时间:2022-10-13 13:46:28
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇地基处理论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
1加强监理项目部管理,做到分工和职责明确
总监是项目部的领导核心,总监负责监理部人员的分工和岗位职责;与各承包单位负责人联系,协调业主与承包单位之间的工作关系;保持与业主的密切联系,充分了解业主对现场监理项目部的意见和要求,及时调整监理工作中出现的一些问题;检查和监督监理人员的工作,对监理人员进行调配,调换不称职的监理人员;定期组织项目监理部人员参加安全生产检查活动,督促承包单位做好施工现场的安全文明施工管理,及时处理可能发生或已经发生的一般工程质量、安全问题,参与工程质量事故的调查。监理部根据现阶段的工作特点,专业性要求,对各监理工程师和监理员进行综合培训,从质量和安全方面,施工区域分6条冲沟,3个专业工程师和7个旁站监理人员,安排相应的地基处理专业监理工程师进行教育培训,使监理部的综合能力得到更好的提高。制定每周一为内部周会,每周六学习交流,监理项目部出现的问题能够及时交流,并提出处理意见,将土石回填和强夯交接作为重点工作,相互信息沟通。熟悉图纸,掌握设计意图。对夯实范围、布点范围、处理深度、单击夯击能、夯击遍数及间隔时间、处理后应达到的地基承载力特征值等要了解透彻,做到心中有数。土石方工程中,工程测量是监理工作的一项重点工作,测量监理工程师对施工测量进行控制,对原始基准点、基准线和基准标高现场复核;施工过程中复核标高、沉降观测点,并对承包单位的测量放样资料进行复核和签认,真正做到准确无误。见证人员要亲自跟踪检测单位检测情况,将检测质量波动与日常旁站监理情况在项目监理会议上进行通报,由总监组织专业监理对当天质量波动情况发质量通报,确保施工和检测情况通知参建单位。安全监理工程师对工程的安全状况进行控制,根据现场要求,由安全监理工程师组织,每周对强夯机械和挖运土机械进行安全专项检查,并加强日常个人防护用品检查,在进入雨季施工时,由监理部组织,进行防洪专项方案检查落实,每次降雨过程中,监理部组织承包商进行防洪检查,从而使安全工作始终处于受控状态。
2做实做细高填方工程监理工作
在选择总承包、分包单位时向建设方提出建议,要求施工单位必须具备相应地基与基础工程专业施工资质;要求项目经理、项目技术负责人,其他主要管理岗位、特殊工种工人必须持有效岗位证书上岗。对施工组织设计,专项技术方案等,特别是一些危险性较大且技术含量较高的工作应编制专项的施工方案,并要重点审查。专业监理工程师对承包单位报送的拟进场工程设备证明资料进行审核,重点是夯锤质量复核和夯车安全情况检查,本工程总验收夯车20台次,对未经监理人员验收或验收不合格的工程设备,监理方应立即书面通知承包单位将不合格的工程设备撤出现场。对承包单位报送的分项工程质量验评资料进行审核,重点确认土石回填和强夯两家承包商之间的交接复核。对未经监理人员验收或验收不合格的工序,监理人员拒绝签认,并严禁承包单位进行下一道工序。同时此方法也可以检验出土石方工程承包商回填施工区域与设计图纸边界是否一致,偏差是多少,从而及时予以纠正。现场巡查回填质量,必须在自检合格的基础上经项目监理部逐层验收,严格控制回填的分层厚度、回填范围和回填高度,满足下一步强夯的要求。加强施工放线、验收及计算机复核检查。由于土石方回填和强夯施工交叉进行,土石方回填和强夯必然要交叉分区作业,因此施工前对施工区域的合理规划安排工作尤为重要。监理单位和承包商施工前按照已审核的放线图,合理规划施工顺序,制定双代号时标网络进度计划,合理安排各个工序的施工时间和顺序,取得了不错的效果,窝工或降效的情况控制在可接受范围之内。待各个分区施工完毕后,使用CAD绘制在计算机上同设计图纸进行对比,呈现出几乎完全重叠的图景,显示出监理方对投资控制的有效成果。现场监理设置强夯旁站监理。因现场夯机等设备多,针对监理人员少且经常连续昼夜监理旁站易出差错的问题,现场采用视频监控设备进行动态监测,实现旁站人员通过影像资料即可严密的监控承包商夯击次数等,确保施工质量。监理人员认真监督检查施工方的强夯施工过程和观测数据。在每遍夯击之前,要进行复线,确保不发生漏夯现象,确保强夯过程符合设计要求。
3监理责任风险的规避
根据“安全生产管理条例”第十四条要求,安全监理已经成为监理工作中一个必须担负的法律责任,监理在监理过程中对安全隐患决不能放过。在施工过程中往往因进度的需要,在两个单位之间要发生多次的工序交接,如果以加快进度为借口,没有认真复核交接,将造成夯点遗漏等问题。资料信息必须及时准确的传达和归档。监理工作中的时效性非常重要,在监理过程中,一旦发现了质量隐患,应立即留下相关的信息材料,并下达相应的指令,必要时要向上级反映。业主作为工程项目组织方,具有很大的影响力,如果业主违反工程中质量行为,监理项目敢于说“不”,并对业主的违规行为提出合理的意见和建议。对施工过程中出现的质量问题,监理方应立即下达监理工程师通知单,要求承包单位整改,并跟踪整改情况。对质量事故,总监理工程师应按照法律法规的相关要求进行处置,决不能有半点马虎。
4结语
经全体监理人员努力,该项目高填方地基处理工程经检测符合设计要求。项目监理部在总监理工程师的带领下将监理工作做实做细,以责任赢得信任,顺利完成此项监理任务,完美的诠释了监理的工作价值,为同类工程监理工作的开展提供了很好参考。
作者:郭永锋周波单位:太原理工大成工程有限公司太原市热力公司
关键词:软土路基 沉降观测 孔隙水压力
中图分类号:U213.157 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)02(a)-0 042-01
我国东南沿海和内陆广泛分布有含水量大、压缩性高的淤泥质软粘土,在荷载作用下容易产生沉降而影响建筑物的正常使用。对于软土地基上的建设公路、铁路、房屋建筑等工程,地基沉降观测和分析常被认为工程成败的关键。文章通过湖南某公路的沉降观测实验,阐述了沉降观测中的仪器布置要点,对沉降观测的孔隙水压力进行了分析。
1 仪器布置及分析要点
该公路某断面淤泥厚度3.6m~5m,塑料排水板超载预压处理软土路基,塑料排水板间距1.2m,处理深度9m,预压填土高度6.3m,土工格栅两层,设计要求预压期6个月。根据试验路段的地质条件、路基设计情况及试验目的试验监控仪器布置见图l。
观测的目的是探讨不同工程条件下软土地基内、填土路堤内各点的表面沉降、分层沉降、侧向位移、孔隙水压力与时间发展的关系和规律。
表面沉降:是地基变形和固结的直观反映,可以判断地基是否稳定、控制填土速率以及预测地基的固结情况。为了提高沉降观测精度必须做到“三同一固定”,即采用相同的观测路线和监测方法,使用同一仪器,在基本相同的环境和条件下工作,固定测站、转点和监测人员。
孔隙水压力:是地基土体应力变化的重要指标,可以了解地基土体内应力的转化情况,反映地基土体的固结快慢,判断地基强度增长情况。掌握孔压变化规律对指导路堤填筑速率有十分重要的意义。
侧向位移:是判断地基是否处于稳定状态的重要指标之一。土体的深层位移常利用测斜仪测得,测斜管采用膜量与土体相近的材料做成,当土体产生侧向变形时,测斜管也随之移动,利用测斜仪可测出这种变化,直接反映不同深度的地基土体侧向位移大小。
分层沉降:是不同深度处地基土体变形和固结的直观反映,通过分层可以分析不同深度处地基土体变形趋势。
2 孔隙水压力观测结果分析
为了了解目前土体的固结程度和土体的最终沉降量,需对沉降监测成果进行整理和分析。由于篇幅有限本文仅对孔隙水压力的变化进行分析。
孔隙水压力随时间变化的过程一般从一次加载到下一次加载孔隙水压力都经历了增长一消散一增长一消散的过程,说明附加总应力在不断向土体有效应力转化。孔压开始消散时消散速率较快,随时间的推移孔压的消散速率减慢,在后期孔压趋于稳定。
另外,监测过程中发现孔压值受降雨影响也较为明显,在填土荷载不变的前提下,雨后测得的孔压值明显大于雨前而不加载不降雨情况下孔压变化一般规律是随时间逐渐消散减小。这种变化是因为降雨相当于增大了地基的附加荷载,从而使孔庄值变大。但孔压增加值与降雨间更为精确的关系还难以数量化,有待于进一步研究。
利用监测数据整理绘出∑u与∑P曲线图如图2所示,由图中可知,各断面∑u~∑P曲线在填土初期曲线呈直线,后期地基固结度增加,地基强度增长,地基趋于稳定。在图2中,第一次转点位置发生在第四级填土荷载处(对应的填土高度为3.84m),也就是说,在填土至3.84m时,∑Au~∑P曲线还基本上是直线,待再填下一级荷载(对应填土高度为3.84m)时,∑u~∑P曲线出现向上弯折,斜率变大,根据前面土体的弹塑性理论分析可知,在填土高度大至3.84m时,土体的性质发生了变化,即进入了塑性变形阶段。因此该断面土体由弹性向塑性阶段转化对应的填土高度可取为3.84m左右,此填土高度与理论计算的极限填土高度相近。以上分析说明,在极限填土高度内,∑u~∑AP曲线呈直线,地基土体处于弹性阶段,此时可快速加载,超过极限填土高度后,∑u~∑P曲线出现向上拐点,地基土体处于塑性变形阶段,此时应放慢加载速度,待其达到所需固结度后方可继续加载;当加载过程中,∑Au~∑AP曲线出现向上转点即曲线斜率变大时,地基可能面临失稳,应采取停载或卸载措施。因此,可根据∑Au~∑P曲线的斜率变化判断地基是否稳定,以指导填土速率。
3 结语
阐述了沉降观测的主要观测指标及作用,通过实际工程应用着重对孔隙水压力的变化过程进行了分析。从一次加载到下一次加载孔隙水压力都经历了一个增长一消散一增长一消散的过程,说明附加总应力在不断向土体有效应力转化。孔压开始消散时消散速率较快,随时间的推移孔压的消散速率减慢,在后期孔压趋于稳定。∑u与∑P曲线能反映地基的加载状况及稳定性,通过曲线斜率的变化可判断地基是否稳定,指导路基加载填土速率。
参考文献
[1]中华人民共和国行业标准.建筑地基处理技术规范(JGJ79-91)[S].北京:中国计划出版社,1992:9~11
[2]戴济群.深厚软基高等级公路的路基沉降实用计算方法研究及其工程应用[D].河海大学硕士学位论文,1997:33~39
[论文摘要]地基处理的研究一直是土木工程的一个热点,常用的软弱地基处理方法分四大类,应综合考虑选择合理经济的方法。
我国《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2002)中规定,软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。它是指基本上未受过地形及地质变动,未受过荷载及地震动力等物理作用或土颗粒间的化学作用的软粘土、有机质土、饱和松砂和淤泥质土等地层构成的地基。
1.软弱地基加固处理方法
软弱地基的加固处理[1],按其原理和作法的不同,可分为以下四类:
1.1排水固结法
排水固结法又称预压法,其包括堆载预压法、超载预压法、真空预压法、真空与堆载联合作用法、降低地下水位法和电渗法等多种方法;通过在预压荷载作用下使软粘土地基土体中孔隙水排出,土体发生固结 ,土中孔隙体积减小,土体强度提高,达到减少地基施工后沉降和提高地基承载力的目的。
1.2振密、挤密法
振密、挤密法有表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密密实法、爆破挤密法和土桩、灰土桩等多种方法;采用一定措施,通过振动和挤密使深层土密实,使地基土孔隙比减小,强度提高。
1.3置换及拌入法
置换及拌入法有换填垫层法、振冲置换法、高压喷射浆法、深层搅拌法、褥垫法等多种方法;采用砂、碎石等材料置换软弱土地基中部分软弱土体或在部分软弱土地基中掺入水泥、石灰或砂浆等形成加固体,与未被加固部分的土体一起形成复合地基,从而达到提高地基承载力减少沉降量的目的。
1.4加筋法
加筋法有加筋土法、锚固法、树根桩法、低强度砼桩复合地基法、钢筋砼桩复合地基法等多种方法。通过在土层埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等达到提高地基承载力,减小沉降,维持建筑物稳定。
以上方法的原理、适用范围及工程实例可参考殷宗泽、龚晓南主编的《地基处理工程实例》[2]一书。
2.软弱地基处理方法的选择
在地基处理中,我们要遵循的原则是:技术先进、经济合理、安全适用、确保质量[3]。可根据以下条件进行选择:
2.1地质条件
不同的方法适用于不同的地质条件,可参看规范。
2.2设计施工条件
设计时应考虑工期及用料情况:工期不宜安排得太紧;时间充分,施工时地基稳定性好,遗留问题少。工程用料要求就地取材。施工时应采用科学的管理方法。
2.3场地环境条件
要考虑施工时对周围环境的影响。如:新填土会挤压原有道路、房屋,产生侧向位移或附加沉降;用砂桩、砂井时,施工有噪声,靠近居民点会扰民;采用降低水位法时,要考虑引起周围地基的下沉和对周围居民用水的影响故应预先调查或做隔水墙,并考虑施工后注水复原的问题;采用填土堆载时要有大量的土料运进运出工地,会影响交通和环境卫生;打石灰桩、灌注药物或采用电渗排水时,会污染周围地下水,应慎重对待。
2.4结构物条件
要考虑结构物的等级、结构体系、断面形状、位置、埋深、使用要求和建筑材料等因素对所选择加固方法的影响,特别是有地下结构物(地下室、涵洞、地铁等),或者结构物高低不同、沉降不均时,应当特别注意。
3.地基处理技术的创新
近几年来,世界各地因地制宜的发展了许多新的地基处理方法。
3.1。 添掺外加剂方面[4]
以前的地基处理方法大多从机械设备着手,从而建立某种工法,而从材料入手提高地基处理质量和效果的较少。高性能土壤固化剂土壤混合后,特别是与高含水量和富含有机质的淤泥发生一系列物理化学反应,形成相互连接的网状结构,从而提高固化土的强度,减少地基变形。通过室内实验和现场试验证明,用高性能土壤固化剂作地基处理特别是对软弱地基的处理很有效,比普通水泥加固效果好的多,此项技术在国外应用已相当普遍已有很成熟的研究机构和公司,但在国内尚属起步阶段。
3.2 综合应用水平方面
重视多种地基处理方法的综合应用可取得较好的社会经济效益。
真空预压法与高压喷射注浆法结合可使真空预压应用于水平渗透性较大的土层,而高压喷射注浆法与灌浆相结合使纠偏加固技术提高到一个新的水平[5]。
单用动力固结法(俗称强夯法)处理饱和软粘土地基时却极易产生“橡皮土”现象,难以达到预期效果。为此,岩土工程界将强夯法和排水固结法结合起来,开创了“动力排水固结法”这项新技术[6]。
3.3.可持续发展方面
我国《建筑地基处理技术规范》JGJ79—2002已经将粉煤灰正式列为换填垫层法可采用的一种垫层材料。
渣土桩又称“孔内深层夯扩挤密桩”,是一种新型地基处理方法,其充分利用建筑垃圾,变废为宝,施工现场干净无污染。
地基处理技术还被用于防止有害物渗出液污染地下水以及防止其他已被污染区域地下水的流动造成污染扩散。近期出现的处理新技术是让被污染的地下水通过含有将地下水中有害物变性、吸收及降解的铁屑或碳颗粒的活性截水墙PRB使地下水得到净化[7]。
4.结语
我国地基处理技术发展很快,但还有许多方面需进一步研究:
(1)发展现场监测技术的研究。
(2)发展测试技术的研究
(3)促进地基处理理论方面的进一步发展。
(4)完善工法的质量检验手段。
(5)发展地基处理新技术,提高地基处理技术的综合应用水平的研究。。
(6)要因地制宜合理选用处理方法。正确评价各种地基处理方法的适用性。
(7)研制新机械新材料,提高施工工艺,实现信息化施工的研究。
(8)深化施工管理体制改革,重视专业施工队伍建设。
参考文献
[1] 顾晓鲁,钱鸿缙,刘惠珊,汪时敏.地基与基础[M] 北京:中国建筑工业出版社,2003,(15):576
[2] 殷宗泽,龚晓南 地基处理工程实例[M] 北京:中国水利水电出版社,2000(1):14~17
[3] 陈莞尔 软弱地基加固方法的合理选择[J] 地基基础,2004
[4] 於春强,郑尔康 高性能土壤固化剂及在地基处理中的应用[J] 第九届土力学及岩土工程学术会议论文集2003
[5] 朱祖梁, 黄光明 软土地基处理方法的实例分析[J] 中国煤田地质,2005,6
【关键词】房建工程,地基处理,问题,解决策略
中图分类号: TU47 文献标识码: A 文章编号:
一、前言
房建地基处理,实践性强,社会性广,是一件复杂的系统工程。采取合理的房建地基技术,能够切实保障土质软弱的地基不变形,保障房屋不因水流作用而下陷,保障房屋不因地震等自然灾害而轻易失稳,对房屋地基强度和稳定性有着非常关键的意义。
二、我国房建地基处理技术的发展现状
地基处理技术按处理时间分类,包括临时处理和永久处理;按地基处理深度分类,包括分浅层处理和深层处理;按处理方式分类,包括化学处理和物理处理。我国地基处理技术,在50年代自前苏联引进,与我国房建工程特点不断融合,逐步形成了符合我国国情的地基处理技术新体系,许多处理技术措施已得到较为成熟的发展,部分创新技术在世界领域遥遥领先。新发展主要体现在以下两个方面:
第一,研究开发出了深层搅料、塑料排水版法、石灰桩等方法,并在实践工程中得到广泛应用。建筑废料和建筑垃圾,并不是直接处理后扔掉,采取废物利用,加强资源的利用率。废钢渣被利用开发成钢渣桩复合地基,而城市建筑垃圾则被利用开发成碴土桩复合地基,不但坚固,更能节约成本。这些措施,有利于提高资源利用率,减少污染,节省工程时间和工程成本,促进城市建设。
第二,创新了各种更符合社会发展和建筑要求的处理技术。比如托换技术,大刚度的柔性桩复合地基,钢筋混凝土疏桩复合地基,钻孔压浆成桩法,这些新技术层出不穷。再比如,大直径灌注桩越来越多地应用在软土、黄土等地基建设中,少污染低成本,适合我国的土质,更夯实了地基。地基处理技术,因此不但有利于房建工程的质量保证,更有利于项目预算的降低。
三、常用的地基处理技术方法
1.预压法
该法适用于软黏土、粉土、杂填土、泥炭土地基,基本方式为预先对地基施加一定静荷载,压密地基土,然后卸除荷载。目的在于排除土体中的孔隙水,土体慢慢固结,提高软弱地基的承载力,同时减少建成后的沉降量。该方法使用机具十分简单,可以直接就地取材,而且工期短,造价低。地基土层的渗透特性、厚度以及预压荷载的大小等因素,可按照地基固结理论对其计算预计,然后决定出预压所需的时间。在具体施工过程中,应当严密监测地面沉降以及土中孔隙水压力的消散情况,灵活控制预压。
2.换土垫层法
适用于浅层软弱地基及不均匀地基处理。基本方式为挖除浅层软土,用强度较高、压缩性较低并且没有侵蚀性的材料,进行分层夯实。目的在于提高持力层的承载力,减少部分沉降,有效消除湿陷性和胀缩性,改善土的可液化性能。在寒冷地区,可采用砂垫层,有效防止地基土的冻胀。在膨胀土地基中,则可用来消除其胀缩作用。
3.振冲法
振冲法,也叫振动水冲法,适用于处理松散砂卵石、砂土、粉土、粉质黏土、素填土和杂填土等地基。基本方式是利用起重机将振冲器吊起,启动潜水电机带动偏心块,使振动器产生高频振动,并启动水泵,通过喷嘴喷射高压水流,在边振边冲的共同作用下,把振动器沉到土中的预定深度,经过清孔之后,从地面向孔内逐段填入碎石,使其在振动作用下被挤密实,达到要求的密实度之后,就可以提升振动器,循环操作直到地面,在地基中形成一个大直径的密实桩体与原地基构成复合地基。目的在于提高软弱地基的承载力,同时减少建成后的沉降量,此加固方法快速而经济,非常有效。
4.强夯法
基本方式是在地基表面施加振冲力以击实浅层土,通过质量8到10kg的重锤从10到20m的高度自由下落所产生巨大的夯实能,对土体产生很大冲击力,夯实土体。目的在于提高土体强度,同时降低压缩性。适用于砂性土、非饱和黏性土及杂填土地基,对于非饱和的黏性土地基,可连续夯击或分遍间歇夯击。该法可用在陆上施工和水下夯实,操作简单,工期短,成本低,加固效果好。但施工噪声大,震动大,不利于周边现有建筑物,因此不适合房屋密集区。
5.桩基础处理法
桩基础处理法,比较古老,在桩型创新和施工工艺进步方面,其发展进步突飞猛进。桩基础形式很多,适用性和实用性大不相同,是地基处理技术中非常重要的组成部分。
(一)土桩及灰土桩,广泛应用于我国华北和西北地区,是由桩间挤密土和填夯的桩体组成的人工复合地基。基本方式是在基础底面形成若干个桩孔,再填入土或灰土,并进行分层夯实,实现地基承载力、水稳性的提高。此法适用于处理地下水位以上,深度5到15m的湿陷性黄土或人工填土地基。可用来消除湿陷性黄土地基的湿陷性,但是对于地下水位以下或是含水量超过25%的地基土,则不宜采用此法。
(二)砂桩属于散体桩复合地基,适用于挤密松散砂土、素填土、粉土、黏性土、杂填土等地基,又称挤密砂桩或砂桩挤密法。基本方式是通过振动、冲击或水冲在软弱地基中成孔后,然后把砂挤入土中,形成大直径的密实砂柱体的加固地基。砂桩法。对于饱和黏土地基,应通过现场试验后再确定是否采用,如果工程对变形控制要求不严的话,可用此法。此法还可用于可液化的地基处理。
(三)水泥粉煤灰桩是高黏结强度桩,由水泥、粉煤灰、高黏结强度桩、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成,同桩间土、褥垫层一道组成复合地基,适用于砂土、粉土、杂填土、黏土、淤泥质土等地基,可应用于独立基础、条形基础和筏基。对淤泥质土,则需要按照地区经验或现场试验,来确定其适用性。此方法适用性比较广,承载力提高幅度比较大,施工操作简便,工期短。
(四)混凝土桩,即用包括普通钢筋混凝土和预应力混凝土在内的混凝土制成的桩,桩的截面有方形、矩形、圆形和环形等,其中方形截面桩和环形截面桩最常用。混凝土桩应用面广,施工便捷,可操作性较强,桩体强度较高,耐久性良好,造价成本低,适用很多地基土处理,广泛用于水利建筑、工业建筑、民用建筑和桥梁的基础工程,也可用在边坡及基坑支护的抗滑或隔水工程。
另外,除了以上五种地基处理技术方法,还有其它方法。降低地下水位法及电渗法,基本方式是排水固结处理地基。挤孔内夯扩桩法、密砂石桩法、夯实水泥土桩法、爆破挤密法、深层搅拌法,该类方法都是利用振动、挤压,减小被压地基土体孔隙比,提高强度。加筋土法、树根桩法、锚固法,此类方法都是通过改善土体的工程性质,实现地基承载力的提高和沉降的减少,增强地基的稳定性。
四、房建地基处理中的常见问题及解决策略
1.常见处理问题
地基处理技术正在飞速发展中,但实践工作中仍然存在若干亟需改善的不足之处,主要体现为以下四个方面:
(一)前期准备工作不充足
房建工程前,施工企业应详细勘察房建施工场所的地理环境,全面了解其土质、水文、地貌、地形等各情况,对相关影响因素进行一一备案,同时寻求对措,预测潜在风险,提出预防策略。实践工程中,由于工期紧任务重,许多施工企业并没做好充足的前期准备工作,施工过程中面临突况,不得不停工考察,浪费工程时间,加大项目成本。
(二)降水防预工作不到位
降水是房建工程施工企业应重视的问题,降雨量的多少和降雨的时间对工程项目的质量和进度有着直接的影响。但实践工程中,降水预防工作通常被忽视,防预措施没有或者不到位,一旦发生大量降水,将对房建工程造成极大破坏。另外,降雨的数据分析不够准确,将对地下水水位变化产生不利影响,形成对地基的潜在威胁。
(三)全面性勘察的缺失
房建项目施工中,应随时监测周围环境的变化及地基问题,这些变化和因素短期内不会对宏观施工环境造成重大改变,但会最后累积成大变化,成为大问题。但在实践工程中,施工企业过于注重工程的工期及经费,轻视全面性勘查的意义,构成工程项目的潜在威胁。
(四)地基障碍物的调查力度不够
在房建地基的建设中,有时会遇到电力及通讯中使用的各种管道,这就是地基障碍物。施工企业应该重视这方面的布置,及时采取措施,绘制草图,寻找新的解决方案,否则,可能导致其他部门的干预和居民的反感,影响工程项目的正常运行。
2.解决策略
(一)施工前,应当仔细勘察周围的地形、地貌、水文及土质等环境因素,并将资料整理做好备案,留作备用。还应全面勘察周围的建筑物和施工条件,为处理技术做好前期准备工作。
(二)应了解工程所在地区的降雨情况,对降雨季节和降雨量进行准确的参数分析,采取相应的措施,做好针对性的水层漏水预防工作。还应充分考虑降雨时对地下水位可能造成的影响,杜绝地基坍塌发生,杜绝不必要的损失。
(三)全面分析工程项目的实际情况,选择最优方案,重视施工中的细节问题,建立统筹规划的分析方法,全面管理施工的各个方面,不可过分注重工期而忽略工程质量。
(四)房建施工前,应详细勘察地基障碍物,减少对施工过程所造成的干扰。还应对施工质量进行严格把关,全面分析施工过程中的各影响因素,严格审核,实现全面监督。
五、结束语
对房建地基进行处理中,应对施工现场合理分析,采取适当的地基处理技术,发现问题,采取针对性策略,进行妥善处理。应当按照质量标准要求,进行房建地基处理工作,从大环境着手,重视细节,确保稳定夯实的地基,从根基上为工程项目的施工做好铺垫,高效率低成本地完成工程任务和要求。
参考文献:
[1]朱治国.地基处理技术综述.[期刊论文]《科技情报开发与经济》.2011
【关键词】地下建筑,抗浮技术,措施探讨
中图分类号:TU198文献标识码: A 文章编号:
一.前言
随着城市和建设进程逐步加快,各种地下建筑逐渐出现,这些建筑在进行设计施工和正常的运行中,由于一直基本处于下下,很容易受到来自各种地下水的侵蚀,地下水对整个地下建筑有着十分重要的影响,因而,在建筑施工和竣工后的使用中,要做好各种抗浮措施,如此,可以更好的防止地下墙体发生裂缝或者是软化坍塌,对确保整个地下建筑的安全和工程质量有着十分重要的作用。
二.地下水对地下建筑的危害探究
1.地下水水位变化对建筑工程的危害。地下水的水位一般会受到降水,季节变化等因素的影响而产生水位的升降,地下水位的上升下降,会对整个建筑结构的设计产生极其消极的影响,。首先,当水位上升的时候,不仅仅会造成地震沙土液化速度加快,规模扩大,更会使得建筑结构下的岩土发生断裂,变形扭曲,滑坡,崩塌等多种地质灾害,严重降低了整个建筑结构中基础地基的承载能力,不利于整个建筑结构的稳定,不利于整个建筑结构抗震性能的增强。其次,地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。最后,地下水的冻胀也会对建筑结构的设计产生消极影响,主要表现在,当冻胀的地下水升温使得水浸湿和软化岩土时候,会使得地基土质的强度会大幅度降低,使得建筑物的沉降幅度变大,地基容易发生很大幅度的变形,造成建筑结构的稳定性差。
2.地下水会对建筑物的建筑构件造成很大的侵蚀性。地下水会对建筑构件中的混泥土,可溶性石材,和建筑主体中的管道,金属构件等造成很大的腐蚀和侵蚀,不仅仅会加快各种构件的老化,寿命缩短,更大幅度降低了整个建筑结构的稳定性和刚度。
3.地下水的水力状态容易发生改变,会使得在饱和的砂型土质的建筑结构设计变得更为艰难。当水力发生变化时候,土质的效应力大幅度降低,容易形成流砂,使得建筑结构下的土体发展流动,造成地表地基的坍塌,威胁建筑结构的稳定。
三.地下水对地下建筑结构设计的受力影响
1,地下水对地基基础设计中应力计算的影响
在地下建筑结构设计中,最关键是要确保地基的稳定,进行地基设计时候,首先要做到的就是要精确计算出自重应力和附加应力。在计算地基任意深度的自应重力时候,要以地下水位为分界线,地下水上面的土质,一般采用的是土质的自重应力。如果地基位于地下水的下面,那么,地基在水下的砂性土需要综合考虑到地下水的浮力作用。如果还是粘性土质则变得更为复杂,需要根据不同的情况而定,一般认为,如果在地下水下面的粘性土质的液性指数不小于零,那么,此时土质会是一种流动的状态,每个土质颗粒之间有很多自水,这种情况下,土体便受到了地下水的浮力作用。因此,在进行地下水位之下的自重应力的时候,要根据实际情况,综合考虑,分析确定是否需要将地下水的浮力纳入其中。如果液性指数在零之下,那么土质会保持在固体的状态,土质就不会受到地下水的浮力,在实践操作中,一般都会按照不利的状态来进行综合考虑分析。
2.地下水对天然地基承载力的影响
在建筑结构地基的设计中,要做好天然地基承载力的计算,地下水对地基有着十分重要的影响作用,一般而言,都会表现在两个方面,其一,位于地下水位之下的土质,会很容易失去表观凝聚力,而这种凝聚力多半是由毛细管和弱结合水所形成的,当失去凝聚力的时候,会使得土质的凝聚力大幅度降低。其二,当受到地下水的浮力时候,土质将会很大程度的降低了自身的凝聚力,也因此会使得建筑结构设计中地基的的综合承载力变弱。在实际建筑结构设计中,都会假设地下水水位上下的土质强度都是一样的,只是单一的考虑到地下水的浮力对土质的承载力产生的影响,当建筑结构设计的地基持力层在地下水位下面,而且不具有透水性,那么,不管基底上层的土质是否具有透水性,都统一使用保护重度,当地基的持力层具有透水性的时候,可以将有效重度纳入范围。
五.抗浮设计方案与具体措施
除箱形基础和内部无柱的地下构筑物外,采用片筏基础的地下室的结构一般难以满足整体抗浮的刚度和强度要求,故将地下室划分为若干结构单元进行抗浮验算是合理的,抗浮设计需结合结构单元抗浮验算的结果选择或调整结构抗浮方案及措施。抗浮方案及措施有:
1.主体工程采用桩(挖孔桩除外)基础时,单层地下室或裙房地下室可用桩协助抗浮,因为受地下水变化的影响,该桩可能抗拔也有可能承压。
2.主体工程采用天然地基时,单层地下室或裙房地下室可采用加大恒载(如覆土)抗浮,或将单层地下室和裙房及裙房地下室的结构处理成垂直荷载作用下的子框架结构支承于主体结构上,由主体结构协助抗浮。后者需修正原设计对应于子框架的梁柱内力与配筋和主体结构中支承子框架的节点的梁柱端的内力和配筋,修正的原则是取二次设计中承载力大的配筋和截面。主体结构离支承子框架节点较远的梁柱端内力受影响较小,一般可以不必修正。
3.抗浮锚桩协助抗浮。如图1,抗浮锚桩的结构设计方法基本上同锚杆,适用范围比较大。常用于大空间、大面积的单层地下室或裙房地下室及地下构筑物抗浮,当水压力较大时,用分布抗浮锚桩无梁地下室底板的方案易于设计且比较经济。
4.地下罐体的抗浮设计应注意其基础或基墩在地下水的影响下可能受压也可能受拉,要做两个方向受力的强度验算。
5.在必要时要做抗浮桩或抗浮锚桩的拨和压的双向受力验算,承压验算宜考虑桩土协同工作,桩主要起抗倾斜作用,注意抗浮验算单元应与协助抗浮的方案吻合,位于地下水位以下的室外抗浮覆土要扣除地下水的浮力,悬挑出室外的地下室底板可以适当考虑上面覆土的内摩擦角按倒梯形截面计算抗浮力,抗拔桩和抗浮锚尽量布置在柱、墙下或对称布置在柱下,共同形成基础梁的支座,可以使抗拔桩和抗浮锚桩的受力均匀。
如图2,当基础梁的刚度较小时,要避免跨中抗梁的内力计算,因基础梁的竖向位移刚度从柱下至跨中各点不相同,所以布置在基础梁跨中的抗拔桩和抗浮锚桩对基础梁跨中是新约束,应注意计算简图的处理,调整基础梁的配筋,工程地质勘查应考虑协助抗浮的抗拔桩和抗浮锚桩的布置方案对桩长的影响。
五.结束语
地下建筑的抗浮设计施工关系到整个建筑工程的后续施工,关系到整个建筑工程的工程进度,工程成本控制和工程质量的保证。加强地下水对建筑结构设计影响的研究,找出地下水浮力对地下室和建筑物结构施工设计的重要影响方式,和发生原因,有助于地下建筑结构设计的科学化和合理化。地下水是建筑结构设计中无可避免的载体,水压力和地下水的浮力都会优先于地基对建筑物的结构产生反力作用,因此,在建筑结构设计中,要对地下水这一最重要的影响因素做出深入研究,这是保护地基稳定的关键环节。同时,通过探究发现,地下水主要还是通过影响到建筑结构设计中的基础设计的受力,主要是建筑结构的自应重力和建筑结构的承载力,要从建筑结构设计中的抗浮力上面加以改善和修正,尽力保证建筑结构设计的合理性和科学性,保证工程的质量。
参考文献:
[1]杨建浩 王永裕 地下建筑的抗浮技术措施 [期刊论文] 《西部探矿工程》 -2004年1期
[2]杨方勤 段创峰 吴华柒 袁勇 上海长江隧道抗浮模型试验与理论研究 [期刊论文] 《地下空间与工程学报》 ISTIC PKU -2010年3期
[3]赖泽金 李涛 彭星新 地下建筑物的抗浮设计 [期刊论文] 《中国房地产业》 -2011年8期
[4]贾金青 陈进杰 大型地下建筑抗浮工程的设计与施工技术 [期刊论文] 《建筑技术》 ISTIC PKU -2002年5期
[5]黄学兵 地下建筑工程抗浮的探讨 [期刊论文] 《中华民居》 -2012年6期
关键词:复合地基、液化判别、应力集中
1概述
碎石桩具有抗砂土液化的能力,因此碎石桩复合地基在加固液化地基方面得到广泛的应用,在实际地震中,也证实了这种加固方法的有效性。但是在实际工程中如何判别碎石桩复合地基桩间土的液化可能性仍然是一个没有很好解决的问题。
文献[1]利用Seed]提出的碎石桩复合地基排水方程,分析了复合地基的振动孔隙水压力,郑建国[2]通过现场试验并考虑排水和桩体效应,提出了修正标准贯入击数的方法,何广讷[3]在此基础上对其进行了修正,方磊[4]在前人工作的基础上提出了适用于碎石桩复合地基的修正seed简化法。
本文在现有的研究的基础上,提出了考虑碎石桩体排水效应和桩体应力集中效应的瑞利波法复合地基液化判别。
2天然地基液化的判别
目前在实际工程中对天然地基液化的判别方法主要归为两大类:一类是根据标准贯入试验建立的判别方法,如现行的《建筑抗震规范》Gb50011-21;另一类是根据场地土的剪切波速或者瑞利波速度判别。
2.1规范法
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)给出了天然地基液化判别标准贯入试验法:在地面以下15m深度范围内,液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算:
(1)
在地面下15~20米范围内,液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算:
(2)
式中 —液化判别标准贯入锤击数临界值;
—液化判别标准贯入锤击数基准值;
——饱和土标准贯入点深度(m);
——粘粒含量百分率,当小于3或为砂土时,应采用3。
2.2瑞利波速度液化判别法
近十年来瑞利波勘探技术在国、内外得到广泛的应用。瑞利波速度Vr与剪切波速度Vs具有如下的关系:
(3)
式中, 为介质的泊松比。一般土层的泊松比 =0.45~0.49,所以有如下关系:
(4)
标准贯入击数N与瑞利波速度的关系:
(5)
将式(5)代入式(1)、(2)中得到:
(6)
(7)
式中
——计算的临界瑞利波速度
——瑞利波测点的深度
——常数
其它参数同上
3碎石桩复合地基的液化判别
碎石桩具有应力集中作用和排水作用,在实际地震中证实了碎石桩复合地基抗液化有效性。国、内外研究者采用数值分析的方法对这方面的问题进行了很多的研究。
3.1桩体应力集中作用
由于碎石桩桩体的剪切模量比桩间土剪切模量大,在水平动剪应力作用下,桩间土分担的剪应力减小,从而将影响地震孔隙水压力的产生。
按照复合地基理论中的变形协调性原则,地基在承受应力时,桩身和桩间土上的应力比可以近似按刚度比分配,即:
(10)
因此,可以推导出:
(11)
式中 , ——分别为桩身和桩间土的剪应力;
——应力比。
——面积置换率
桩体应力集中作用的修正系数为:
(12)
天然地基经碎石桩加固后,桩间土得到振密和挤密,标贯击数与天然地基相比得到很大的提高,因此,桩间土或复合地基的临界标准贯入锤击数可按下式计算[22]:
(13)
式中 ——加固后复合地基的标准贯入锤击数
——桩间土加固后的标准贯入锤击数(未经杆长修正)
——桩土应力比,一般为2~4
——面积置换率
3.2桩体的排水作用
碎石桩复合地基的排水作用是随着置换率和地震烈度的增大而加大。在实际工程中,碎石桩的置换率一般为m=0.082~0.25,地震烈度为7~9度。文献[3]给出碎石桩的排水作用系数 为:
(14)
式中I为判别场地的地震烈度。
4.瑞利波速度判别法
本文在天然地基瑞利波法判别液化的基础上综合考虑复合地基的挤密、振密桩体效应和排水效用,给出了复合地基液化判别式:
(15)
式中 ——计算的复合地基临界瑞利波速度;
——分项系数,
——桩体效应折减系数,
——瑞利波测点的深度
——地下水位深度
——复合地基瑞利波速度基准值 。
5工程实例
某建筑工程场地位于VII度设防区 ,采用振冲碎石桩对地基进行了加固处理,场地地层由上之下分别为:杂填土厚度约1.0~1.5m,细砂,厚度2.5~6.4m,存在液化现象,以下为粗砂和砾砂。地下水位于地表下1.2m。碎石桩桩径为0.8m,桩长大于8.5m,桩间距为1.16m。碎石桩处理前、后标贯击数见图1,处理前、后的瑞利波速度见图2。从图1和图2可以看出:加固处理前标贯击数N值和瑞利波速度较低,6.0m以内存在液化现象,加固处理后标贯击数N值和瑞利波速度增值较大,但是用天然地基液化判别式(1)、(6)进行判别,4.5m以内仍然存在液化现象。考虑桩体的应力集中作用和排水作用后用 式(15)进行判别,则不存在液化现象。
6.结语
本文利用瑞利波速度在天然地基液化判别的基础上考虑碎石桩桩体的应力集中作用和排水作用给出了碎石桩复合地基液化的判别的工程方法。
参考文献
[1]徐志英.用砾石排水桩抗地震液化的砂基孔压计算[J].地震工程与工程振动,1992,12(4)88~92
[2]郑建国. 碎石桩复合地基液化判别方法的探讨[J]. 工程勘察,1999,(2):5~8
[3]何光讷,振冲碎石桩复合地基液化势的判别,辽宁工程结构,东北大学出版社,2000
关键词:国外铁路;软土地基;沉降控制
中图分类号:F530文献标识码: A
题目
在进行铁路路基的填筑时,土壤的含水量达到施工要求,一般经过机械碾压便可使路基的压实度达到设计要求,但是在软土地基路段很难达到设计要求,绝大多数软土地基路段都会含有淤泥、淤泥质土以及其他高压缩性饱和粘性土、粉土等,含水量较高,承载力较低,土质的孔隙比较大,土质稳定性比较差,导致上部结构设计承载能力大幅降低,若不及时正确的处理很容易影响整体道路工程的建设质量,存在较大的道路通行安全隐患。这里从以下几个方面对道路软土地基的处理进行探讨。
1、软土地基概述
软土地基是一种常见的特殊地质,在世界范围之内都有所分布,软土路基的处理的直接目的是不断提升该段铁路路基的稳定性以及承载能力。
在国际上软土地基一般如下定义:由粘土以及粉土等等细微颗粒含量多的松软土、孔隙较大的有机质土、泥炭和松散砂等等土层来组成的。地下水位则比较高,而之上的填方和构造物稳定性差,并且通常则就会出现沉降的地基。
软土地基不可以简单地只依照地基条件来确定,因为填方形状和施工状况而异,在需要的时候应该在充分研究填方和构造物的种类、形式、规模以及地基特性的基础之上,同时判定是否应该依照软土地基的处理。
2、软土地基的处理
2.1、土工格栅法
土工格栅是一种新型的聚合物材料,经双向定向拉伸后,它的纵、横向抗拉强度均匀,且具有良好延性、高抗疲劳性和耐腐蚀性。其重量较轻,方便施工。
土工格栅层处理软土地基的机理表现在下面几个方面:①土工格栅有一定的刚度,从而使上面的负荷得到扩散,提高了地基的承载能力。②由于土工格栅的抗拉强度大,它的存在可增加路堤的稳定性。③由于格栅网眼的存在制约了颗粒材料的横向移动,形成了良好的嵌锁作用。通过这种机械咬合作用使土体具有较好的整体抗剪能力。
以境外某铁路复线工程施工为例。在施工临近当地河道的一段软土路基时,根据地质勘测报告显示软土厚度为2m-7.5m,其状态为软塑状,为保证施工及运营阶段的安全性稳定性,并减小沉降,必须采取措施对路基底进行处理。经设计单位、业主、监理三方共同研究决定采用换填,土工格栅垫层等措施进行软基处理,并同时布设纵、横向排水渗沟。土工格栅垫层处理地基的施工程序及要点:①先平整场地,清表土并排干地表水。②在地基上铺一层10cm的砂垫层,然后铺上一层SS-20型土工格栅(采用横铺),土工格栅沿横断面铺设,格栅的铺设应平顺,保持一定的松紧度,表面严禁有碎、块石等坚硬凸出物。③路基土应分层填筑并满足相应规范要求,另外应避免运料车在已摊铺好并张紧定位的格栅上直接碾压。④施工中应控制路堤的填土速率并加强沉降和侧向位移的观测,防止路堤失稳。
通过上述方法进行处理,有效提高地基承载力,这一效果能有效提高路基加载速率,缩短工期。而且,土工格栅在提高地基承载力和增加地基稳定的同时,对不均匀的沉降有调节作用,能较快的减少路基的沉降差异。
2.2、高压喷射注浆法
高压喷射注浆法可以被称为旋喷法,它使用钻机将带有特殊喷嘴的注浆管钻进到土层的预定位置之后,使用高压脉冲泵把化学药剂比如说是水泥浆液、以水玻璃为主的浆液、以丙烯酸胺为主的浆液、以纸浆液为主的浆液等,通过钻杆下端的喷射装置,来向四周使用高速水平喷入土体,凭借液体的冲击力将土层切削,使得喷射流程之内的土体遭受到破坏,并且钻杆一边以一定的速度旋转,而在一边低速则会慢慢提升,使得土体同水泥浆之间充分搅拌的混合,胶结硬化之后即在地基之中可以形成直径比较均匀、有着一定强度的圆柱体,这样的话就会使得地基得到加固。
在境外的某铁路施工中,依据工程地质资料以及基础埋置深度,地基持力层为黄土状土,且黄土状土质分布不均,而第三层则为中砂分布,十分不稳定,厚度比较小、厚度差比较大,依照设计和规范的要求采用高压喷射注浆法进行施工进行加固处理。首先进行工艺性实验,确定主要工艺参数,并根据本工程地质情况和设计要求确定桩径为0.5m,采用旋管喷射单管法注浆,并配备相应的机具。施工过程中,严格按照设计桩位、桩径、桩长和桩数施工,桩位允许偏差为±5cm,桩径和桩长不小于设计值,垂直度偏差不大于1.5%。桩体质量检验在成桩28d后进行,采取钻孔取芯和平板载荷试验两种方法进行检测,检测点的频率为总孔数的0.2%,最少不少于3个点。检验结果表明:该段旋喷桩单桩承载力和复合地基承载力均满足设计要求;桩体均质,无断层、夹碴情况;桩径误差符合规定规范要求。
旋喷注浆法加固地基施工设备筒单、噪音小、振动小、施工速度快、成本低、工艺操作又相对容易,且沉降量相对较小,能满足国外客运专线的要求。同时,我们也认识到旋喷桩有技术较强的特点,施工时一定要根据不同的地质情况,进行合理的参数设置,才能保证做出质量合格的工程。
2.3、强夯法
强夯法是强力夯实法的简称,在国际上又被称为动力固结(DynamicConsolidation)或动力压实法(DynamicCompaction)。这种方法一般使用重量为80―400KN的重锤,以6―40m的落距多次冲击地基,使地基土压实和振密,致使土体体积压缩,空隙减小,密度增加,均匀性得以改善,从而达到提高地基强度、降低压缩性、增强抵抗振动液化的能力和消除黄土湿陷性的目的。随着施工方法的改进和排水条件的改善,它已适应与加固碎石土、砂土、低饱和度粉土和粘性土、湿陷性黄土、杂填土、工业废渣以及水下地基等各类地基土,具有加固效果好、施工简单、造价低、工期短、适应范围广等优点
强夯法工程的质量检测方法主要有平板载荷试验、土工取样试验、标准贯入试验、重型动力触探试验等。
2.4、其他处理方法
此外,处理软土地基时,根据现场的地址环境和机械设备等条件,还可以采用换填、袋装砂井、塑料排水板、挤密砂桩、碎石桩、粉体喷射搅拌桩、浆体喷射搅拌桩、水泥粉煤灰碎石桩、水泥砂浆桩、真空预压、堆载预压等方法。
3、软土地基沉降控制
依据路基填高、地基条件、施工工期组织安排以及工程类型分布,在系统分析地基压缩层分布范围、厚度、埋深、分层物理力学指标以及变形参数的基础之上,来进行路基工后沉降计算。铁路路基地基的沉降主要通常是由主固结沉降、次固结沉降来组成,软土地基还存在着欠固结沉降。主固结变形通常是由路基施工及摆置期来实现的,次固结以及欠固结沉降则是长期存在的。
风化岩层地基强度比较够高,地基变形量比较小,通常是弹性变形,工后沉降不容易控制;软土地基的变形通常是是塑性变形,地基变形量则是由地基土性质以及厚度决定,合理确定土质地基压缩层计算厚度对于控制工后沉降是相当重要的。
当天然地基的工后沉降没有办法满足沉降控制要求之时,则要求使用复合地基加固;对于复合地基的部分,沉降计算方法通常包括有复合模量法、应力修正法以及桩身压缩模量法等等,在设计计算之时应该依据复合地基加固的类型以及特点选择不同的计算方法。加固区之下卧层地基工后沉降是有荷条件之下沉降量减无荷条件下沉降量。淤泥质土、软黏土等饱和土按固结系数以及固结时间来计算固结度。非饱和土地基,而沉降完成率计算理论需要继续进行完善,可以通过现场具备代表性大型载荷试验推测沉降完成率或者是依据可靠经验来确定施工期的沉降完成率。
4、结语
在软土地基的强度以及变形问题是铁路工程施工别注意的问题,在铁路工程中出现过很多因为过大的沉降以及不均匀沉降而导致软土地区的工程安全和质量事故。国外铁路工程软土地基处理及沉降控制需综合考虑当地地质与坏境条件的特殊性、工期要求、施工条件与施工能力、设计标准与控制目标、经济效益等因素,根据各种软土地基处理方法的适用性,经比选确定软基的处理方案,保证经处理的软土地基满足国外铁路对于路基的稳定性和平顺性的要求。
参考文献:
[1]左季康.高速铁路软土地基处理及沉降控制浅析[J].江西建材,2005,02:23-25.
关键词:CM 三维复合地基Abstract: in this paper, CM3-dimensionHighstrengthcompositefoundation is introduced, and with the example of one project the calculation process is introduced about parameters
Keyword: CM3-dimensionHighstrengthcompositefoundation
1 CM 三维复合地基简介
CM 三维复合地基是广义复合地基中竖向增强体复合地基的一种形式的演变,CM 三维复合地基是由CM 桩形成竖向基础材料增强体系。该项技术是由专利发明人沙祥林[1]在现有国内外复合地基的研究理论与实践的基础上提出的。经过C 桩、M 桩对地基的加强,形成三种不同的刚度区域,C 桩、M 桩与桩间土体形成的第一刚度区域,C 桩和桩间土体形成的第二刚度区域,C 桩桩底以下持力层形成第三刚度区域。建筑上部荷载经过三个刚度区域合理分配,通过三维空间协作对地基基础进行加强,改善了地基基础的力学性能。
2 工程概况
本工程建筑±0.00相当广州城建高程值18.10m,筏板面标高相对建筑±0.00为-9.85m,筏板板厚为2000mm。桩顶垫层(素砼+砂垫层)厚0.30m,桩顶标高相对建筑±0.00为-12.15m,则根据地勘报告,筏板基础基底主要处于②2层粉质粘土层或②5层粉质粘土层,综合取fak=180kPa。C桩采用C25素混凝土,成桩直径D=500mm,采用合金钻头施工,以风化岩面为桩端持力层,施工至岩面后要求磨钻。若C桩有效桩长大于25m未至风化岩面,则以打至25m为准。M桩成桩直径D=600mm,有效桩长L=8m。水泥用量为每米喷入32.5R复合硅酸盐水泥100kg。
3 基础方案的确定
本工程采用两种基础方案进行对比选择。一种基础方案采用钻孔灌注桩承台基础,为了确保地基基础的承载力和沉降,桩端持力层进入6 土层。桩基础存在以下不足之处:1、桩承台基础作为基础整体结构的一部分,通过土对桩的侧向摩阻与端承作用将上部结构荷载传到土层中,但是该基础体系未能充分利用承台下桩间土的承载力。2、由于稳定性要求和实际需要,建筑物都有一定的埋深,同时该工程一般有1~2 层的地下室。若利用桩基础,基坑开挖卸荷导致建筑物对地基土的应力补偿作用得不到利用,是一种损失。3、桩端需要有良好的土层,而对于要处理的地基持力层都较深,本工程的理想持力层相对标高在地下18~20 米,因此造成桩较长,桩基础同其它地基处理相比,造价相对较高。由于桩基础费用一般占土建费用的15~20%,甚至达到30%左右,显著提高了建筑成本造价。本着对建筑物安全可靠,经济实用的原则,CM 三维复合地基更合适。7、 总结
根据现场沉降监测数据,整个施工过程和竣工以后的沉降都在规范允许范围之内,因此证明基础方案的选择是符合实际工程需要的。同时从现场施工反馈的信息来看,施工工期施工成本和工程造价成本也是优于钻孔灌注桩。
参考文献:
[1] 沙祥林.“CM 三维高强复合地基”及在深圳的实践.第二届建筑结构工程学术交流会论文[C].2000
【关键词】房建工程,地基处理,施工研究
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
一.前言
房建工程是现代社会中发展最为迅速的工程,但是在房建工程中对于地基的处理一直是一个问题,这关系到房建工程的整体质量。因此如何处理好房建工程中的地基问题就变得十分重要了。房建地基处理,实践性强,社会性广,是一件复杂的系统工程。采取合理的房建地基技术,能够切实保障土质软弱的地基不变形,保障房屋不因水流作用而下陷,保障房屋不因地震等自然灾害而轻易失稳,对房屋地基强度和稳定性有着非常关键的意义。
二.地基处理施工技术分类探析
根据房屋建筑地质环境进行地基处理,其施工原理是利用换填、夯实、挤密或振密、排水圃结、胶结、冷热处理等方法对地基进行加固。进一步细分来看,地基处理施工技术还包括地基加同技术、桩基技术以及辅助的地下连续墙技术。进行地基的加固技术,主要就是为了能够增加地表的承载能力,这样就可以很大程度上防止地基发生变形或者沉降。桩基技术的运用主要是为了将来自上面的荷载力传导到地基的深部位置,这样就可以缓冲从而消除了冲击力。
对于地下连续墙的施工技术主要是为了辅助桩基技术,主要是为其提供侧向的支护。在很多的地基处理方式中,其中有一些方式主要是为了改良地基土壤从而来增加地基的抗剪切能力,使得地基的压缩性得到降低,使地基土的透水性得到一定改善,这样多的目的就是为了使地基的环境能够适合进行地基加固。
三.房建地基处理中的常见问题及解决策略
1.常见问题分析
地基处理施工技术正在飞速发展中,但实践工作中仍然存在若干亟需改善的不足之处,主要体现为以下四个方面:
(一)前期准备工作不充足。房建工程前,施工企业应详细勘察房建施工场所的地理环境,全面了解其土质、水文、地貌、地形等各情况,对相关影响因素进行一一备案,同时寻求对措,预测潜在风险,提出预防策略。实践工程中,由于工期紧任务重,许多施工企业并没做好充足的前期准备工作,施工过程中面临突况,不得不停工考察,浪费工程时间,加大项目成本。
(二)降水防预工作不到位。降水是房建工程施工企业应重视的问题,降雨量的多少和降雨的时间对工程项目的质量和进度有着直接的影响。但实践工程中,降水预防工作通常被忽视,防预措施没有或者不到位,一旦发生大量降水,将对房建工程造成极大破坏。另外,降雨的数据分析不够准确,将对地下水水位变化产生不利影响,形成对地基的潜在威胁。
(三)全面性勘察的缺失。房建项目施工中,应随时监测周围环境的变化及地基问题,这些变化和因素短期内不会对宏观施工环境造成重大改变,但会最后累积成大变化,成为大问题。但在实践工程中,施工企业过于注重工程的工期及经费,轻视全面性勘查的意义,构成工程项目的潜在威胁。
(四)地基障碍物的调查力度不够。在房建地基的建设中,有时会遇到电力及通讯中使用的各种管道,这就是地基障碍物。施工企业应该重视这方面的布置,及时采取措施,绘制草图,寻找新的解决方案,否则,可能导致其他部门的干预和居民的反感,影响工程项目的正常运行。
2.解决策略分析
(一)施工前,应当仔细勘察周围的地形、地貌、水文及土质等环境因素,并将资料整理做好备案,留作备用。还应全面勘察周围的建筑物和施工条件,为处理技术做好前期准备工作。
(二)应了解工程所在地区的降雨情况,对降雨季节和降雨量进行准确的参数分析,采取相应的措施,做好针对性的水层漏水预防工作。还应充分考虑降雨时对地下水位可能造成的影响,杜绝地基坍塌发生,杜绝不必要的损失。
(三)全面分析工程项目的实际情况,选择最优方案,重视施工中的细节问题,建立统筹规划的分析方法,全面管理施工的各个方面,不可过分注重工期而忽略工程质量。
(四)房建施工前,应详细勘察地基障碍物,减少对施工过程所造成的干扰。还应对施工质量进行严格把关,全面分析施工过程中的各影响因素,严格审核,实现全面监督。
四.常用的地基处理施工技术分析
1. 强夯法与碎石桩法的结合运用
该项技术的工作原理主要是指在施工过程中,首先在填土层将碎石桩体处理好,这样做主要是为了将基土进行挤密以及进行排水固结。接着再选择强夯点。通过强大的冲击可以将碎石桩体击散,这样就可以将碎石通过桩径挤入到周围的护土层,这样会使其在地基的上面形成紧密的碎石和土相混合的硬壳层,这样就会达到建筑物对地基强度的要求。
同时在施工过程中强夯法的应用很重要。该方法的施工技术难点在于夯击的次数、夯击的深度等这些方面的把握,如果把握的不好,就会很大程度上影响夯击的效果。在理论上来说,夯击加固的深度是根据土层的厚度进行的。单位夯击量必须要考虑到地基土壤的性质、土壤的结构类型、载荷大小以及打算夯击的深度等这些因素。对于夯击的次数来说,这要有地基土壤的性质来决定,但是在通常情况下,我们可以先夯击二到三遍,最后我们可以再进行一次小的夯击。但是在夯击时,每两段夯击之间必须要间隔一定的时间段,这样才可以保证夯击的效果。
2.预压法。该法适用于软黏土、粉土、杂填土、泥炭土地基,基本方式为预先对地基施加一定静荷载,压密地基土,然后卸除荷载。目的在于排除土体中的孔隙水,土体慢慢固结,提高软弱地基的承载力,同时减少建成后的沉降量。该方法使用机具十分简单,可以直接就地取材,而且工期短,造价低。地基土层的渗透特性、厚度以及预压荷载的大小等因素,可按照地基固结理论对其计算预计,然后决定出预压所需的时间。在具体施工过程中,应当严密监测地面沉降以及土中孔隙水压力的消散情况,灵活控制预压。
3.换土垫层法。适用于浅层软弱地基及不均匀地基处理。基本方式为挖除浅层软土,用强度较高、压缩性较低并且没有侵蚀性的材料,进行分层夯实。目的在于提高持力层的承载力,减少部分沉降,有效消除湿陷性和胀缩性,改善土的可液化性能。在寒冷地区,可采用砂垫层,有效防止地基土的冻胀。在膨胀土地基中,则可用来消除其胀缩作用。
4.振冲法。振冲法,也叫振动水冲法,适用于处理松散砂卵石、砂土、粉土、粉质黏土、素填土和杂填土等地基。基本方式是利用起重机将振冲器吊起,启动潜水电机带动偏心块,使振动器产生高频振动,并启动水泵,通过喷嘴喷射高压水流,在边振边冲的共同作用下,把振动器沉到土中的预定深度,经过清孔之后,从地面向孔内逐段填入碎石,使其在振动作用下被挤密实,达到要求的密实度之后,就可以提升振动器,循环操作直到地面,在地基中形成一个大直径的密实桩体与原地基构成复合地基。目的在于提高软弱地基的承载力,同时减少建成后的沉降量,此加固方法快速而经济,非常有效。
五.结束语
综上所述,房建工程中对于地基的处理是一项关键的技术,是房建工程中的重要环节,做好这方面的处理技术,可以有效的保证房建工程的质量,提高工程施工的安全性和可靠性。同时做好地基施工的处理也可以使整个房建工程的性价比得到很大的提升,提升建筑施工企业的形象。
参考文献:
[1]甘厚义; 周虎鑫; 林本銮; 张合青; 王逢朝; 林跃; 梁文; 邓方贵; 余积新 关于山区高填方工程地基处理问题建筑科学1998-12-20期刊
叶吉,1957年6月生于江苏省江阴。先后毕业于中国地质大学土木工程专业、中国科技工程学院港口航道与海岸工程专业、工学学士;1976年进入交通部澄西船厂工作;1983年在江阴澄西机械施工处从事打桩队工作;1997年任江阴澄西机械施工处打桩队队长;2000年在江阴市华澄建筑安装工程有限公司历任机械施工队队长、打桩队队长、项目部经理等职。现为注册岩土高级工程师和国际特级职业经理人。
人有人性 土有土性
在地基处理方面,业内人士常说的一句话就是“神仙难降淤泥水”,由此说明淤泥质土的处理难度。地基中常见的软土,一般是指处于软塑料或者流塑状态下的黏性土,天然软土具有含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低的特点,还具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质,这便是土的“性情”。在施工中,路基填土或桥涵构造物的最佳含水量很难把握,不易达到满足压实度值,而如果无法满足相应的密实度要求,一经使用荷载,往往会发生路基失稳、沉降不均、塌陷开裂等情况。尤其对淤泥土而言,业内长期采用“真空预压法”、“堆载预压法”,但以上方法往往会导致工期长、成本高,且由于大量使用塑料、化纤等材料而对土体产生二次污染。
参与过上海浦东机场第二及第三跑道、上海海港新城、上海虹桥机场第二跑道、上海洋山港陆域配套道路施工、天津中心渔港等市级、国家级重点工程项目的叶吉,凭借着对祖国广袤土地的热爱,将满腔热情都投入到攻克软土地基施工处理难点的研究中,在近20多年的施工实践中,他在施工第一线将所学专业知识与沿海、沿江新吹填软土地基的特点相结合,探索出了不同土性的特点,发明了应用于软土地基加固处理的专利技术——“双控动力固结处理软地基的方法”。
“双控动力固结法”即结合二种控制方法处理软弱地基的一种施工方法,特别是针对我国沿海地区普遍存在的淤泥质黏土,该工法能有效快速提高地基的承载力,使流塑状淤泥快速改变为软塑甚至固结。在饱和黏土中,特别是在淤泥和淤泥质黏土中,由于土的透水性差,持水性强,若用一般方法处理效果较差。而本工法则是利用电渗降水的方法对透水性差的土体产生疏干作用,从而使地下水得以排出。通过电渗降水降低施工区域内的地下水位,使加固范围内土体的含水量达到满足强夯施工要求的最佳含水量,再利用电渗后流塑状淤泥在外力作用下可塑成任何形态这一特点,通过施加电渗(外力)激活水分子,通过抽水使之成为半固结状态或固结状态。由于淤泥质黏土在外力除去后,能继续保持以上一特点。同时在塑态变成半固态时,土的形状不变,在电渗降水的作用下,土的体积因水分减少而发生收缩,特别是当土体水分进一步减少后,在淤泥质土体转变为软塑状态后;对需处理的软土地基铺设垫层后进行动力加固(如强夯,冲击碾压和振动碾压等方法),再通过动力夯击的作用,使土体中结合水进一步排出,经多轮电渗降水——动力挤密,从而最终达到固结密实处理,提高软土地基的承载力。
“双控动力固结法”专利技术分别于2006年被评为“国家专利战略促进计划重点推荐项目”;2008年,被国家建筑协会列为“建筑业十项新技术推荐项目”。由于叶吉在软土加固领域的出色贡献,他本人也相继于2007年在北京人民大会堂被授予“优秀职业经理人”;2008年在
北京钓鱼台国宾馆被授予“诚信企业家金鼎奖”;2009年获得江苏省“民间发明家一等奖”等多项荣誉。
百年大计 诚信施工
基础不牢,地动山摇。继发明“双控动力固结处理软地基的方法”后,针对我国不同地区、不同地质条件的不同特点,叶吉相继申请发明专利及实用专利20余项,从工法上和设备上为软弱地基特别是淤泥质土的再生利用奠定了基础。目前他已获得了包括“砂袋井点复合轻型井点深层速排动力固结法”、“水汽分离平衡筒”、“大面积地基处理电渗降水的直流电源”、“复合型加筋吸水井点管”等二十余项国家级发明专利及实用新型专利。其中“复式负压固结法”发明专利,是针对新吹填淤泥土浅层处理而发明的,填补了国内现有对同类土质加固处理的空白,在欠固结土加固时采用这种方法处理,可达到浅层5米范围快速加固的效果。浙江省科技局特对此给予了高度重视,确定科技立项并在温州周边地区投入大面积施工,为当地沿海产业区节约了上亿元地基处理经费,大大加快了该地区的建设速度,并获得了浙江省科技A类奖。
由于这项技术处理软土地基速度快、性价比高,也受到了有关专家和业内人士的青睐,为我国快速处理软土地基,减少工后沉降,提高承载力,加快道路、场地的建设速度奠定了坚实的基础,促进了我国沿海发展战略的实施。
严谨务实创新发展
“永无休止的求知欲和创新精神,敦促着你生活的脚步”。在新技术成功应用的同时,叶吉还不忘总结现有技术的不足,以一个科研人员严谨的态度,探索研究软土地基深层处理的方法,发明了“软弱地基轻型井点管结合塑料排水板复合加固方法(以下简称‘轻井塑排加固法’)”,该技术一经面世,行业内专家、研究生相继针对该技术进行了专题研究,在国家级、省级刊物发表学术研究论文多篇,被业内称赞为一项“节约投资,快速处理软土地基,减少工后沉降,提高深层承载力;加快道路、场地的建设速度”的新工法。
轻井塑排加固法用于处理软弱地基加固,适用于我国沿海、沿江地区新吹填含砂但有淤泥夹层、淤泥质粉土以及含泥量较高的淤泥质粉砂土。适合大面积堆场及道路的施工,在大面积施工时,成本低、工期短、速度快。该工法还综合应用堆载预压、真空预压、电渗降水结合强夯工艺,通过多种工艺的巧妙结合,突破了现有工法对软弱地基加固无法达到深层加固及承载力指标无法提高的瓶颈,使加固深度达到处理10米以下土体的效果,形成了整体平板桩基效果。所需处理10—20米范围内的土体承载力指标提高了2~3倍,固结度达到了90%以上。由于利用原土作为堆载物及密封层,因此该技术造价为“真空预压”的一半,为堆载预压的三分之一,而单位面积工期仅需“真空预压、堆载预压”的三分之一,工后场地无大量的废弃物,因此无二次污染。
1.1原材料质量引起的裂缝
混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。混凝土所采用材料的质量不合格,可能导致结构出现裂缝。
1.2砂石含泥量超过规定,不仅降低混凝土的强度和抗渗性,还会使混凝土干燥时产生不规则的网状裂缝。砂石的级配差,或砂颗粒过细,用这种材料拌制的混凝土常造成侧面裂缝。碱骨料反应。骨料中含有泥性硅化物质与碱性物质相遇,水、硅反应会生成膨胀的胶质,吸水后造成局部膨胀和拉应力,则构件产生爆裂状裂缝,在潮湿地方较为多见。
1.3拌和用水及外加剂拌和用水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土,或采用含碱的外加剂,可能对碱骨料反应有影响。
1.4施工违反操作规程
常见因素有搅拌、运输时间过长;振捣不良;浇筑速度过快;塑性混凝土下沉;施工缝接茬处理不好;初期养护不当,早期受冻;钢筋骨架构造不当(主箍筋配置、主箍筋间距、主筋搭焊接锚固、辅筋和预埋件问题等);乱踩配筋致使保护层减小;模型板刚度不足;模板支架下沉或失稳;过早拆模等;其中多数属物理性缺陷。
1.5构件受力、变形使内应力超越材料强度
常见的受力有拉伸(中、偏拉)、压缩(中、偏压局压)、弯曲(少筋、适筋、超筋)、剪切(少箍、适箍、超箍、冲切)、扭转等状态;常见的变形有因过大不均匀沉降、因收缩和温度变形受到约束待状态。它们所造成的缺陷均属物理性缺陷。
1.6温度变形
混凝土具有热胀冷缩的性质,其线膨胀系数一般为1×10-5/℃。当环境温度发生变化时,就会产生温度变形,由此产生附加应力,当这种应力超过混凝土的抗拉强度时,就会产生裂缝。在工程中,这类裂缝较多见,譬如现浇屋面板上的裂缝,大体积混凝土的裂缝等。
1.7湿度变形
混凝土在空气中结硬时,体积会逐渐减小,一般谓之干缩。收缩裂缝较普遍,常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等,通常是因为养护不良造成。混凝土的收缩值一般为0.2~0.4‰。其发展规律是早期快,后期缓慢。因此对于超长的建筑物或构筑物,通常是每隔20~40m设置一道后浇带,或采用在混凝土中掺加微膨胀剂等,这样可基本解决混凝土的早期干缩。
2预防措施
2.1材料选用
水泥:应选用水化热较低的水泥,严禁使用安定性不合格的水泥。粗骨料:宜用表面粗糙、质地坚硬的石料。级配良好,空隙率小,无碱性反应;有害物质及粘土含量不超过规定。细骨料:宜用颗粒较粗、空隙较小,含泥量较低的中砂。外掺料:宜采用碱水剂等外加剂,以改善混凝土工作性能,降低用水量,减少收缩。
2.2配料
配合比设计:应采用低水灰比、低用水量,以减少混凝土的收缩;禁止任意增加水泥用量;配制混凝土时计量应准确,要严格控制水灰比和水泥用量,搅拌要均匀,离析的混凝土必须重新拌匀后,方可浇灌。
2.3模板工程
钢筋混凝土结构裂缝的预防,在模板工程中应注意以下各点:模板构造要合理,以防止模板各杆件间的变形不同而导致混凝土裂缝。模板和支架要有足够的刚度,防止施工荷载(特别是动荷载)作用下,模板变形过大造成开裂。例题掌握拆模时机,拆模时间不能过早,应保证早龄期混凝土不损坏或开裂。但也不能太晚,尽可能不要错过混凝土水化热峰值,即不要错过最佳养护介入时机。
2.4混凝土浇筑
混凝土浇筑时应防止离析现象,振捣应均匀、适度。加强混凝土的早期养护,并适当延长养护时间。在气温高、湿度低或风速大的条件下,更应及早进行喷水养护。当浇水养护有困难,或者不能保证其充分湿润时,可采用覆盖保温材料等方法。
2.5施工技术
加强地基的检查与验收工作,基坑开挖后应及时通知勘察及设计单位到场验收。对较复杂的地基,设计方在基坑开挖后应要求勘察补钻探,当探出有不利地质情况时,必须先对其加固处理,并经验收合格后,方可进行下一步施工。
开挖基槽时,要注意不扰动其原状结构。
合理安排施工顺序。当相邻建(构)筑物间距较近时,一般应先施工较深的基础,以防止基坑开挖破坏已建基础的地基。当建(构)筑物各部份荷载相差较大时,一般应先施工重、高部分,后施工轻、低部分。
2.6对因使用及环境条件变化而发生的裂缝,要根据其不同性质区别采用不同的防治措施。
2.7设计构造
建筑平面选型在满足使用要求的前提下,力求简单。平面复杂的建筑物,容易产生扭曲等附加应力而造成墙体及楼板开裂。
合理布置纵横墙,纵墙开洞应尽可能小。控制建筑物的长高比。长高比越小,整体刚度越大,调整不均匀沉降的能力越强。减少地基的不均匀沉降。除了前述的措施外,在基础设计中还可以采取调整基础的埋置深度、不同的地基计算强度和采用不同的垫层厚度等方法,来调整地基的不均匀变形。层层设置圈梁、构造柱,可以增加建筑物的整体性,提高砖石砌体的抗剪、抗拉强度,防止或减少裂缝。即使出现了裂缝,也能阻止其进一步发展。
正确地设置沉降缝。沉降缝位置和缝宽的选定合适,构造要合理,可以和其它结构缝合并设置。
关键词:盐渍土 地基处理方法 碎石桩
中图分类号: TU74文献标识码:A 文章编号:1007-3973 (2010) 03-019-02
盐渍土作为一种特殊土,在环境条件变化过程中,由于土体中盐成分的迁移和聚集,反复结晶与溶解,积盐与脱盐过程的频繁交替与反复,使其表出特有的工程特性,对工程建设有着不同程度的影响,如不处理或处理不当将对工程的产生极大的危害。由于它自身具有独特的物理力学性质和工程特性,在这些地区不同等级的公路产生了不同类型的路基病害。
“西部大开发”使西部成为我国岩土工程迅速发展的热土,但地形封闭、气候干旱,特殊的气候环境和地理位置导致这些地区盐渍土分布范围广、面积大。盐渍土在温度、水分等环境因素及车辆荷载作用下,其物理力学性质发生变化造成土体变形,严重影响了行车速度和道路通行能力。由于盐渍土自身具有的盐胀、溶陷、腐蚀等一些特性,对路基路面也造成严重的破坏,导致盐渍土地区公路的修建与养护存在着许多问题。对此,人们开始逐渐深入地开展盐渍土地区道路病害特征及防治、治理方面的研究工作。
1工程概况
国道215线察尔汗盐湖至格尔木公路是青海省“两横三纵三条路”公路主骨架网国道215线的组成部分,是《国家高速公路网规划》中规划为横线―连云港至霍尔果斯公路(M40)与第五条放射线北京至拉萨高速公路(编号M5)的联络线,其远景向北可与规划的首都放射线北京―乌鲁木齐国家干线公路(M6)相连,是西部路网的南北主干连接线。
国道215线察尔汗盐湖至格尔木公路工程项目区所处的柴达木盆地是我国盐渍土广泛分布的地域之一,盐渍土几乎遍及整个线路区占全线长的99%,分布有各种程度的盐渍土(即过盐渍土、强盐渍土、中盐渍土、弱盐渍土),含盐类型以氯盐型或亚氯盐型为主,次为硫酸盐型或亚硫酸盐型。其中过盐渍土主要分布在线路推荐线里程K591+700~K617+250段以氯盐型为主;中强盐渍土主要分布在线路推荐线里程K617+250~K623+000段以氯盐型或亚氯盐型为主(局部地段为过盐渍土)。
由于受气候、地貌、构造的地层性质等诸多因素的影响,以及降水的地域特征的空间分布规律,盆地四周的中高山区有相对较多的降水,加之盆地汇水面积广阔,降水及雪融水汇集成河流流入盆地,这些河流为盆地内地下水提供了丰富的补给源。地表水水系和地表水水体主要为格尔木河及东达布逊湖且该湖偏离线路较远,对线路无直接影响。
2地基处理方法分析
进行综合地质勘察,查明对确定工程场地的位置起控制作用的不良地质条件,特殊性岩土的类别、范围、性质,评价其对工程的危害程度,提供治理对策的地质依据。通过对察尔汗盐湖至格尔木段公路线路走廊详细勘察,基本查清了全线工程地质条件,本项目区大部分路段为盐渍土路基,对存在的工程地质问题作了评价,提出了治理措施建议。
表1地基处理方法分析、评估及选定
由上表可知,若场地盐渍土埋置深、厚度大,且地基承载力低,选用其他方法有困难或不经济时,可选用碎石桩进行处理。在桥基础也应采取类似的防护措施,但根据本地的工程经验建议采用碎石桩处理。各段进行分析如下:
2.1A段
(1)盐晶土亚区(A1亚区):
①氯盐过盐渍土路基段(K595+869.57~K597+100) 路基处理建议:清除表层盐壳,采用碎石桩处理地基,其长度应满足设计要求。
②盐田卤水池路基段(氯盐过盐渍土)(K591+700~K594+697.07、K595+179.07~K595+869.57) 路基处理建议:抽干卤水晾干后采用碎石桩处理地基,其长度应满足设计要求。
③桥梁段(K 594+697.07~ K595+179.07) 桥址区土体及地下水对混凝土、钢筋具有强腐蚀作用,建议桥基采用碎石桩,其长度满足设计要求,应做防腐处理。
(2)细粒土亚区(A2亚区):
氯盐过盐渍土路基段(K597+100~K597+816.57、K597+930.57~K600+099.57、K600+283.57~K601+802.03、K601+952.11~K603+400)路基处理建议:清除表层盐壳,采用碎石强夯置换土法处理,处理厚度1.5-2.0m为宜。
2.2 B段
细粒土亚区(B1亚区):
氯盐过盐渍土段(K603+400~K606+250) 路基处理建议:清除表层盐霜,做碾压处理,回填天然级配卵砾石和人工碎石,并用土工膜隔断。
2.3C段
(1)细粒土亚区(C1亚区):
氯盐强/过盐渍土路基段(K615+250~K616+250 K617+750~K617+940、K618+195~K618+750) 路基处理建议:清除表层盐霜,回填天然级配卵砾石和人工碎石,并用土工膜隔断。
(2)粗粒土亚区(C2亚区):
氯盐过/中盐渍土路基段(K607+750~K612+750、K616+750~K617+250、K612+750~K615+250、K617+250~K617+750) 路基处理建议:清除表层盐霜,回填天然级配卵砾石和人工碎石,并用土工膜隔断。
2.4D段
(1)细粒土亚区(D1亚区):
氯盐或亚氯盐过/中盐渍土路基(K618+750~K619+250、K620+750~K623+000、K619+750~ K620+ 750) 路基处理建议:清除表层盐霜,回填天然级配卵砾石和人工碎石,并用土工膜隔断。
(2)粗粒土亚区(D2亚区):
氯盐弱盐渍土路基段(K619+250~K619+750) 路基处理建议:清除表层盐霜,回填天然级配卵砾石和人工碎石,并用土工膜隔断
3地基处理方法
(1)察尔汗盐湖K591+700~K603+700段,建议采用碎石桩处理路基和桥基,碎石桩桩长经过有限元模拟计算一般以8.0~12.0m为宜,桩径550mm,呈等边三角形布设,桩排间距1.2~1.5m。上部破桩0.50-1.0m后回填碎石和砂垫层,其厚度应满足设计要求。该段可对碎石强夯置换土法处理路基进行工程可行性试验路段研究,能大幅度降低筑路成本。
(2)K603+700~K623+000段,建议路基处理采用回填天然级配卵砾石或人工碎石,厚度大于毛细水上升高度且满足规范设计要求,碎石压实后垫层上部铺设300mm厚的粉细砂保护层并用土工膜隔断。桥基采用碎石桩处理,其长度应满足设计要求或是采用抗腐蚀的钢筋混凝土灌注桩。
4结语
在国道215线察尔汗盐湖至格尔木公路工程中,通过以上方法的相互交替适用,使该段路基病害得到了有效防治,保证了路基整体稳定性,增加了路基强度。根据这些地基处理方法的研究,寻找适应盐渍土地区公路建设行之有效的筑路技术,为类似道路改造、设计、施工等提供技术依据,使青海乃至全国的盐渍土地区公路建设技术更加成熟与完善,使治理盐渍土病害在理论和实践上有一些提高。
参考文献:
[1]徐攸在等.盐渍土地基[M].北京:中国建筑工业出版社.1993.
[2]地基处理手册编写委员会.地基处理手册(第三版)[M].北京:中国建筑出版社.2008.