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公路分布范圍廣泛,為帶狀結(jié)構(gòu)體、承受著動靜兩種荷載作用,其使用性能以及安全性能與社會生產(chǎn)生活密切關(guān)聯(lián),對地基有較高的要求。公路由于線性等技術(shù)要求,不可避免地要經(jīng)過軟土地質(zhì)地區(qū),對軟基處理不當(dāng),路基容易產(chǎn)生剪切變形,引起沉降過大,導(dǎo)致路堤失穩(wěn),路面開裂;橋臺與路基沉降不同步,產(chǎn)生錯臺引起橋頭跳車;路的中心沉降過大,引發(fā)涵管彎曲、路基路面橫坡變小等問題。因此,從高標準、高質(zhì)量的使用要求出發(fā),合理、可行地處理好軟土地基,已成為公路建設(shè)必不可少的一個環(huán)節(jié)。
2軟土地基處治方法
軟土地基的處理方法較多,從不同角度出發(fā),可以有不同的歸納和分類,本文從加固機理、施工工藝、所用材料方面將目前公路工程中常采用的一些軟土地基處理方法分類如下。
2.1置換法
該法也稱做換填法,首先挖除基礎(chǔ)下部一定范圍內(nèi)的軟弱土層,然后分層換填強度和模量相對較高的灰土、碎石、砂等材料,并充分壓實至設(shè)計要求的密度,最終形成一個較好的持力結(jié)構(gòu)層,從而達到提高承載力和減少路基變形的目的。換填法處理處理深度通??刂圃?m以內(nèi),但也不應(yīng)小于0.5m,因為墊層太薄,則換土墊層的作用也不顯著。
2.2排水固結(jié)法
排水固結(jié)法又稱預(yù)壓法,是對原始地基,或者在地基中設(shè)置有袋裝砂井或塑料排水帶等排水體,后利用建筑物本身重量或其他豎向荷載作用加壓,排出土體孔隙水,逐漸固結(jié),地基發(fā)生沉降,強度逐步提高的方法。對于排水固結(jié)法,土體的密度與預(yù)壓荷載的大小以及時間緊密相關(guān)。若不考慮預(yù)壓周期,土體密度只決定于預(yù)壓荷載的大小。
2.2.1真空預(yù)壓法
該方法是以大氣壓力做為預(yù)壓荷載,在擬處理場地表面鋪設(shè)厚度均勻的砂墊層,上覆一層不透氣的密封薄膜,通過真空抽氣裝置,在密封膜內(nèi)產(chǎn)生一定真空度,在內(nèi)外壓力差作用下,土體產(chǎn)生負的空隙水壓力,從而達到土體固結(jié)。
2.2.2堆載預(yù)壓方法
堆載預(yù)壓是使用砂石、素土或者其它重物為荷載,對地基加載,排出土體孔隙水,達到土體固結(jié)的目的。加固后的地基承載力取決于上部堆積荷載的大小。真空預(yù)壓與堆載預(yù)壓的加固原理不同,前者通常將荷載一次加到最大值,而土體卻不產(chǎn)生增量剪應(yīng)力,故不需考慮地基產(chǎn)生剪切破壞。后者必須考慮加載時增量剪應(yīng)力對土體的影響,控制加載速率,采用分級加載。
2.2.3深層密實法
深層密實是指采用爆破、夯擊、擠壓和振動等方法,對松軟地基土進行振密和擠密。(1)強夯法。強夯法顧名可理解為動力壓實法或者動力固結(jié)法,通常以幾十噸的重錘,從6—40m落距的高處自由落下,將土體夯擊密實。該法適用于處理砂土、低飽和度粉土、碎石土、雜填土、濕陷性黃土等土質(zhì)地基,能夠改善砂土抗振動液化的能力、提高地基的強度、降低土體壓縮性、消除土的濕陷性。(2)復(fù)合地基法。復(fù)合地基法是在天然地基中設(shè)置一定數(shù)量的樁體(增強結(jié)構(gòu)體),樁和土體共同承擔(dān)荷載,并使地基具有置換法和密實法后形成的效應(yīng)。通常復(fù)合地基的面積置換率一般為3%—25%,其中碎石樁的面積置換率可以達到40%。公路工程中常采用的狀體有碎石樁、石灰樁、土樁、水泥攪拌樁、其他剛性樁(PHC管樁、CFG樁、PCC管樁、素混凝土樁等)等。高速公路工程中,深度20m以內(nèi)的軟土處理,水泥土攪拌樁復(fù)合地基得到了大量應(yīng)用;深度超過20m的深厚軟土地基處理多采用剛性樁進行處理。
2.2.4加筋法
加筋法常見主要有兩種:一是土工織物法,二是加筋土法。其中土工織物法已經(jīng)成功應(yīng)用于我國的公路工程中,并已廣泛用于軟基處理、邊坡穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)支護、道路翻漿防治、路基路面綜合排水及瀝青路面裂縫處理等諸多方面,成功地解決了大量的工程實際問題。
2.2.5膠結(jié)法
膠結(jié)法是將水泥、水泥砂漿、石灰或其他具有充填性、膠結(jié)性特點的材料,滲入或者注入到各種介質(zhì)之間的裂縫和孔隙之中,形成加固體,提高地基的強度與抗?jié)B性。膠結(jié)法主要包括注漿法、高壓噴射注漿法、水泥土攪拌法。
2.2.6其他方法
軟土地基處理還可使用拋石擠淤法、反壓護道法、凍結(jié)法、燒結(jié)法等方法。
3公路軟土地基處理方法選用
不同軟土地基處理方法均有各自的適用范圍與條件,公路工程中,應(yīng)根據(jù)公路等級、技術(shù)要求、建設(shè)周期、經(jīng)濟分析綜合考慮來選擇合理的處理方案。根據(jù)工程經(jīng)驗,總結(jié)了如下不同軟基處理方法的適用范圍。
4結(jié)語
通過以上對道路橋梁工程中軟土地基的特性的分析,我們可以看出:在道路橋梁施工建設(shè)過程中一定要采取科學(xué)、合理的施工技術(shù)來避免軟土地基對于道路橋梁的危害。從而避免的地基的沉降,提高地基的穩(wěn)定性。第一,道路橋梁工程中的表層排水法。在道路橋梁施工過程中,由于軟土地基中軟土的含水量較高,可以通過排水法來降低軟土地基的含水量,提高地基的破壞極限,提高軟土地基的滲透能力,充分發(fā)揮地基材料的作用,提高整個道路橋梁地基的穩(wěn)固性。使得地基具有可機械作業(yè)的能力。一般來說,這種施工技術(shù)比較適于含水較高、土質(zhì)較好的軟土層。具體的施工方法為:在道路橋梁施工準備過程中,在施工前在土層表面挖好長度、深度、尺度適度的排水溝,并將地基內(nèi)的表水導(dǎo)出。第二,道路橋梁工程中的添加混合劑法。在道路橋施工過程中,若軟土層的軟土為粘性土質(zhì)時,可以在粘度達到一定程度時,使用具有增大粘度的混合劑,從而增大軟土表層的密度,從而增強整個軟土結(jié)構(gòu)的抗壓縮力,增加軟土地基的強度。具體的施工方法:在道路橋梁施工前,對軟土地基的土質(zhì)進行檢測,當(dāng)土質(zhì)達到運用添加混合劑法時,加入一定量的混合劑,增加土層的粘度,提高軟土結(jié)構(gòu)的整體強度。在添加混合劑的同時可加入石灰及適量的水泥。第三,道路橋梁工程中的排水固結(jié)法。在道路橋梁建設(shè)過程中,可以再施工前對施工部分的地基進行預(yù)加載荷的碾壓。在進行碾壓時,可以排除部分軟土層中的水分,還可以進一步增加軟土地基的密度及強度。排水固結(jié)法則是在這時通過軟土地基自身的固結(jié)屬性而進行排水的方法。在經(jīng)過碾壓之后,軟土地基中的軟土?xí)探Y(jié)在一起,這樣就增加了軟土地基的強度。為了進一步提高軟土地基的固結(jié)率,可以在軟土地基中設(shè)立排水柱,增加整個橋梁施工地基的抗剪度。對于較深層次的排水固結(jié)施工來說,可以高效地完成作業(yè),大大提高整個道路橋梁施工軟土地基的承載能力。具體的施工方法:排水固結(jié)法往往與填土法、加載法一起使用。第四,道路橋梁工程中的加載法。為了有效地避免道路橋梁施工后發(fā)生沉降,可以對軟土地基進行加載法施工。實現(xiàn)在道路橋梁施工的軟土地基上增加載荷,提前使得地基沉降。這樣的加載會與道路橋梁建成后的載荷不同,但是可以預(yù)先完成部分軟土地基的沉降。所以,在道路橋梁施工的過程中,可以采用一定的方法避免地基的沉降。第五,道路橋梁工程中擠密法。在道路橋梁工程中,可以采用擠密法對軟土地基進行施工,增加軟土的密度和強度。一般來說,擠密法主要適用于厚度較大的軟土地基以及濕度較大的黃土。在運用擠密法時可以就地取材,原地處理。施工方法:在施工過程中在形成的樁孔過程中進行側(cè)向擠壓,增大整個土層的密度。并在樁孔中,利用素土與灰土分層進行填裝。第六,道路橋梁工程中的加固技術(shù)。在道路橋梁工程建設(shè)過程中,通過加固技術(shù)可以提高道路橋梁整體的穩(wěn)定性。我們可以在地基表面進行排水、擠壓、墊層,退需要加固的軟土地基進行加固,采用先進的加固技術(shù)提高軟土地基的穩(wěn)固性。
2軟土地基施工技術(shù)運用的注意事項
第一,在道路橋梁工程施工過程中,對于軟土地基施工要注意橋梁的等級要求。不同等級的橋梁對于工程的施工有不同的要求。這也決定了軟土地基加固與處理的不同要求。對于等級要求高的道路橋梁應(yīng)該采取力度較大的工藝技術(shù)來處理軟土地基,避免沉降以及地面裂縫的產(chǎn)生。而對于等級要求比較低的橋梁,可以預(yù)先鋪設(shè)路面,等軟土土層沉降之后再進行橋梁鋪設(shè)。第二,道路橋梁工程的施工環(huán)境對于軟土地基的施工也有一定的影響。不同的施工環(huán)境,具有不同土質(zhì)的軟土層,所以應(yīng)該具體分析軟土的土質(zhì),然后采取一定的施工技術(shù)進行處理。例如,對于一般粘性的軟土土層可以采取實壓的辦法進行處理。對于砂性土壤的軟土則可以采用擠密法來處理。對于土層較深的軟土地基可以再表層對軟土進行處理之后,再配合其他方案進一步加固軟土層。對于土層較淺的軟土地基的可以先進行表層處理之后,再進行表層挖掘與回填。若軟土地基的圖紙滲透性較差則需要長時間的排水之后,才能進行其他方式的處理,提高地基的穩(wěn)定性。
3結(jié)語
關(guān)鍵詞:道路橋梁地基處理
一、前言
軟土對公路的危害,引起我國公路方面各具部門的重視,科研、設(shè)計、施工等單位全力以赴,協(xié)同作戰(zhàn),經(jīng)過多年努力,已摸索了不少對策,并取得了可喜的成績。
(一)科研部門成立了專門機構(gòu),組織機關(guān)。交通部下屬科研院、所有之,為了承擔(dān)軟土科研及試驗工程臨時組成科研小組也有之。近年來為集設(shè)計、科研與施工為一體專門服務(wù)于軟基,也兼作其它特殊性巖土處治工程而紛紛出現(xiàn)一些新型的巖土公司,在廣東、湖南、遼寧、陜西等省均有,這樣的聯(lián)合配套公司,給軟基處理帶來新的生機。
(二)勘察設(shè)計部門利用他們勘察單位的優(yōu)勢,采用多種勘探,測試手段,尤其近年來不僅用單一的鉆探方法而且更廣泛采用靜力觸探、十字板剪、旁壓等原位測試儀具以及多種土工儀器進行原狀土和擾動土的物理、力學(xué)、水理試驗項目,為設(shè)計提供了可靠的地質(zhì)資料和各種必需的土工試驗數(shù)據(jù),大大提高設(shè)計成果的可靠度。在設(shè)計方法方面更有大的突破,過去對軟土的沉降、穩(wěn)定計算,多用手算,現(xiàn)在采用計算輔助設(shè)計,不僅加快了設(shè)計進度,而且便于優(yōu)化設(shè)計,且能迅速提供設(shè)計成果,也元形中減輕了設(shè)計人員的勞動強度。
(三)施工部門由于目前軟土部門趨向?qū)I(yè)化。公路部門有,航務(wù)、鐵道、市政、水電……等部門也有。它們擁有專門的施工機械,可使用多種材料進行軟基處理施工,并能埋置檢測觀察儀具體進行監(jiān)測,從而也保證了施工質(zhì)量和施工安全。
(四)其他部門在學(xué)術(shù)活動方面,不少學(xué)會或有關(guān)情報單位,不時地舉行軟土地基經(jīng)驗次序或?qū)n}研究會,以提高科技人員素質(zhì)并收到取長補短加快信息傳遞的多方面的效果。
在管理工作方面:交通部急生產(chǎn)單位之所急,最近正組織幾個單位,經(jīng)過三年努力,編制出交通行業(yè)標準《公路軟土地基路堤設(shè)計施工技術(shù)規(guī)范》,它的即將頒布與出版,將使我國公路軟基無論在設(shè)計方面或施工方面,出現(xiàn)了有章可循的局面。
二、路基處理
(一)處理的一般原則
1.以時間換金錢,早在10年前,日本著名換金錢處理軟土路堤的方法。即盡早用堆載預(yù)壓不作深層處理軟基的方法,這種以自然沉降逐漸達到路基穩(wěn)定,是一種最經(jīng)濟也簡單的方法。但我國公路基本建設(shè)的程序不能盡早拔款、征地、從容施工,而一旦工程項目付諸實施時,又往往限于工期,一般情況用自然沉降法將難以實現(xiàn)。
2.以金錢贏得時間:即在施工工期緊迫,時間有限的情況下,除非個別低路堤地段高度在臨界高度以下,可不作地基處理。橋梁采用基礎(chǔ)處,其余軟土都需采用不同方法處理,只不過可用多種方案進行優(yōu)選。
(二)勘察、設(shè)計和施工
1.軟土地區(qū)的地質(zhì)情況首先要弄清楚,工程地質(zhì)條件復(fù)雜,還應(yīng)進行工程地質(zhì)分區(qū),以便按分區(qū)不同在區(qū)別地予以處理。在勘察設(shè)計時如地質(zhì)工作做的不夠深,在施工時一旦發(fā)現(xiàn),可作些補充勘察及勘探工作,對地質(zhì)情況作進一步了解。
2.設(shè)計方案要經(jīng)濟又要合理切合當(dāng)?shù)貙嶋H情況。
3.所用材料數(shù)量要夠、質(zhì)量要保證;施工機械數(shù)量、規(guī)格、性能均要滿足要求。
4.施工時要嚴格遵守施工技術(shù)規(guī)范和操作規(guī)程辦事,以保證良好的質(zhì)量,軟土地段特別要注意控制填土速率,避免和產(chǎn)生路堤滑移或發(fā)生其它意外事情。
5.監(jiān)理工作要跟上,觀測儀具事先要埋置好,及時進行監(jiān)理和記錄。以保證施工的質(zhì)量和安全。
如能樹立質(zhì)量第一的思想,嚴格將上述幾項工作做好,應(yīng)該說軟土路基施工,可以達到安全、優(yōu)質(zhì)的目的。
(三)處理方案的評價
1.處理軟土地基常用的方法在公路方面是排水固結(jié),多用各種不同長度和間距的袋裝砂井(直徑7~10cm)或塑料排水板(寬10nm,厚4.5~6.0)與砂墊層(厚30~80cm)相結(jié)合,雖然這些方法是一般的,但卻是有效的經(jīng)濟的。
為了加快固結(jié)而且可提高地基承載力,也可用直徑30~50cm或更小一些的砂樁或碎石樁,但造價比上述常用方法要增加至少3~5倍。
2.輕質(zhì)路堤:我國輕質(zhì)路堤采用的材料一般是粉煤灰,國外也有用大塊型硬質(zhì)泡沫塑料。粉煤路堤有三種類型,即單一的、土和粉煤灰互層的和土砂及粉煤灰等混合的。
輕質(zhì)路堤的作用是減輕路堤自重,減小或加速軟土沉降提高土體抗剪強度,同時它作為填料還有節(jié)約投資、減少占地等效益。
3.其他輔助方法:土工布(分有紡和無紡的兩種,一般多用編織的,個別的也有兩種類型組合的,可以達到優(yōu)點互補)還有一材料是塑料加勁格柵,實際上類似“柴排壓枝”的作用,這些材料可提高地基整體性,減少地基不均勻的沉降,對防止滑移盡快施工也有好處。
此處還有淺層拌合和換填優(yōu)質(zhì)材料及拋石排淤等處理淺層軟土。有的為深層還設(shè)有反壓護道。
三、橋涵通道處的處理
在軟土地區(qū)的橋梁,由于基礎(chǔ)埋置較深,已穿過軟土層,故一般無大沉降。而在橋頭與路堤接合處由于沉降差異較大,往往出現(xiàn)臺階在車輛通道處多出現(xiàn)縱坡突變,在車速過快時出現(xiàn)車輛“切線拋出”感覺很不舒適,人、車安全受到影響。
在此接合處處理的方法一般有:
1.涵洞、通道處與路堤一樣同時填筑施工,后期再開槽做基礎(chǔ);在橋臺處最好前后都填土,或在橋臺后背填以滲水性好的砂礫材料。
2.在這些人工構(gòu)造物處采用超載預(yù)壓,橋頭兩側(cè)引道80~100m范圍也宜如此,以加速固結(jié),減小通車后過大的沉降。
3.路堤如過高,下部軟土層厚、沉降量過大,沉降期過長、如處理地基費用過高,且效果不一定好時就不如改用橋梁跨過,京津塘高速公路軟土地區(qū),路堤如超過6.0m,就用橋跨通過。廣深高速公路也將不少高路堤設(shè)計路段,改用了高架橋方案。
4.橋臺處路堤處理:為了加快地基固結(jié),提高地基承載力,減輕路堤與橋臺間沉降差,在橋臺處的一定距離內(nèi)采用砂樁,粉噴樁、旋噴樁等加固地基。
關(guān)鍵詞:高速公路;軟土地基;特點;處理方法
中圖分類號:U412.36+6 文獻標識碼:A 文章編號:
在高速公路建設(shè)的過程中,由于軟土地基具有孔隙大、承載能力差等特點,這就給高速公路施工帶來了很大的危害。因此,采取切實可行的處理方法來加以防治,有利于提高高速公路的施工質(zhì)量。
一、高速公路軟土地基的危害
(一)影響道路的使用壽命
軟土是指強度低、壓縮性高的軟弱土層,主要分為軟粘性土、淤泥質(zhì)土、淤泥等。軟土地基質(zhì)量的好與壞,直接影響高速公路的使用壽命。當(dāng)行駛的車輛在軟土地基上施加一定的力,很可能會出現(xiàn)翻漿的現(xiàn)象,降低地基的強度,對路面的結(jié)構(gòu)造成破壞。
(二)出現(xiàn)質(zhì)量事故
由于軟土地基是因地、因?qū)佣?,具有不可預(yù)見性。因此,在進行設(shè)計和施工的過程中,如果不能結(jié)合軟土地基的性質(zhì),那么很可能會出現(xiàn)質(zhì)量事故,例如,會引起路面塌方,不均勻的沉降,使路面出現(xiàn)開裂、傾斜等問題,嚴重的時候會引發(fā)交通事故。這些質(zhì)量事故會直接影響到整個施工工程的經(jīng)濟效益和社會效益。
(三)在設(shè)計中存在問題
由于設(shè)計部門對軟土地基的設(shè)計不夠準確,沒有真實的將高速公路軟土地基所分布的情況反映出來,應(yīng)該對軟土地基進行處理的沒有進行及時處理,在設(shè)計中不能從高速公路的實際出發(fā),沒有從軟土地基對樁基礎(chǔ)的承載力會產(chǎn)生影響的方面進行分析,從而導(dǎo)致高速公路出現(xiàn)了傾斜、裂縫、路堤失穩(wěn)以及沉降等危害。
二、高速公路軟土地基的特點
高速公路軟土主要是由淤泥和軟粘土組成的,里面含有一些有機質(zhì),軟土中的含水量比較高,其孔隙很大,而且壓縮性比較高,強度低,其滲透性比較差,有較高的靈敏度,在荷載的作用下,抗剪強度比較低,同時,具有流變性顯著等特點。
三、高速公路軟土地基處理方法
(一)表層處理法
對于淺表層軟弱土的處理可以采用表層處理法,其適用范圍是粘性土和粉土。在通常情況下,主要是對深度在一米的軟土進行處理。這種方法主要是在地表排水的情況下,在地表鋪砂土或者鋪土工布等材料,并且運用高效添加劑,這對地表層的含水率可以起到很好的改善效果,同時使得土體的結(jié)構(gòu)、地基土承載力得到改善,從而有利于保證施工機械的正常使用。表層處理法是非常簡單的,在采購材料時比較方便,而且價格低。因此這種方法是高速公路軟土地基處理最經(jīng)濟、又可靠的方法,在使用表層處理法時,可以根據(jù)施工場地的實際情況,以便達到最佳的處理效果。
(二)換填法
該方法主要是將高速公路軟土換成優(yōu)質(zhì)土,以保障填土的穩(wěn)定性,并且使土的沉降量減少,這種方法的適用范圍是砂、碎石等填筑材料抗剪強度較軟弱土層。在具體施工時可以利用人工挖土進行換土,同時也可以采用爆炸法,將軟土擠出,然后強制性的將軟土進行置換。這兩種施工方法都比較簡單,能夠在很短的時間里完成置換的任務(wù)。從可靠性來進行分析,通過人工進行挖掘的方法最可靠。其中需要注意的是置換材料必須選擇具有很強承載力的粗粒土,必須對粗粒土進行壓實。
(三)加載法
加載法主要是為了增加高速公路軟土地基的強度,以防止在填土內(nèi)的構(gòu)造物發(fā)生有害沉降現(xiàn)象,對路面結(jié)構(gòu)造成損壞,這種方法的適用范圍是軟土地基。促進軟土地基沉降的方法主要有:(1)增加地基上的壓力,以減少土中的水含量(2)利用填土加載法,在地表上面鋪砂,使用不透水膜,依據(jù)大氣壓力的基本原理,來促進軟土地基的處理。在使用填土加載法過程中,必須要充分考慮地基是否穩(wěn)定。利用大氣加壓的方法不會對地基帶來破壞,但是要注意的是這種方法可能會受到地基適應(yīng)性的影響和限制,而且使用的工程費用比較多,在一般情況下不推薦使用這種方法。
(四)排水固結(jié)法
在通常情況下,排水固結(jié)法是一種比較常見的高速公路軟土地基處理方法,主要是利用長度和間距不同的袋裝砂和砂墊層進行相互間的結(jié)合,其適用范圍是砂土。雖然這種方法比較普通,但是十分經(jīng)濟實惠。
(五)深層處理法
深層處理法的適用范圍是復(fù)合地基。對于高填方路基和橋頭路基,可以從路基的厚度、所含數(shù)量來進行分析,然后可以使用粉噴樁的方式對軟土地基進行處理,進行深層處理后體現(xiàn)出來的效果通常很明顯。
(六)輕質(zhì)路堤法
這種方法主要適用范圍是軟土地基粉細砂路堤。該方法在很大程度上減輕路堤自重,使軟土地基上面的附加應(yīng)力減小,從而達到減少沉降的目的,同時它是一種非常節(jié)約填料的軟土地基處理方法。
(七)真空預(yù)壓法
這種方法的適用范圍是淤泥黏土層。對軟土地基的快速沉降起到很大的作用,同時能夠增加軟土地基的承載力,應(yīng)用效果非常明顯。
由此可見,高速公路軟土地基處理方法有很多種,被廣泛應(yīng)用于各種工程實例中。例如,在2012年的四月,某高速公路路基發(fā)生垮塌,導(dǎo)致公路交通中斷,近150多臺車輛,400余人受阻。通過對事故發(fā)生原因進行分析,利用換填法,向事故現(xiàn)場運大量石塊,將石塊填埋路基中,經(jīng)過搶修使地基穩(wěn)定下來,處理效果十分明顯,快速恢復(fù)了高速公路的正常運行。
總結(jié):
綜上所述,在高速公路的建設(shè)和發(fā)展中,常常存在軟土地基處理不當(dāng)?shù)葐栴},可能會引發(fā)很多病害。那么,如何采取切實可行的軟土地基處理方法,保障公路施工質(zhì)量,保障高速公路的運營安全,應(yīng)該得到高度重視和切實解決。只有根據(jù)高速公路軟土地基的性質(zhì)和實際情況進行分析,然后采取有針對性的措施,不斷的引進新技術(shù)、新方法、新材料,在具體的施工中對施工技術(shù)進行嚴格控制,才能有效提高施工質(zhì)量。
參考文獻:
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壓實度是衡量公路橋梁性能以及使用壽命的重要指標之一,它可以評判軟土地基是否具有穩(wěn)定的內(nèi)部構(gòu)造。如今,大多數(shù)施工承包商都對壓實度缺乏理解,不能從專業(yè)化的角度分析軟土地基的實用性,提出相應(yīng)的合理的解決方案。在施工的過程中遇到問題時很多,施工單位會簡單處理,更有甚者會直接繞過處理環(huán)節(jié),導(dǎo)致在公路橋梁投入使用的幾個月內(nèi)就開始對橋梁路面進行修繕和地基加固。很多施工單位一直使用同一套軟土地基施工處理技術(shù),不能根據(jù)當(dāng)?shù)氐耐寥兰疤鞖馇闆r對地基施工進行分析處理,例如,在雨水較多的地區(qū),橋梁地基會長時間被雨水浸泡及侵蝕,填土的流失情況也比較嚴重,但在橋梁設(shè)計過程中,忽略了對天氣情況的考慮,最終就會導(dǎo)致橋梁沉降事故。
2、軟土地基對公路橋梁施工的影響
2.1軟土地基易造成橋梁路面硬化
軟土地基具有較低的穩(wěn)定性,相比于其它地基,軟土地基還不堅固,抗壓性衣也比較弱,路面硬化是軟土地基在施工過程中經(jīng)常發(fā)生的狀況。公路橋梁施工材料以瀝青和水泥、沙子、石子等混合成的混凝凝土為主,穩(wěn)定性不夠高,在實地施工的過程中,路面內(nèi)部開裂和硬化的現(xiàn)象時有發(fā)生。
2.2軟土地基易造成路面沉降
路面沉降是軟土地基在公路橋梁工程施工中最易發(fā)生的現(xiàn)象。地下水對地基的不斷沖刷,使地基兩端的軟土流失嚴重,而下層軟土帶的變薄,導(dǎo)致上層地基不穩(wěn),從而導(dǎo)致整個公路橋梁路面發(fā)生沉降。軟土地基是否沉降是公路橋梁性能和使用壽命的決定性因素。
3、軟土地基施工中的技術(shù)要點
3.1表層排水法
改變軟土地基的壓縮性是改善軟土地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的有效方法之一。通過加入一定量的添加劑可以提高軟土地基填土的穩(wěn)定性和固結(jié)性。沙墊層具有一定的排水功能,通過與上層排水層的配合可以有效地控制填土內(nèi)的水位,為公路橋梁施工用的大型機械設(shè)備創(chuàng)造良好的使用條件。軟土地基兩端及下層的填土流失會造成地基中的土質(zhì)呈現(xiàn)不均勻分布,這往往會導(dǎo)致軟土地基的沉降,當(dāng)這種狀況發(fā)生時,施工者就得考慮改變軟土地基的抗壓力及抗剪力,改善公路橋梁工程軟土地基的沉降錯位現(xiàn)象。公路橋梁施工方還可以采用可墊材料加強軟土地基的表層強度。
3.2排水固結(jié)法
在公路橋梁軟土地基粘性土質(zhì)之間設(shè)立垂直于土層的垂直排水柱是增強軟土地基抗剪強度的有效方法之一,使用這種技術(shù)的同時以地基至花生的排水固結(jié)特點為基本,對軟土地基進行加負荷壓力測試,還可以大大提高地基的強度。深層排水固結(jié)法和深層復(fù)合地基加固法是提高軟土地基真實抗壓力和承載力的重要方法,面對不同的軟土地基,施工方應(yīng)該協(xié)調(diào)配合緩速填土法、排水固結(jié)法和加載法。
3.3粉噴樁加固處理法
平整的施工場地是能進行人工施工和機械行走施工的前提,當(dāng)出現(xiàn)不可清除障礙是,可以用碎石和沙土墊層鋪設(shè)方便機械設(shè)備的使用。如果施工場地具有較多坑洼地帶,那么施工方應(yīng)該用粘性土填埋處理。完善設(shè)計粉噴樁樁位圖、原地面高程數(shù)據(jù)表、原地面高層測量資料、土工試驗報告、施工場地地質(zhì)報告等是在進行粉噴樁施工技術(shù)必須要完成的工作,然后通過對收集到的數(shù)據(jù)進行分析處理,合理比較調(diào)節(jié)施工參數(shù)。設(shè)計到具體參數(shù)的有:提升速度、機械鉆進速度、單位時間噴粉量、粉噴攪拌速率等。
3.4加載法
在公路橋梁工程軟土地基施工過程中使用加載法可以降低軟土地基沉降現(xiàn)象發(fā)生的概率,加固了填土路面,增加了軟土地基的強度。對地基固結(jié)沉降處理有三種方法:(1)通過地基增加總壓法;(2)降低間隙水壓效應(yīng)力。(3)地下水法。當(dāng)軟土地基中間部位和頂層部位層含有砂層時,比較適合采用地下水法,為了使地下水位可以降到地基所需水位標準以下,施工方可以采用將鋼板打入地基進行圍護。在預(yù)測沉降量的過程中,應(yīng)該采集多方數(shù)據(jù),分析計算負載能力、自沉?xí)r間、沉降時間等,動態(tài)監(jiān)測施工情況,維護地基的穩(wěn)定性。
3.5擠密法
在我國中西部地區(qū)分布有大量的濕陷性黃土,在這些地區(qū)公路橋梁工程軟土地基施工的過程中主要采用的就是擠密樁法。先在黃土地基上打上樁孔,然后將素土、砂石、石灰土等填入打好的樁孔中,之后直接進行分層密實夯填。在利用擠密樁法構(gòu)建軟土地基時,不需要利用較大的機械設(shè)備,直接在原地就可完成所有操作,這種方式可以直接將廢棄的材料用作填充物,節(jié)省了大量原材料。石灰土樁法是通過將石灰塊、粉煤灰、爐渣、火山灰等土石按照適當(dāng)?shù)谋壤M行調(diào)配混合,攪拌均勻后,進行回填和夯實。生石灰具有水硬性和氣硬性,當(dāng)它與其它添加料混合攪拌后會發(fā)生體積膨脹的現(xiàn)象,利用這種現(xiàn)象就可以達到讓地基擠密的目的。砂石樁法也是擠密法的一種,將砂石、卵石、碎石、砂等材料做振動、沖擊處理后直接填入軟土地基打好的樁孔中,這樣做加強了地基的固結(jié)性和軟性粘土整體的承載力。
3.6敷墊材料法
軟土地基發(fā)生側(cè)向移位的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生,不均勻沉降也是頻繁發(fā)生的情況。通過具有較強抗壓力和抗剪力的敷墊材料可以提高機械的通行能力,從根本上解決地基承受能力不足,易于移位的問題。例如,當(dāng)?shù)鼗喜康能浲翆雍穸炔蛔阋該纹鹕蠈忧液枯^大時,公路橋梁軟土地基施工人員就可以在軟土地基上敷墊大約0.6~1.1米厚的砂墊層,如此一來,軟土層的固結(jié)性將進一步加強,排水層也可以高效完成排水的任務(wù)。利用敷墊材料法還可以為軟土層以下的層結(jié)構(gòu)提供排水服務(wù),降低填土層的水位高度,增強施工位置的表層強度,為地基施工機械的運作提供便利。
4、結(jié)論
1.1沉降處理
沉降處理包括加速固結(jié)沉降和減少總沉降量兩方面。加速固結(jié)沉降可采用加載預(yù)壓、豎向排水(設(shè)置砂井或芯板排水)和擠實砂樁等方法。減少總沉降量可以采用換填好土、石灰(水泥)樁、擠實砂樁等方法。
1.2穩(wěn)定處理
穩(wěn)定處理可以采用換填土、擠實砂樁、石灰(水泥)樁等措施增加抗滑阻力。各種加速固結(jié)沉降措施都有助于促進軟土層強度的增長;慢速或分期填筑路堤可以達到阻止地基強度降低的目的。
1.3應(yīng)注意的問題
(1)地基的土質(zhì)及土層構(gòu)成(厚度、排水層等)條件。(2)道路的性質(zhì)、路堤高度和寬度,是否為與構(gòu)造物連接的地段等條件。(3)工期、材料供應(yīng)、施工機械作業(yè)條件和對周圍環(huán)境的影響等條件。以上處理方法可以單獨使用,通常用幾種方法組合使用,以發(fā)揮各種方法的特長,取得良好的處理效果。
2軟土地基處理的具體措施
2.1換填土法
當(dāng)淤土層厚度較簿時,可采用淤土層換填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基礎(chǔ)等辦法進行地基處理,鑒于換砂不利于防滲,且工程造價較高,一般應(yīng)就地取材,以換填泥土為宜。可將軟土全部挖除,使路堤筑于基底或盡量換填滲水性土。這種方法適用于軟土厚度小于2m的路堤。換土法要回填有較好壓密特性土進行壓實或夯實,形成良好的持力層,從而改變地基承載力特性,提高抗變形和穩(wěn)定能力,施工時應(yīng)注意坑邊穩(wěn)定,保證填料質(zhì)量,填料應(yīng)分層夯實。
2.2拋石擠淤法
在路基底從中部向兩側(cè)拋投一定數(shù)量的片石,將淤泥擠出路基范圍,以提高路基強度,所有片石宜采用不易風(fēng)化的大石塊,尺寸一般<0.3m。其上鋪0.1m厚碎石及0.1m厚砂層后再填土。這種方法的適用范圍為:軟土厚度<3.0m,表層無硬殼,呈流動狀態(tài)、排水困難的地基狀態(tài)。
2.3反壓護道法
當(dāng)軟土和沼澤較厚,路堤高度不超過極限高度的2倍時,路堤兩側(cè)填筑適當(dāng)厚度和寬度的護道,在護道附加荷載的作用下,保持地基的平衡,增加抗滑力矩,防止路堤的滑動破壞。通過反壓護道法使路堤下淤泥趨于穩(wěn)定。護道一般可采用單組形式,其高度為路堤高度的0.3—0.5倍。適用范圍:當(dāng)路堤超過極限高度的1.5—2.0倍以內(nèi)時適用。
施工時,護道盡量與路堤同時填筑,且壓實度要達到90%以上。它的特點是施工工藝簡單、費用較低,但施工用地增大。
2.4砂墊層法
在軟土地基上鋪設(shè)厚度為0.5—1.2m的砂層,可使軟土頂面增加一個排水面,促進路基底的排水固結(jié),提高路基的強度及穩(wěn)定性。砂墊層材料的選擇以透水性好的砂或砂礫(74u篩孔通過率為3%以下)為宜,以保證所需的排水能力;砂墊層的寬度以每側(cè)寬出路堤0.5—1.0m為宜。砂墊層適用于路堤高度<2倍極限高度的狀況。
2.5設(shè)置砂井法
砂井與連接的砂墊層配合使用效果較好,一般砂井直徑為0.2—0.3m,井距為井徑的8—10倍,常用范圍為2—4m,平面上呈矩形或梅花形布置。適用范圍:軟土層厚度>5m,且路堤高度超過天然地基承載力容許的高度很多時適用。
2.6攤鋪土工布法
高填土可適當(dāng)分層,采用土工布加強路堤剛度,并在軟土基上隔墊,使荷載均勻,避免局部破壞,對地下水防治相當(dāng)有利,也可以用土工布攤鋪軟土底層,并折向沿邊坡作防護,這樣既提高基底剛度,也使邊坡受到維護,有利于排水和因地基應(yīng)力再分配而增加路基的穩(wěn)定性
2.7排水固結(jié)法
排水固結(jié)法是解決淤泥軟粘土地基沉降和穩(wěn)定問題有效措施,由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分組合而成。排水系統(tǒng)是在地基中設(shè)置排水體,利用地層本身的透水性由排水體集中排水的結(jié)構(gòu)體系,根據(jù)排水體的不同可分為砂井排水和塑料排水帶排水兩種。
2.8灌漿法
是利用氣壓、液壓或電化學(xué)原理將能夠固化的某些漿液注入地基介質(zhì)中或建筑物與地基的縫隙部位。灌漿漿液可以是水泥漿、水泥砂漿、粘土水泥漿、粘土漿及各種化學(xué)漿材如聚氨酯類、木質(zhì)素類、硅酸鹽類等。灌漿法對加固淤泥軟土地基具有明顯效果,如福建省龍海市角美壺嶼港水閘由于淤泥軟基不均勻,沉陷閘基沉降最大達到0.63m,加固時采用單管高壓旋噴灌漿處理,每個閘墩上、下游側(cè)和中間各設(shè)5個灌漿孔,沿閘墩軸線兩側(cè)布孔,灌注水泥漿,成樁直徑0.5m,伸入閘基礎(chǔ)10.5m,采用灌漿壓力為20MPa,經(jīng)過處理后閘基沉降基本得到控制。高壓旋噴灌漿處理原理是通過在閘基中高壓旋噴灌漿形成水泥土摩擦樁,提高閘基承載力,達到控制沉降的目的。另一種對淤泥軟土地基閘室淘空處理通常應(yīng)通過水閘上游防滲如設(shè)置水平鋪蓋或垂直防滲控制閘基滲流,然后再對閘室進行灌漿處理。
3結(jié)語
總之,軟土地基的強度或變形的問題是工程土中必須十分注意的問題,過大的沉降及不均勻的沉降造成軟土地區(qū)大量的工程事故。因此,在軟土地區(qū)進行設(shè)計與施工的道路工程時,必須從地基、建筑、結(jié)構(gòu)、施工、使用等多個方面綜合考慮,采取相應(yīng)的措施,減少地基的不均勻沉降,保證建筑物的正常使用。
參考文獻:
[1]徐至鈞.建筑地基處理技術(shù)叢書:軟土地基和預(yù)壓法地基處理[M].機械工業(yè)出版社,2005.
[2]王曉謀,袁懷宇.高等級公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)[M].人民交通出版社,2001.
關(guān)鍵詞:深厚軟土 軟土路基 處理技術(shù)
一、前言
隨著我國道路建設(shè)的迅猛發(fā)展,在道路的施工建設(shè)過程中,不可避免的會遇到深厚軟土路基,與普通的路基不同,軟土路基的強度很低、固結(jié)時間長、易產(chǎn)生變形等特性,在外載荷的作用下引起地基的過大的變形或是沉降等一系列的問題,因此,在軟土路基上建造建筑物或進行道路施工,必須要對軟土路基進行相應(yīng)的處理,采取一定的技術(shù)措施改善軟土路基的工程特性,消除各種不利的因素,確保在軟土路基上施工的穩(wěn)定性和安全性。
二、深厚軟土路基及其特點
我國《公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》中給出軟土的定義為:濱海、湖沼、谷地、河灘沉積中具有天然含水量高、孔隙比大、壓縮性大、抗剪強度低等特點的細粘土。軟土路基是指壓縮層主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土、吹填土或者是由壓縮性極高的土層組成的路基。一般認為土基在外載荷的作用下,使得路基的強度不夠或會產(chǎn)生過大的變形,導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)下沉、嚴重時會引起裂縫直至破壞,這種路基就稱之為軟土路基。大量的工程實踐證明,軟土厚度超過1.5cm的軟土路基稱之為深厚軟土路基。由于深厚軟土路基具有固結(jié)速度很慢,處理難度很大,施工沉降大的等難點,因此,關(guān)于這些問題要不斷加強這方面的研究。
三、深厚軟土路基表層處理技術(shù)
表層處理就是通過利用軟土自身的力學(xué)特性或者利用外加處理材料的特性,使得軟土路基的表面形成一個受力的范圍,通過擴大器受力的范圍,可以有效地降低深層軟土的受力,進而降低了深層軟土遭到破壞的可能性。
(1)采用軟土硬殼層對軟土路基進行回填碾壓處理。軟土硬殼層是指細微的土壤顆粒,在水流沖擊的作用下,沉積在內(nèi)陸湖泊以及海洋沿岸等處從而形成了不同類型的軟土結(jié)構(gòu)。由于軟土硬殼層的連結(jié)力的增加,使得土壤的應(yīng)力集中逐步擴散,從而降低了軟土路基的沉降的可能性,同時,還進一步地提高了土壤的承載能力,有效地增加了路基的極限高度。研究者根據(jù)工程實踐的經(jīng)驗總結(jié)出采用軟土硬殼層來設(shè)計施工路基的步驟,其中包括現(xiàn)場勘探、分析勘探數(shù)據(jù)資料、確定設(shè)計方案、試驗驗證、正式施工等。
(2)采用堆載預(yù)壓法技術(shù)處理軟土路基。堆載預(yù)壓法是指通過利用軟土路基自身的重力,逐漸使軟土路基下層加速固結(jié)的一種方法。堆載預(yù)壓是在建筑物建造之前,對地基進行堆載預(yù)壓,逐漸使軟土路基固結(jié),以滿足建筑物對軟土地基穩(wěn)定性的要求。
(3)采用土工合成材料技術(shù)處理軟土路基。土工合成材料是指利用巖土工程并結(jié)合合成材料加工成的產(chǎn)品的總稱,通常有反濾、排水、隔離和加固補強等功能。軟土路基常用的土工合成材料有土工織物和格柵兩種。
四、深厚軟土路基深層處理技術(shù)
軟土路基表層處理是依靠軟土自身的應(yīng)力應(yīng)變的性能,結(jié)果是形成一種修補結(jié)構(gòu),由于許多軟土段的結(jié)構(gòu)物對工后沉降的要求很嚴格,僅依靠表層的處理并不能滿足其要求,這就需要對軟土路基進行深層的處理。
(1)采用預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)處理軟土路基。這種處理技術(shù)是指在樁頂上接有由鋼筋混凝土制成的樁帽、管樁以及地基組成復(fù)合地基,此作用下可使地基得到加強。管樁的設(shè)計包括墊層的設(shè)計(其組成類型、厚度、應(yīng)力以及強度的分析等),管樁的設(shè)計(管樁的類型、尺寸、形狀以及樁帽的設(shè)計等),計算地基沉降的幅度和側(cè)向的變形情況以及驗證地基的穩(wěn)定性四個組成部分。沉樁采用的方法分為錘擊、振動、靜力壓樁方法三種。
(2)采用沉管灌注樁技術(shù)處理軟土路基。施工程序為樁孔就位、沉管、拔鋼管以及振搗混凝土、下放鋼筋籠、澆筑混凝土到樁頂。沉管灌注樁分為錘擊和振動兩種。
(3)采用深層攪拌樁技術(shù)處理軟土路基。該方法用于加固飽和的軟粘土地基,其原理是以水泥作為固化劑,經(jīng)過深層攪拌之后,在鉆井的過程中將其注入, 漿液與軟土固化成具有一定強度的水泥土,從而起到了加固地基的作用。水泥攪拌法常用于加固各種飽和的軟粘土,一般水泥作為固化劑最為常用。深層水泥攪拌技術(shù)包括水泥漿噴射攪拌和水泥粉噴射攪拌兩種施工方法。
(4)采用塑料排水板的技術(shù)處理軟土路基。塑料排水板可以替代砂井起到排水的作用,排水過程要流暢,因此,塑料排水板要具有較強的滲透能力,同時還應(yīng)具有一定的抗拉、抗折強度,抗老化的性能以及在水中保證不會變形,強度不會降低等性能。
五、深厚軟土路基監(jiān)測技術(shù)
由于路堤載荷的作用造成地基沉降以及并影響穩(wěn)定性,同時也會影響到周圍的地基和建筑物,處理不當(dāng),會引起致路堤失穩(wěn),建筑物遭到破害等一系列的問題,因此,在深基坑和隧道施工中需要運用地基檢測技術(shù),軟土路基檢測的項目如下所示。
1 地面沉降檢測 該檢測是指把沉降儀器埋設(shè)在路堤的地面中進行測量,從而檢測出地基在一定時間中的沉降量。
2 深層沉降檢測 該檢測是把沉降儀器埋設(shè)在距路堤具有一定的深度進行測量,用來檢測地基的壓縮厚度以及地基各層的變形情況。
3 路基穩(wěn)定觀測 該檢測是指通過利用路基上的位移觀測樁檢測其移動的情況,以檢測地基的水平移動和隆起,從而確保路堤施工的穩(wěn)定性。
4 土壓力觀測 該檢測是指在路基的施工過程當(dāng)中,通過提前埋設(shè)在路基表層下面或是路基的機體內(nèi)的土壓力計,以測量其壓力的變化情況,檢測出的數(shù)據(jù)作為施工的指導(dǎo)。
六、深厚軟土區(qū)橋臺后路基處理技術(shù)
軟土地基上橋臺往往采用短承樁,橋臺的沉降量很小。由于橋頭路堤的填方很高,使得作用在地基的載荷很大,作用在橋臺上的土壓力也變大,因此,要確保好橋頭路堤地基的穩(wěn)定性和有效地減小橋臺和后臺的沉降差,處理橋頭路基通常有永久處理和易修補處理兩種方法。
七、結(jié)論
深厚軟土路基處理的好壞直接影響著道路的承載能力,軟土路基在道路施工建設(shè)和建造建筑物的過程中比較的常見,因此,對軟土路基的處理問題要展開的一系列的研究,本文簡要的介紹了處理軟土路基的幾項關(guān)鍵技術(shù),并總結(jié)了一些處理方法的設(shè)計步驟,可以根據(jù)軟土路基不同的特點采取相應(yīng)的處理技術(shù),進而保證工程的施工質(zhì)量。
參考文獻:
[1] 劉鵬.深厚軟土路基處理關(guān)鍵技術(shù)的研究.上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文.2006
關(guān)鍵詞:軟土路基 沉降觀測 孔隙水壓力
中圖分類號:U213.157 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)02(a)-0 042-01
我國東南沿海和內(nèi)陸廣泛分布有含水量大、壓縮性高的淤泥質(zhì)軟粘土,在荷載作用下容易產(chǎn)生沉降而影響建筑物的正常使用。對于軟土地基上的建設(shè)公路、鐵路、房屋建筑等工程,地基沉降觀測和分析常被認為工程成敗的關(guān)鍵。文章通過湖南某公路的沉降觀測實驗,闡述了沉降觀測中的儀器布置要點,對沉降觀測的孔隙水壓力進行了分析。
1 儀器布置及分析要點
該公路某斷面淤泥厚度3.6m~5m,塑料排水板超載預(yù)壓處理軟土路基,塑料排水板間距1.2m,處理深度9m,預(yù)壓填土高度6.3m,土工格柵兩層,設(shè)計要求預(yù)壓期6個月。根據(jù)試驗路段的地質(zhì)條件、路基設(shè)計情況及試驗?zāi)康脑囼灡O(jiān)控儀器布置見圖l。
觀測的目的是探討不同工程條件下軟土地基內(nèi)、填土路堤內(nèi)各點的表面沉降、分層沉降、側(cè)向位移、孔隙水壓力與時間發(fā)展的關(guān)系和規(guī)律。
表面沉降:是地基變形和固結(jié)的直觀反映,可以判斷地基是否穩(wěn)定、控制填土速率以及預(yù)測地基的固結(jié)情況。為了提高沉降觀測精度必須做到“三同一固定”,即采用相同的觀測路線和監(jiān)測方法,使用同一儀器,在基本相同的環(huán)境和條件下工作,固定測站、轉(zhuǎn)點和監(jiān)測人員。
孔隙水壓力:是地基土體應(yīng)力變化的重要指標,可以了解地基土體內(nèi)應(yīng)力的轉(zhuǎn)化情況,反映地基土體的固結(jié)快慢,判斷地基強度增長情況。掌握孔壓變化規(guī)律對指導(dǎo)路堤填筑速率有十分重要的意義。
側(cè)向位移:是判斷地基是否處于穩(wěn)定狀態(tài)的重要指標之一。土體的深層位移常利用測斜儀測得,測斜管采用膜量與土體相近的材料做成,當(dāng)土體產(chǎn)生側(cè)向變形時,測斜管也隨之移動,利用測斜儀可測出這種變化,直接反映不同深度的地基土體側(cè)向位移大小。
分層沉降:是不同深度處地基土體變形和固結(jié)的直觀反映,通過分層可以分析不同深度處地基土體變形趨勢。
2 孔隙水壓力觀測結(jié)果分析
為了了解目前土體的固結(jié)程度和土體的最終沉降量,需對沉降監(jiān)測成果進行整理和分析。由于篇幅有限本文僅對孔隙水壓力的變化進行分析。
孔隙水壓力隨時間變化的過程一般從一次加載到下一次加載孔隙水壓力都經(jīng)歷了增長一消散一增長一消散的過程,說明附加總應(yīng)力在不斷向土體有效應(yīng)力轉(zhuǎn)化??讐洪_始消散時消散速率較快,隨時間的推移孔壓的消散速率減慢,在后期孔壓趨于穩(wěn)定。
另外,監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)孔壓值受降雨影響也較為明顯,在填土荷載不變的前提下,雨后測得的孔壓值明顯大于雨前而不加載不降雨情況下孔壓變化一般規(guī)律是隨時間逐漸消散減小。這種變化是因為降雨相當(dāng)于增大了地基的附加荷載,從而使孔莊值變大。但孔壓增加值與降雨間更為精確的關(guān)系還難以數(shù)量化,有待于進一步研究。
利用監(jiān)測數(shù)據(jù)整理繪出∑u與∑P曲線圖如圖2所示,由圖中可知,各斷面∑u~∑P曲線在填土初期曲線呈直線,后期地基固結(jié)度增加,地基強度增長,地基趨于穩(wěn)定。在圖2中,第一次轉(zhuǎn)點位置發(fā)生在第四級填土荷載處(對應(yīng)的填土高度為3.84m),也就是說,在填土至3.84m時,∑Au~∑P曲線還基本上是直線,待再填下一級荷載(對應(yīng)填土高度為3.84m)時,∑u~∑P曲線出現(xiàn)向上彎折,斜率變大,根據(jù)前面土體的彈塑性理論分析可知,在填土高度大至3.84m時,土體的性質(zhì)發(fā)生了變化,即進入了塑性變形階段。因此該斷面土體由彈性向塑性階段轉(zhuǎn)化對應(yīng)的填土高度可取為3.84m左右,此填土高度與理論計算的極限填土高度相近。以上分析說明,在極限填土高度內(nèi),∑u~∑AP曲線呈直線,地基土體處于彈性階段,此時可快速加載,超過極限填土高度后,∑u~∑P曲線出現(xiàn)向上拐點,地基土體處于塑性變形階段,此時應(yīng)放慢加載速度,待其達到所需固結(jié)度后方可繼續(xù)加載;當(dāng)加載過程中,∑Au~∑AP曲線出現(xiàn)向上轉(zhuǎn)點即曲線斜率變大時,地基可能面臨失穩(wěn),應(yīng)采取停載或卸載措施。因此,可根據(jù)∑Au~∑P曲線的斜率變化判斷地基是否穩(wěn)定,以指導(dǎo)填土速率。
3 結(jié)語
闡述了沉降觀測的主要觀測指標及作用,通過實際工程應(yīng)用著重對孔隙水壓力的變化過程進行了分析。從一次加載到下一次加載孔隙水壓力都經(jīng)歷了一個增長一消散一增長一消散的過程,說明附加總應(yīng)力在不斷向土體有效應(yīng)力轉(zhuǎn)化。孔壓開始消散時消散速率較快,隨時間的推移孔壓的消散速率減慢,在后期孔壓趨于穩(wěn)定。∑u與∑P曲線能反映地基的加載狀況及穩(wěn)定性,通過曲線斜率的變化可判斷地基是否穩(wěn)定,指導(dǎo)路基加載填土速率。
參考文獻
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