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2011-04-13 15:10 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
目前,軟土地基處理的方法有預壓法、換填法、強夯法和強夯置換法、砂石樁法、水泥土攪拌法及其他地基處理法。本文著(zhù)重介紹各個(gè)方法的施工工藝及流程,然后對于相同地質(zhì)條件的軟土地基提出相應的處理措施,剖析地基處理的重點(diǎn),最后根據處理結果選擇合適的處理方案。
0 工程概況及初步分析
某地區建筑場(chǎng)地擬建二層框架結構房屋,建筑平面,室外標高為8.4m(±0.000),根據地質(zhì)資料,現有場(chǎng)地標高為1.64m,需填土6.76m,土層依次如下:第一層為素填土,厚度0.5m;第二層為淤泥,厚度為11.4m,為高壓縮性土,壓縮模量Es=1.73MPa,固結系數Ch=Cv=1.0x10-3c㎡/s;第三層為粉質(zhì)黏土夾碎石,厚度為4.6m,為中壓縮性土,壓縮模量Es=4.96MPa;第四層為淤泥質(zhì)黏土,厚度為2.5m,壓縮模量Es=1.85MPa;第五層為粉質(zhì)黏土,厚度為5.4m,壓縮模量Es=4.3MPa;第六層為淤泥質(zhì)黏土,厚度為3.2m,壓縮模量Es=1.85MPa;第七層為粗角礫土,厚度為2.2m,壓縮模量Es=10MPa;第八層為粉質(zhì)黏土,厚度為12.9m,壓縮模量Es=4.8MPa.按《建筑地基基礎設計規范》,對于高壓縮性土地基,框架結構相鄰柱基沉降差為0.003L(L為相鄰柱距),經(jīng)過(guò)初步估算,柱底內力標準值分別約為600KN和1000KN,柱距6米,容許的沉降差為18mm.
在施工主體結構基礎前期,由于場(chǎng)地需要回填土而且較厚,在回填施工時(shí)期,回填土屬于外加荷載,此時(shí)按荷載考慮計算場(chǎng)地的沉降,總沉降量達到1316.34mm.各層沉降量為:第一層淤泥沉降量為946.9mm,占總沉降量的71.9%;第二層淤泥沉降量為131.6mm,占總沉降量的10.0%;第三層淤泥沉降量為189.4mm,占總沉降量的14.4%;第四層淤泥沉降量為48.4mm,占總沉降量的3.7%.此過(guò)程為固結排水沉降過(guò)程,隨時(shí)間的發(fā)展場(chǎng)地土趨于穩定。在沉降基本完成時(shí),進(jìn)行主體結構基礎施工,此時(shí)場(chǎng)地土體性質(zhì)發(fā)生變化,此時(shí)各層土的承載力和壓縮模量均會(huì )有所增加,假設均比原來(lái)土體增加1.1倍。此時(shí)按回填土承載力特征值fak=100Kpa,估算C軸交5軸及6軸柱基礎A、B大小,分別為2m×3m和4.0m×4.0m,柱基A總沉降量為55.24mm,占回填土沉降量的4.2%,柱基B總沉降量為71.34mm,占回填土沉降量的5.4%,沉降差16.1mm,小于規范容許值18mm.從以上分析可以看出,在未進(jìn)行任何地基處理的情況下,前期沉降占絕大部分,而后期采用獨立擴展基礎已能滿(mǎn)足承載力且無(wú)軟弱下臥層和變形要求。因此,地基處理的重點(diǎn)在于加速固結排水過(guò)程,減少回填土引起的沉降。
1 地基處理措施
1.1 選擇合適的處理措施 目前,軟土地基處理的方法有換填法、預壓法、強夯法和強夯置換法、砂石樁法、水泥土攪拌法、高壓旋噴樁法、樁基法及其他地基處理法。
換填墊層法是挖除軟弱地基土,采用砂石、粉質(zhì)粘土、灰土、粉煤灰、礦渣等材料進(jìn)行換填作為墊層的一種地基處理方法,通過(guò)換填軟弱地基土的變形變成墊層地基的變形,因此能夠減少地基的沉降。本工程軟弱地基土層埋深0.5m,層厚11.4m,首先需要挖除9725.9m3,回填土需要9725.9m3.可見(jiàn)挖土及回填方量相當大,從經(jīng)濟上考慮該方法不適用于該工程軟弱地基處理。
堆載預壓法是解決淤泥軟粘土地基沉降和穩定問(wèn)題有效措施,堆載預壓分塑料排水帶活砂井地基堆載預壓和天然地基堆載預壓。通常,當軟土層厚度小于4.0m時(shí),可采用天然地基堆載預壓法處理,當軟土層厚度超過(guò)4.0m時(shí),為加速預壓過(guò)程,應采用塑料排水帶、砂井等豎井排水預壓法處理地基。本工程淤泥層厚度為11.4m,適合用排水預壓法。
強夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基,而強夯置換法適用于高飽和度的粉土與軟塑~流塑的粘性土等地基上對變形控制要求不嚴的工程。此兩種方法都采用夯擊的方法進(jìn)行地基加固,因此都有一定的加固深度,本工程軟弱土層為淤泥層,該土性質(zhì)不適用夯擊方法加固,而且土層深度較深。
砂石樁法適用于擠密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、雜填土等地基,本工程軟弱土層為欠固結土層,在回填土回填至設計標高時(shí),土層在附加應力作用下進(jìn)行排水固結,土層壓縮,因此不適用。
水泥攪拌法分為深層攪拌法和粉體噴攪法,水泥土攪拌法適用于處理正常固結的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土以及無(wú)流動(dòng)地下水的飽和松散砂土等地基。當地基土的天然含水量小于30%、大于70%或地下水的PH值小于4時(shí)不宜采用干法。
因此本工程合適的地基處理方法可選用堆載預壓法。
1.2 排水板堆載預壓法 排水板預壓法由排水系統和加壓系統兩部分組合而成。排水系統是在地基中設置排水體,利用地層本身的透水性由排水體集中排水的結構體系,根據排水體的不同可分為砂井排水和塑料排水帶排水兩種。下面介紹效益較高塑料排水板處理淤泥軟基方法,插入軟基排水板,當填筑基礎及上部建筑物時(shí),荷載作用軟基,地下水由于受擠壓和毛細作用沿塑料排水板上升至砂墊層內,由砂層向兩側排出,從而提高基底承載力,塑料排水板要在砂墊層完成后施工,由測量人員測量出需處理范圍,標出每根排水板具體位置,插板機對中調平,把排水板在鉆頭安放好,開(kāi)動(dòng)打樁機錘打鉆桿,將地面上塑料排水板截斷,并留有一定富余長(cháng)度,在塑料排水板四周填砂后即完成本工程施工。目前,塑料排水板有以下規格、型號,SPB-A型-寬度100mm,厚度3.5mm,可打入軟基15m;SPB-B型-寬度100mm,厚度4.0mm,可打入軟基25m;SPB-C型-寬度100mm,厚度4.5mm,可打入軟基35m.本工程適合采用SPB-B型,塑料排水板按等邊三角形排列,間距取1.0m,主要受壓層淤泥層層厚11.4m,塑料排水打穿受壓土層,深度取H=11.4m.加載過(guò)程按圖3所示進(jìn)行加載,圖4為固結度Ut與t之間的關(guān)系。
塑料排水板堆載預壓法在加載70天時(shí),固結度U70=0.74;在加載800天時(shí),固結度U80=0.81;在加載100天時(shí),固結度U100=0.90;在加載120天時(shí),固結度U120=0.95.在固結度U100到達0.90時(shí),可以認為符合設計要求,此時(shí)沉降已經(jīng)大部分完成。該處理方法成本估算,需使用SPB-B型塑料排水板27600m.
2 結束語(yǔ)
地基處理措施應該根據工程場(chǎng)地軟土地基的土的性質(zhì)采用合適的處理方案,可以到達良好的處理效果和經(jīng)濟效果,以上的分析結果是基于規范的理論分析方法,實(shí)際處理后的地基處理效果應經(jīng)過(guò)現場(chǎng)的試驗和檢測,得到相關(guān)的數據后判斷是否能到達設計要求后,才能夠用于工程之中。
參考文獻:
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