鄭李一
摘要:近幾年,我國沿海地區(qū)的經(jīng)濟持續(xù)不斷的發(fā)展,公路、廠房、城區(qū)住宅等基礎設施建設的需求也隨之增長。由于沿海地區(qū)軟土地基的淤泥和沖填土具有規(guī)律性差、土質構成復雜、以及分布范圍廣的缺點,使得在軟土基地建設基礎設施出現(xiàn)很多問題,軟土工程的建設也成為社會廣泛關注的熱點。本文就分析沿海軟土工程的特性,探討軟土地基的處理方法。
關鍵詞:軟土;工程特性;地基處理方法
中圖分類號:TU447文獻標識碼:A文章編號:1674-3024(2017)01-112-02
引言
時代的快速進步,以及我國現(xiàn)代化建設的不斷推動,我國的建筑行業(yè)得到了快速發(fā)展。然而在長期的發(fā)展過程中,我國的建筑行業(yè)面臨著軟土地基的問題。我國很多沿海地區(qū)都是河流沖擊平原,有著很厚的沉積軟土。在沿海地區(qū)只有解決了軟土地基問題,才可以是的建筑的安全性能提高。
1.軟土地基的工程特性
1.1軟土地基的鑒別
由軟塑形態(tài)到流塑形態(tài)的飽和土層即是軟土。大致可以分為粉土、粉質粘土、粘土、泥炭質土、泥炭、淤泥質土、淤泥等土質類型。表1就是各個類型軟土的鑒別指標。
1.2軟土的工程特性
軟土作為道路地基,它變形和穩(wěn)定的時間比其它類型的土層來得長。在自然狀態(tài)下,能夠穩(wěn)定保持,當擾動軟土時,很容易造成軟土的結構的破壞而導致軟土產(chǎn)生流動。所以,軟土地基的首要工程問題是維持穩(wěn)定和促進沉降上。軟土以不一樣的形式進行劃分,那將會有許多不一樣的類型的軟土。但是他們都有以下常見的工程特性。
(1)具有比較高的天然含水量,其含量通常比液限WL大,通常含水量高于30%,甚至會高于200%的含水量,其高于1.0的相對含水量。
(2)具有比較大天然孔隙比,通常e是高于1.0的。
(3)軟土的飽和度有大于100%Sr。
(4)體積密度小,有y=1.5-19KN,立方米天然容重。
(5)其滲透系數(shù)比較小,其大小在10-6-10-8cm/s范圍內,有比較慢的沉降固結速度,但是所需時間比較長。
(6)具有比較大的塑形指數(shù)以及有比較高含量的粘粒,ID=13-15。
(7)壓縮性比較高以及比較大的壓縮系數(shù),a1-2>0.005MPa。的壓縮系數(shù),甚至可能到a1-2=0.02MPa。
(8)具有比較小的強度指數(shù),以及比較低的抗剪強度,但其剪切強度指數(shù)比較高,C<0.02MPa。
(9)有比較高的靈敏度,其大小在2-10的范圍內,但是某些情況會高于10,因此有顯著的變形和流動特征。
2.軟土地基處理技術的研究現(xiàn)狀
最早的地基處理技術是在歐洲國家被開發(fā)以及發(fā)展起來的,并在科學研究和工程實踐中取得了很大的成就。早在二十世紀60年代中期,以達到大幅提高土壤的抗拉強度,在土壤結構的應用“增量法”;為了探索如何有利于土壤排水和加速整合技術,先后開發(fā)了塑料排水帶、砂井預壓以及土工聚合物:為了研究深層壓實過程,并通過探索處理技術增加壓實能力,開發(fā)和設計的振動“強夯法”和“水洗法”等技術。隨著不斷進步的技術,不斷創(chuàng)建出特殊的地基加固以及加載幾十噸的起重機械;在“水沖法”的基礎上,并隨著引入了潛水電機技術,振動水沖法的不斷發(fā)展和完善,與此同時,真空預壓法的使用以及真空泵技術的發(fā)明:以及200個大氣壓以上空氣壓縮機的發(fā)明,讓“真空預壓法”以及“高壓噴射注漿法”等加固地基技術在工程實踐中成功應用。
我國的地基處理技術發(fā)展大致可以分為兩個階段:建國時期至70年代至今。第一個階段是引進這些方法,我國為滿足新中國基本設施建設和工業(yè)建設的發(fā)展需求,年代末大量的從前蘇聯(lián)吸收并發(fā)展了地基處理技術,在此時間段內,我國引進的井點降水技術、預浸水技術、擠密土樁技術、灰土樁技術、堆載預壓技術、石灰樁技術、化學灌漿技術、重錘夯實技術、砂石墊層技術以及砂樁擠密技術等等地基處理技術也獲得了比較好的發(fā)展。在70年代末地基的處理技術已經(jīng)進入了第二發(fā)展階段,在中國也是地基處理技術發(fā)展和改進健全的主要階段。自1978年以來,因為中國順利實施了改革開放,國內建筑行業(yè)非常多建設項目,尤其是很多的高層建筑結構和現(xiàn)代建筑結構建筑的不斷發(fā)展,中國也從國外引進了許多領先的地基處理技術,這舉動在一定程度上使我國的地基處理技術得到了進一步的發(fā)展和完善。
近年來,我國不僅不斷引進國外先進的軟土地基處理技術,同時也逐步發(fā)展以及完善了符合國內國情的具體工程地質條件的軟土地基處理技術。例如,中國引進并不斷發(fā)展了EPS超輕質填料技術、土工合成材料技術、強夯置換技術、強夯技術、深層攪拌技術、高壓噴射注漿技術以及振沖技術等各種各樣的軟土地基處理技術和方法。之前灰土樁技術、土樁技術、砂樁技術、排水固結技術等多種軟土地基處理技術也已經(jīng)在我國得到了成功應用,這些技術和方法也得到一定程度上的改進和發(fā)展。
3.溫州地區(qū)的軟土地基
3.1工程特性
溫州地區(qū)為典型的平原地貌,其地勢平坦開闊,有著密布的水網(wǎng),且其明顯受潮水頂托。溫州地區(qū)的軟土層通常有會有一層比較薄的粉細砂層。在一些地方僅僅只有一層軟土,而一些地方則具有兩層軟土。其平均值通常為4-6m,而某些區(qū)域則高達15m的深度,軟巖質作為地基的底部,是歸屬到第三系紅色巖系。三角地軟土的工程特性有以下5點。
(1)其有比較高的含水量。淤泥含有76%天然含水量,淤泥質土則含有48%的天然含水量,某些區(qū)域則含有高達100%.的天然含水量,因此,這土質通常是流塑狀的土地。
(2)有比較大的孔隙比。淤泥質土具有1.25的天然孔隙比,而淤泥有1.80的天然孔隙比,某些地區(qū)的天然孔隙比則大于2.0.
(3)其壓縮性也比較高,淤泥質土和淤泥的壓縮系數(shù)分別為0.73MPa-1。和1.34MPa-1,都是屬于高壓縮性土。
(4)其有著比較小的凝聚力,淤泥質土和淤泥的快剪凝聚力平均值分別是12.4kPa和9.1kPa,因此土體剪切變形能力差,容易造成路堤失穩(wěn)。
(5)固結系數(shù)小。固結系數(shù)一般在4X10-3cm2/s左右,所需固結時間長,影響施工工期。
3.2處理目的
軟土地基處理需要滿足要求是沉降和穩(wěn)定。首先是處理地基發(fā)生沉降的問題,當建筑物設計使用年限內的工后沉降不符合要求時,要對路基沉降進行必要的處理。其次是處理地基穩(wěn)定性問題,穩(wěn)定性要求一般表現(xiàn)在:一是能夠控制剪切變形,防止地基因為路堤荷載的作用而發(fā)生隆起或流動:二是能夠促進地基強度增長:三是通過置換部分地基或調整路堤形狀(如設置反壓護道),來增加地基土的抗滑能力。
4.工程軟土地基處理方法
4.1淺層軟基處理方法
(1)地基承載力不足的淺層軟土路段比較適用淺軟地基處理方法,而淺挖、低填地段,為了使得路基強度以及路面結構的強度能達到要求,也會使用淺層軟土加以處理。經(jīng)常使用的方法有拋石擠淤法、淺層加固法以及換填法,其中拋石擠淤法和換填法被稱之為置換法。
(2)淺挖路段的軟土地基以及如果小于2.0m的路基填土高度,應該選擇結合淺層加固法和排水墊層:其排水墊層通常在30-80cm取其的厚度值,通常是取5cm的厚度值,并要選擇透水性能比較良好的碎石或者是砂碩,而其鋪設的范圍是路堤坡腳向外鋪設至50-100cm。
(3)如果其路基的填土高度比較高的時候,以及當其深度是小于或是等于3.0m的軟土區(qū)域則可以選擇使用完全換填淺層處理的方法。
(4)而針對常年給水的洼地、灘地以及湖塘,而其表層沒有龜裂的硬殼,以及軟土層厚比較薄并呈現(xiàn)流塑狀態(tài)的情況下,可以選擇拋石擠淤的方法。而拋石則應該選用中一微風化硬質巖,而且其粒徑含量宜小于30cm。
4.2中層軟基處理方法
相對淺層軟基處理而言,中層軟基處理的深度通常是在3-15cm范圍內,中層軟基處理方法通常是用在路段相對比較厚的軟土地基,這在中層軟土地基當中有一定處理優(yōu)勢,由于現(xiàn)階段科學技術的快速發(fā)展,有很多種方法適用與中層軟基處理,通常比較常使用的技術方法有強夯置換法、塑料排水板以及水泥攪拌樁等技術。
4.3深層軟基處理方法
相對中層軟土地基處理以及淺層軟土地基處理而言,深層軟土地基處理的深度往往是大于15m的。通常軟土地基厚度比較厚的路段都是選用深層軟土地基處理方法,這種處理方法在深軟土地基當中有著明顯的優(yōu)勢。然而隨著科學技術方法的豐富,深層軟土地基處理不斷涌現(xiàn)新的處理技術。比較使用的處理方法有釘形水泥土雙向攪拌樁、PHC管樁、CFG樁三種技術。
5.結語
由于建筑物軟基處理方法的多樣性,要求工程技術人員在選擇處理方案應具備較好的專業(yè)知識和經(jīng)驗,對各種軟基處理方法要有一定的知識積累:建筑物軟土地基處理方案選擇同時也是一個系統(tǒng)決策的過程,它涉及到的影響因素很多,每個影響因素都有其自身的重要性,全憑工程人員的經(jīng)驗判斷,往往很難滿足方案擇優(yōu)的要求。把地基、基礎和上部結構作為整體來考慮,使上下部共同協(xié)調作用,在設計和施工中采取有效措施,增加建筑物的整體剛性,調整建筑物的不均勻沉降。