室内试验和原位测试求得的指标往往有一定的离散性，总结地区性经验，是解决实际问题的有效途径，即通常说的“工程师的经验不可取代”。此外，用数理统计方法处理的土工指标的离散性，求取能代表土层性质的物理力学指标的方法也应用日广，为土木工程向可靠性设计方向发展奠定基础。为使提供计算的指标能反映工程实际，首先要研究指标的离散性，造成离散性的主要原因是： 土质不均匀：各种成因类型的粘土，在地质历史上有不同的生成环境，生成后又经受自然营利的再造作用，使土层在水平和垂直方向都有复杂的构造，如成层或厚或薄，土粒或粗或细，存在交错层、尖灭层甚至包裹体，因而土质不均匀。于是，如何划分地层单元成为十分重要的因素，必须掌握准确充分的勘测资料并采用点、面结合的方法对资料作全面分析，方能对建筑场地和地基土质有所了解，以利划分地层并进一步采取处理措施。 试样受不同程度的扰动：在钻探、取样、运输、保存各环节，土样都会受不同程度的扰动，引起原始结构和应力状态变化，技术和设备对这种变化程度起着控制作用。 试验误差：测试仪器、环境、技术、习惯都会造成误差，如能严格按试 验操作规程操作，
