16-珠江三角地地区软地地基处理方案探讨

三峡大学职业技术学院建筑工程系·1·珠江三角地地区软地地基处理方案探讨2000工管班乔占芬概述软土地基，要是指粘土或粉土颗粒含量极高的软弱土或由引隙率大的有机质土、泥炭、松砂组成的土层，地下水高，影响填土和构造物稳定或使给使用权结构物生沉降的这一类地基。软土地基的工程性质较差，往往不能满足路基及桥涵基础的要求，必须采取一定的中固措施，以及提高地基的强度和稳定性，减小沉降与变形。选择处理方法时，应练恰恰相反考虑地基条件，道路条件、施工条件和环境条件等，使选择的方法既符合目的要求又最经济。通常每种处理方法都有自己的特点，主要的效果也有所不同。一般接处理目的可为沉降处理和稳定处理两大类，沉降处理包括加速沉降和减小总沉降量。稳定处理包括控制剪切变形，阻止强度降低，促进强度增长，增加抗能力及防止液化等。软土地基处理的施工方法：软土地基处理的方法很多，同时科学技术的发展日新月异，新的处理方法在不断通过，因此，这里只能将工程上常用的软土地基处理方法作一介绍。作为一个工程技术人员。必须经常关注新技术的发展动向。1砂垫层法这种方法是在软土地基上铺设厚度为0.5~1.2m左右的砂垫层。其目的是保证在自治软土地基和填土施工时重型机械的作业条件。所铺砂垫层是指作为软土层固结所需要的上部排水层和作为路堤内的地下水排水层。材料以透水性好的砂或砂砾为宜。如果和育沟并用时，也呆采用山三峡大学职业技术学院建筑工程系·2·砂类的细砂。1一般用自卸汽车及推土机配合分层摊铺，每层厚度一般不超过500m。2摊铺第一层的推土机应用低比压，第二层可采用中比压推土机。搬运砂石用的自卸汽车只允许在已建的临时道路（软基旁边）3摊铺必须尽量做到均匀，注意不要有很大的集中载作用。当路堤材料为粉土类土，透水不好时，路堤坡脚附近砂垫层被路堤材料覆盖，可能阻碍侧向排水。2稳定剂处理法该法是将生石炭，熟石炭，水泥等稳定剂，掺入软纺的表层粘土中，改善地基的压缩性和强度特性。以确保重型机械的作业条件，提高作为路基土的厚地面的设计CBR值，路堤填料的稳定性和压实效果。1)稳定剂的贮存，工地存放的稳定剂，以一天的使用量为宜，最多不超过三天的使用量。对于石炭和水泥必须做好防水防潮的措施。2)稳定剂的配合设计，稳定剂合适掺量要根据设计要求的强度，结合处治土的性质，施工方法和配合比试验来确定，现场稳定剂的掺量应比室内配合比提高0.5%~1.0%。3)生石炭消解速度判断，生石炭消解时，体积要增大（同时放出热量），所以在消解期内进行石层压，土体会因膨胀而开裂，不能获得得理想怕石层压效果。因此在压实时，要测定发热温度，以确切判断石炭消解完毕的时间，这一点很重要。4)压实于养生压实要达到规定的压实度，用水泥或消石炭作稳定处治的土拦和均匀后立即进行石层压。用生石炭作稳定处理的土，必须有拦和均匀的初压和生石炭完全消解后的终压。压实后苦能获提足够的强度，可不作专门养生，否则应养生一周，以这三峡大学职业技术学院建筑工程系·3·到所要求的强度为止。3开挖换土法本方法采用挖掘机械，铲除软土层厚后换填好土，分层压实。根据换土范围大小可分为全部挖除换土法和局部挖除换土法，前者把软土层全部铲除换以好土，适用于软土层厚度小于2m的地基，后者适用于软弱层较厚，特别是上部软土层较下部软土层强度低得多，有可能发生滑动破坏或沉降雨量量过大等情况的地基。施工要点：1)选择很好的填料，由于软土地基中水位较高，因此应选择具有良好排水性的砂，砂砾等其他粗粒料作为填料，以便将来处于把地下水位以下时仍能保持有足够的承载力2)开挖边坡的坡度，应根据开挖浓度与抗剪强度确定合理的边坡坡度，开挖时用水泵排水，防止坡易坍塌破坏，增加不必要的挖方量，若有需要压实的良好填写料时，认不排队水为宜。3)填料应及时运进，随挖随填写，防止挖方边坡坍塌4强制换土法该法是指把好土直接铺撒在软土地基表层，靠土的自重将软土挤向周围而换上好土的施工方法，也叫撞出换土法，这种方法对于薄软土层特别有次，对于厚软土层，视工程种类及加固目的，有时也仍然是一种有效经济的方法。施工时应从路中线逐渐向外侧填筑，当软土的挤出受阴时，应及时除去路堤两侧隆起的土，同时在路堤上面加载超压。应当注意，时于宽路堤，由于软土厚度不一致，从而在路堤下面残留都分软土，完工后会产生不利的不均匀沉降，在强制换土法中挤土的方式改用爆炸力。会更容易地将软土层挤出这种方法叫爆破换土法，5砂井排水法该法是在软土地基中人为地设置垂直排队水砂井，缩小短排水距离，三峡大学职业技术学院建筑工程系·4·减少固结时间，以其提高地基的搞剪强度的一种方法，该法施工深度一般为15~20m。砂井排水法施工：1铺砂在砂井施工前，先在地表均匀地铺设一层约0.5~1.2m的砂垫层2砂井的布置可分为梅花形和正方形两种。井的位置确定后要作好标记，不管是已经打下的还是将要打下的。3施打砂井施打方法有打入式、振动捶式、射水式螺钻式和袋装式：(1)打入式、振动锤式通常用履带式吊机或特制钢架，砂进直径约30~50cm施打间距1.5~3.0m施工步骤a、天闲套管的尖靴，安置在指定的位置上。b、靠锤或振动器的振动打到预定的深度。c、用料斗将砂投入套管内。d、关闭投砂口，边送入压缩空气，边拔套管。e、套管全部拔出，砂井打成。（2）射木法该法的优点是对地基扰动小，没有处理排泥的问题施工步骤a、将套管安置在指定的位置上，b、将射水管放进套管内射水c、射水后套管慢慢下沉，如地下有障碍物或坚实土层，要用锤将套管打入。d、套管达到预定深度后，上下移动射水管，使套管中的土充分流出。e、将砂投进套管内f、拔起套管，施打完毕。三峡大学职业技术学院建筑工程系·5·（3）螺钻式镙钻式施打砂井的直径软大，为40~100cm深度为15cm，但施工速度较慢。（4）袋装式该法利用透水性良好的网状织物做的袋子装砂，透水性好。这种袋子受荷后能随地基变形，避免了砂桩因断桩而不能排水的缺点。袋装砂井的施工工艺流程为：整平原地面-摊铺下层砂垫层-机具定位-打入套管-沉入砂袋-拔出套管-机具移位-埋砂袋头-摊铺上层砂垫层。主要施工机械为导管式振动打桩机或导管式锤击打桩机。其施工步骤a、将套管打入到土中预定的深度。打入时导轨应垂直，钢套管不得弯曲，可用经纬仪或重锤控制垂直度。B、沉入事先灌制的砂袋，可用吊机或机桩架吊起垂直下井，防止砂袋发生扭给，缩颈，断裂磨损。C、拔出套管，形成砂桩，拔钢套管时要垂直起吊，防止带出或损坏砂袋。施工中若发现上述现象，应在原孔边缘垂打；连续两次将砂袋带出时，应停止施工，特查明原因，消除故障后施工D、移至一下一孔位，重复以上步骤为保证袋装砂井的质量，应采用中、粗砂粒径大于0.5mm的砂粒含量宜占总重的50%以上，含泥量小于3%渗透系数不小于5*0.001cm/s另外，砂袋留出孔口长度应保证伸入砂垫层至少30cm，并不得卧倒。6堆土预压法这种方法是在正在正式施工或施工期允许在软弱地基表面预先堆土加压，以加速软土的固结和地基的下沉并提高土的抗剪强度。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，其间遇有个别残丘，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，在河流中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，三峡大学职业技术学院建筑工程系·6·该区软土层一般夹有薄层粉细砂层，砂层厚薄不一样，层有多少，具有一定的水平层理，该区一般分布表硬壳层之下的多为淤泥和淤泥质土，大部分地区分布一层软土，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4~6m，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，高峻土和伊利石矿物多呈片状，具有软强的素水性和表面活动性，沉积时多为片堆组，因而沉积为絮状，具有软强的素水性和表面活动性，沉积时为片堆组，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）。（1）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。（2）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（3）压缩性高。软土的天然孔隙比与其压缩性成正比，天然孔隙比大，其压缩性必然就高，淤泥的压缩系数为1.34mP淤泥质土的压缩系数为0.73mP均属高压缩性土，佛开高速高路填土后的路基沉降量约1m左右。（4）凝聚力小淤泥快剪凝聚力平均值为9.1mP淤泥质土快剪凝聚力平均值为1.24mP,因此土体剪切变形能力差。施工中经常遇到路堤填到一定高度出现滑塌，造成路堤失稳。（5）因结系数小，因结系数一般在4.0*0.001cm/s左右，这样土体完成固结沉降所需时间必须软长，对施工工期影响较大施工方法除淤泥或淤泥质粘土外一般软土可作天然地基，由于它的压缩性高，强度低，因此要注意地基的变形。一般处理方法有，轻基浅埋，减少基底压力；砂垫层；砂井，砂井预压，电渗法等地层排水固结法，防止塑（控三峡大学职业技术学院建筑工程系·7·制施工速度和加速率，板村围墙，反压法）；换土垫层，短村，钢筋混凝土板跨越。施工时，保护基坑，减挠动，先建造高，重建筑物，后建造低，轻建筑物。参考资料《公路工程软基处理》刘玉卓主编人民交通出版社2002年1月