加筋土复合垫层处理软土地基施工技术
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软土地基的处理是道路设计经常遇到的情况。
软土是指湖沼、滨海、谷地、湿地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。
具有孔隙比大、含水量高、压缩性强、固结系数小、固结时间长、抗剪强度弱、灵敏性强、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。
主要包括冲填土,杂填土,淤泥质土以及其他高压缩性土等。
一、软土路基浅层处理方法软土地基浅层处理的方法主要包括加筋土法,强夯法,换填法和抛石挤淤法等(浅层处理是指对路床处理深度不超过5米)。
(一)加筋土法加筋土法是将土工织物或是土工栅格等植入地基土中,两者形成一个整体,增大压力扩散角,从而提高地基的承载能力,减少其沉降。
加筋土法一般适用于由回填土形成的路堤,适用于软土,沙土和粘性土等。
(二)强夯法强夯法是利用重物对软弱地基进行强夯,增加其密实度,从而提高路基地基承载能力和减少沉降,一般适用于地基处理深度不超过3米的低饱和度粉土,粘性土,湿陷性黄土,素填土和杂填土等。
施工前,对重夯地段测量放样,确定夯点位置及间距。
夯击遍数为3遍,从两侧开始向中部一排接一排进行,每夯点连续夯击4次。
夯击过程中随时测量夯沉量,当后两击平均夯沉量为1~2cm 时,即可终止夯击。
(三)换填法换填法是将软弱土层清除并清底,然后回填砂碎石并压实。
一般适用于淤泥质土和黄土和人工回填土,适用深度不超过5米。
测量放样,挖除路基坡脚全部软弱土、冻胀土。
对材料的配合比进行标准试验,确定适合施工需要的各项参数,以便合理指导施工。
备料、摊铺及拌和,自卸车按规定计量将砂砾运至施工路段,确保配料的均匀性及准确性,然后用平地机摊铺,直到达到设计要求的深度和规范要求均匀度为止。
摊铺应控制厚度,避免破坏下承层,每次的摊铺宽度应与上一次的摊铺重叠50cm。
碾压养生,现场取样成型试件,满足要求后,立即进行稳压,然后平地机初平一次,用振动压路机振压4~6遍直到达到要求的标准。
碾压成型后的第2天,洒水养生,并控制车辆运行。
试析土工织物加筋垫层法处理软土路基作者:李坚来源:《价值工程》2010年第18期摘要:结合工程实例,基于土工织物作用机理,对加筋垫层法的施工工艺,及在软基处理应用中的效果加以介绍。
Abstract: Combining the project cases and basing on geotextile mechanism of acticn,the paper iutroduces the construction technology of strend thened cusion mexhod and its application in soft soil subgrade.关键词:土工织物;软土地基;加筋垫层法Key words: geotextile;soft soil subgrade;strend thened cushion中图分类号:U416 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)18-0124-010引言某在建一级公路工程,是该市公路网中的重要组成部分,全长50.354km,设大型立体交叉7处,大桥5座,隧道一座。
由于路线有多个路段经过农业生产基地的鱼塘区,因此,在地质条件较差的地方采用了多种软基处理方法。
在此对利用土工织物加筋垫层处理软土地基作一介绍。
土工织物加筋垫层是近几年发展起来的土工合成新材料,用其处理大面积软土地基乃是一项新课题。
加筋垫层既具有钢筋混凝土刚性板的抗剪抗拉能力,又具有一定的塑性,能够适应地基变形,是一种比较理想的软基处理方法,加筋垫层与其他地基处理方法联合使用,同样具有广阔的发展前景。
1工程实例该一级公路K12+120~K12+270段为老河床位置,地质条件差,上部为杂土层,厚度2.3m~4.0m,土质密度极不均匀;下部为5m~10m厚的淤泥。
天然地基承载力很低。
经过处理方案比较,决定采用土工织物加筋垫层进行地基处理。
2土工织物的作用机理2.1 软土地基加筋作用。
市政公路桥梁工程施工中软土地基处理施工摘要:市政公路桥梁工程是现代城市中的一项重要基础设施,其建设水平与质量关乎着城市的繁荣稳定发展。
软土地基是市政公路桥梁工程建设中的常见问题,由于公路桥梁建设规模大,且城市交通运输压力较大,因此常规的岩土条件无法直接作为工程地基进行建设。
基于此,软土地基的加固处理施工是市政公路桥梁工程施工中的重要环节,本文就此话题展开全面探讨和研究,旨在为相关领域从业者提供参考。
关键词:市政工程;软土地基;处理技术在我国市政公路桥梁工程建设中,软土地基是一个备受关注的内容,这是由于软土地基情况存在着较为凸显的复杂性和特殊性,需要采取科学合理的加固处理才能满足工程建设需求。
近年来,伴随着工程施工水平的不断提升,软土地基在加固处理施工技术方面也呈现出了多样化和丰富化转变,能够基于不同条件的岩土条件进行针对性的加固,从而满足公路桥梁工程的建设需求。
与此同时,在市政公路桥梁工程建设质量要求愈加严格的今天,相关施工建设单位也要对软土地基的加固处理施工给予高度重视,并不断强化自身软土地基处理施工技术的应用能力。
1软土地基对市政公路桥梁工程的危害一般情况下,我们将土木工程施工中由粘性土、粉土等细微颗粒组成的松软土体成为软土地基,这是由于该类土体具有极强的压缩性,并且土体结构强度薄弱,因此在用作工程基础进行施工时会给工程结构的安全性及稳定性带来严重危害。
市政公路桥梁工程不仅自重较大,同时也会面临交通车辆的荷载作用力,从而会对地基产生极大的作用力,如果地基承载能力不足必然会出现塌陷、沉降等现象,并最终危害市政公路桥梁工程的安全性。
2市政公路桥梁工程中软土地基处理施工技术2.1换填处理施工技术换填处理施工技术原理为采用稳定性强、质地坚硬的土体对原有松软土体进行替换,从而使地基土体的抗剪性及抗压缩能力得到全面提升,并最终满足市政公路桥梁工程对于地基承载力的需求。
在换填处理施工技术应用中,为提高施工工作的经济效益,一般换填土体要采取就近取材的原则,而在所有类型的土体中,以水泥土的应用效果最佳。
4.1 浅层处理浅层处理方法主要有垫层法(包括换土垫层、换土加筋垫层、加筋碎石垫层等)、抛石挤淤法等,换土垫层一般不适用于垫层下地基持力层土的压缩模量低于2.5MPa的地基。
4.1.2 垫层法一、换土(加筋)垫层法采用换土垫层法或换土加筋垫层法处理软基时,垫层厚度一般不小于500mm且不超过3.0m,并应与其它处理方法进行经济比较后再做优选。
换土加筋垫层处理软基横断面图换土加筋垫层法的加筋材料宜选用抗拉强度高、受力时伸长率不大于4%~5%、耐久性好、抗腐蚀的土工格栅,当垫层厚度小于1.0m时,在底部或1/2厚度处铺设一层加筋土工格栅,当厚度大于1.0m时每0.5m铺设一层加筋土工格栅。
也可根据工程实际情况选用其它土工合成材料如土工布等。
垫层的作用:1、提高地基承载力2、减少沉降量3、加速排水固结4、阻隔毛细水上升5、垫层中加铺土工合成材料,利用土颗粒或碎石位移与拉筋产生摩擦力,使土与加筋材料形成整体,可使上部荷载均匀分散到地基中(应力扩散)。
当地基可能出现塑性剪切破坏时,土工合成材料将起到阻止破坏面形成或减小破坏发展范围的作用,从而达到提高地基承载力的目的。
此外,土工合成材料与垫层土之间的相互磨擦将限制地基土的侧向变形,从而增加地基的稳定性。
垫层底部加筋——筋体与垫层一侧摩擦垫层中部加筋——筋体与垫层两侧摩擦标准图集中将加筋材料放在了垫层的中部垫层的厚度确定:垫层的厚度一般根据垫层底面处土的自重应力和附加应力之和不大于同一标高处软弱土层的容许承载力,其表达式如下:pz+pcz ≤ƒz式中:ƒz ——垫层底面处土层的地基承载力(kPa);pcz ——垫层底面处土的自重压力(kPa);pz ——垫层底面处土的附加压力(kPa)。
一般是先根据初步拟定的垫层厚度,再用(1)复核。
垫层厚度一般不宜大于3m ,太厚施工困难,太薄(<0.5m )则换土垫层的作用不大。
垫层的宽度应满足道路路基基础底面应力扩散的要求,可按下式计算或根据当地经验确定。
市政工程施工过程中软土地基处理技术要点摘要:软土地基包括淤泥质土结构,包括饱和软粘土,通常分布在河口等地区。
但如果内陆地区水资源丰富,就会出现软土地基问题,尤其是沿海城市。
软土地基含水量高,不能保证市政工程的承载力,对工程项目影响很大。
如果外力较大,会引起变形问题,威胁工程项目的安全。
关键词:市政工程;施工过程;软土地基1软土的基本概念(1)软土含水量高。
土地中的天然含水量决定了土地基本结构的稳定性,含水量高的土地承载力差。
(2)软土松软多孔。
纯天然软土比加筋后的软土孔隙大,软土地基稳定性差。
(3)软土的渗透性差。
软土的含水量高。
在外部压力的影响下,土的相对强度缓慢增加。
同时,土壤中有很多有机成分,容易发生化学反应,会形成大量的小气泡,堵塞软土的缝隙,使水难以渗入软土。
(4)软土的压缩性高。
淤泥质土和粉土的压缩性会随着土壤含水量的增加而逐渐增大。
(5)软土的耐碱性低。
软土的耐碱性与其排水性能和相关固结条件有关。
渗透性差导致其排水性差,耐碱性弱。
(6)软土具有触变性和流变性。
变性软土静置较长时间后,土体强度会增加,但如果此时受到外力作用,强度会降低。
流变是指软土固结沉降后的第二次固结沉降。
根据以上特点,软土具有土质松软不稳定、易变形、土质不稳定等特点。
软土地基施工中如不采取有效措施,将导致路面地基隆起、地质不稳定、路面塌陷、路面变形和损坏,影响行人和车辆的安全。
在市政道路建设中,应加强软土地基的处理,改变软土的土性,提高软土地基的牢固性,使土性满足工程需要,提高市政建设的整体工程质量。
2处理软土地基时的影响因素2.1地形和土壤条件在施工过程中,不同的土壤类型有不同的施工方法,需要根据土壤的特点采取针对性的措施进行施工。
软土多为粘性土,具有高流变性和压缩性的特点。
施工前可采用夯实的方法,以减少施工对地基的影响。
如果软土是砂土,而砂土和粘性土的性质完全相反,在较大的压力作用下,砂土的强度会降低,所以施工方可以采用先振捣后压实的方法,有利于施工的后续操作。
浅谈建筑工程施工中软土地基处理的技术摘要:建筑工程软土地基具有透水性能差、沉降量大等特点,严重威胁着建筑工程的施工质量。
为了提高建筑工程项目的整体质量,相关部门需要有效处理软土地基,避免建筑工程沉降过大以及不均匀沉降问题,并根据建筑工程软土地基的特点和施工情况,灵活应用软土地基处理技术。
文主要阐述了建筑工程中软土地基处理技术的基本内容,并对其处理技术手段进行了全面探析,以此在合理提升工程施工质量的基础上,为预期施工目标的实现奠定良好基础。
关键词:建筑工程;软土地基;处理技术一、建筑工程中软土地基相关介绍1.定义软土地基主要指强度低、压缩量较高的软弱土层,与其他土层相比,软土大多含有一定的有机物质。
根据相关数据调查显示,软土地基的强度与稳定性在一定程度上与路基填土的干湿状态有直接的联系,而路基的干湿状态由土壤的含水量决定,因此,在路基路面工程施工过程中,若路面路基施工排水设施设置不当,使雨水和其他水源沿缝隙向路基内渗透或由于地下水位的升高使路基长时间处于潮湿状态都会导致路基的软化,进而增加了路基变形的概率,对周遭民众的生命安全和社会的发展造成严重影响。
2.特性1)低透水性。
软土地基的储水功能比较强,含有大量的水。
因此,这种地基很难保持平稳,极易出现塌陷的情况。
2)不可预测性。
环境因素容易对软土地基造成影响,且其具备不可预测性,容易导致各种沉降问题的出现。
例如,建筑工程建设改变了软土地基以往的固态结构,因此土壤容易出现液化软化现象,这样建筑整体结构很难保持平稳。
3)可压缩性。
一般来说,软土地基具备可压缩性。
土层中含有松散的土壤和大量的水分。
软土地基一旦超过了承载重力,地基容易发生沉降现象。
二、软土地基处理技术存在的问题1.勘察阶段当今社会技术的不断发展,大多数相关团队已经意识到软土地基带来的危害性以及处理它的重要性。
在准备的勘察阶段,一时的疏忽可能会导致数据的不完整性或者错误,会在准备方案的时候导致偏差,影响实际的施工操作,最终导致建筑物的质量问题,影响后续的工程。
软土地基上基础的处理措施软土地基,软土地基是建筑工程中常见的土地基础类型。
软土地基的特点是土壤比较松软,夯实度较低,承载力较弱,容易发生沉降和不均匀沉降,因此会对建筑物的结构稳定性和安全性造成危害。
一、软弱土地基处理方法1、碾压法与夯实法碾压与夯实是修路、筑堤、加固地基表层最常用的简易处理方法。
通过处理,可使填土或地基表层疏松土孔隙体积减小,密实度提高,从而降低土的压缩性,提高其抗剪强度和承载力。
目前我国常用的有机械碾压、振动压实和重锤夯实,以及70年代发展起来的强夯法等。
2、换土垫层法它是将基础地面以下一定范围内的软弱土挖去,然后回填强度高,压缩性较低,并且没有侵蚀性的材料的方法。
3、排水固结预压法排水固结须压法是利用地基排水固结的特性,通过施加顶压荷载,并增设各种排水条件,以加速饱和软粘土固结发展的一种软土地基处理方法。
根据固结理论,粘性土固结所需时间与徘水距离的平方成正比。
4、桩基法当淤土层较厚,难以大面积进行深处理,可采用打桩办法进行加固处理5、灌浆法是利用气压、液压或电化学原理将能够固化的某些浆液注入地基介质中或建筑物与地基的缝隙部位。
灌浆浆液可以是水泥浆、水泥砂浆、粘土水泥浆、粘土浆及各种化学浆材如聚氨酯类、木质素类、硅酸盐类等。
6、加筋法加筋土是将抗拉能力很强土工合成材料埋置于土层中,利用土颗粒位移与拉筋产生摩擦力,使土与加筋材料形成整体,减少整体变形和增强整体稳定。
二、软弱土地基的类型特点1、软土一般是指在静水和缓慢流水环境中沉积,以黏粒为主并伴有微生物作用的近代沉积物。
软土是一种呈软塑到流塑状态,其外观以灰色为主的细土粒,如淤泥和淤泥质土、泥炭土和沼泽土,以及其他高压缩性饱和黏性土、粉土等。
2、我国公路行业规范对软土地基未作定义。
日本高等级公路设计规范将其定义为:主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成。
3、地下水位高,其上的填方及构造物稳定性差且发生沉降的地基。
加筋复合垫层处理软土地基施工技术
摘要:山西某职业学院新校区学生公寓楼地基为软土地基,其承载力不能满足上部荷载的要求,采用加筋复合垫层进行加固处理。
通过计算,及处理后的静载实验检测,地基承载力达到图纸设计要求,处理效果良好。
关键词:加筋复合垫层处理软土地基施工技术
1 引言
位于太原市的山西某职业学院新校区学生公寓4号楼,地下一层地上六
层剪力墙结构、钢筋混凝土筏片基础,东西长57.8m,南北长16.3m,建筑面积5593.2 m2,建筑总高度24.8m,室内外高差0.95m。
筏片基础底面标高-3.85 m,-3.85m以上建筑总荷重111623.46 kN,设计基底压力为100 kPa。
原设计用干振碎石桩复合地基处理,但经两个月的停歇恢复期后,检测复合地基承载力不能满足设计要求,需对地基进行补强加固处理。
根据《山西某职业学院新校区岩土工程勘察报告》综合判定该场地属于中等液化地基,地基土分层及主要物理力学指标见下表:
2砂石加筋复合垫层设计
2.1设计原理、特点及方案。
(1)设计原理。
理论分析和实验观察都表明,土体受压时,在沉降的同时向两侧扩张,地基土破坏时,基础两侧的地表隆起,因此在基础下方存在着一个拉伸变形区域,其破坏与否与土的侧向变形大小有关,允许的侧向变形愈小,它能承受的压力将愈高,所以,要提高土的承受能力,可以从设法减小其侧向扩张着手。
如果将土工合成材料布置在这个区域,由于土体和加筋体共同承受荷载,使这种人工复合的土体可承受抗拉、抗压、抗剪或抗弯作用,从而提高地基的承载力、稳定性并减少沉降。
加筋土正是利用了这一原理。
在土体中的一定部位铺设水平方向的加筋材料,将土压实后,土与加筋材密切结合成一复合土体(加筋土),当在复合
土体的表面施加荷载,由于加筋材与周围土之间有较大的摩阻力(有时尚有咬合力),限制了土的侧向变形,相当于在土体侧面上施加了约束力。
从上面的道理可知,这种复合土体的承压能力理所当然地得到提高。
(2) 砂石加筋复合垫层的特点:
①加筋的土体及结构属于柔性,对各种地基都有较好的适用性,因而对地基的要求比其他结构的建筑物低。
②加筋材与周围砂石之间有较大的摩阻力,从整体上限制地基土的剪切、侧向挤出与隆起,约束软黏土的侧向变形。
③能将上部建筑荷载均匀传递并扩散到下卧软弱土层上,扩散应力,使地基的附加应力降低,且分布均匀化,调整不均匀沉降,提高基础的整体刚度。
④能提高垫层的抗拉和抗剪性能,有效防止垫层的断裂和剪切破坏,增强砂垫层的整体性和刚度,能形成刚性较好的“梁板式”构件。
⑤减少占地面积,特别适合于在不允许开挖的地区施工。
(3)设计方案。
根据《山西某职业学院新校区岩土工程勘察报告》提示,该建筑基础土为中等液化地基,其承载力较低,为消除地基的部分湿陷量,提高地基的承载力,经多种方案比选,采用7:3砂石加筋复合垫层处理地基,在砂石垫层内设置两层土工筋带,加筋带材料采用聚稀烃复合筋带,规格型号为TG5025型。
网状双向布置,第一层土工带距基坑底面为900 mm,第二层与第一层间距为600 mm,每边超出基础边缘2m,端部筋带处理采用
两层胞腔袋压住并回折伸入基础底部,回折长度不得小于3.5m。
砂石垫层采用天然级配的砂卵石,底部设胞腔土工袋层。
加筋复合垫层地基断面示意如图1所示。
2.2通过计算砂石加筋复合垫层地基承载力值为210.9 kPa,能满足规范和原设计对地基承载力要求。
2.3沉降变形通过计算,地基最终沉降值S=25.8mm,在规范和原设计允许的沉降范围内。
3砂石加筋复合垫层施工
对于软弱地基上的砂石加筋复合垫层施工,施工方法及工序至关重要。
填土步骤不当,常会造成筋材的机械破损、产生不均匀沉降,甚至导致基础的破坏。
3.1施工工艺
基坑基底清理→砂石材料拌合→铺设胞腔袋→第一、二层砂石垫层铺设及分层碾压、检测→加筋带编制铺设→第三、四层垫层及分层碾压、检测→加筋带编制铺设→第五、六层砂石垫层→碾压找平、检测。
(1)、基础开挖至基底标高后,平整,对基坑进行钎探,记录,钎孔灌砂。
(2)、原材料河卵石、毛砂进入现场后,经建设单位、监理单位验收并现场取样,送实验室复检合格后,用50装载机将砂石按7:3的比例拌合均匀。
(3)、人工将拌合好的砂石装入胞腔袋的袋子中,每袋装至三分之二即可,用封口机进行封口,将袋子运至基坑内,丁顺平放紧密放置,每排之间相互错开半个袋子,满铺一层然后将袋子之间的缝隙用中粗砂填满。
见图:
胞腔袋铺设
(4)、拌好的级配砂石运至基坑内,在已铺设的胞腔袋上用轻型推土机或前端装载机填铺拌好的级配砂石,人工配合找平,随时用水准仪进行标高控制。
在填铺第一层级配砂石时,一切车辆、施工机械只允许沿竖轴线方向行
驶,不允许在级配砂石上回行。
车辆、机械大小及重量均应限制,其形成的车辙不得大于7~8cm。
铺完第一步砂石垫层后,用8吨的压路机进行碾压,碾压遍数不少于4遍,轮距搭接不小于50cm,碾压时应控制机械碾压速度,碾压开始时宜用慢速。
碾压找平后报监理单位及试验室现场取样,测试压实系数,待试验合格后进行下一步砂石垫层的铺设。
第二步垫层重复第一步的做法。
(5)、铺设加筋带,加筋带材料采用聚稀烃复合筋带,规格型号为TG5025型,中心距500mm,双向布置,先铺设纵向的再铺横向,编制而成,应顺直、拉紧、平铺、避免折皱。
加筋带材料不得直接铺设在碎石等坚硬的下承层上。
应在加筋带和级配砂石之间铺设5cm厚的中、粗砂保护层,铺设加筋带的下承层表面应整平、压实,并清除表面坚硬凸出物。
筋带的连接易用搭接法,最小搭接长度不小于1m,纵横交接处采用铁钉钉接法固定,铁钉使用前应进行防锈处理。
端部筋带处理沿垫层周边每层布置胞腔袋,每层筋带端头应回折,采用两层胞腔袋压住并回折伸入基础底部,回折长度不得小于3.5m。
如下图:
加筋带编制
加筋带压边
(6)、加筋带应避免长时间暴晒或裸露,铺好筋材后,应在48小时内在其上进行下一步垫层铺设,杜绝一切施工车辆和施工机械行驶或停放在已铺
好的加筋带上,级配砂石填铺前检查筋材有无破损、撕裂等现象。
如发现有,应立即处理。
铺放的筋材不得有褶皱,埴铺级配砂石前尽量将其人工拉紧。
级配砂石填铺时应从中心向两侧对称填土,呈U形,利用填铺的级配砂石,使筋材保持受拉。
卸级配砂石时要卸在前已铺好的面上,不要直接卸在筋材上。
(7)、重复以上做法再铺设两层砂石垫层和一层加筋带,再铺设两层砂石垫层,最后一步垫层必须保证平整度。
具体做法见附图
7:3砂石垫层
-3.85m(773.15m)-5.85m(771.15m)
4、静载检测
山西某职业学院新校区学生公寓4号楼加筋复合地基于2012年11月施工完成后,于12月进行了承载力静载实验检测,通过检测,承载力达到132 kPa。
为验证地基处理效果,设置了沉降观测点,沉降观测结果表明:主体结构施工完时,累计沉降值为5.3 mm。
说明加筋垫层是成功的,采用的计算方法是安全而可行的
5、结语
工程实践证实,砂石加筋复合垫层具有:
①、能提高垫层的抗拉和抗剪性能,有效防止垫层的断裂和剪切破坏,增强砂垫层的整体性和刚度。
②、由于筋带的约束作用,提高沙石垫层刚度,整体上增加地基的稳定性,提高其承载力。
③、加筋的土体及结构属于柔性,对各种地基都有较好的适用性,因而对地基的要求比其他结构的建筑物低。
④、能将上部建筑荷载均匀传递并扩散到下卧软弱土层上,增大压力扩散角,扩散应力,均化压力分布,调整沉降的不均匀性,从而减小地基土沉降。
⑤、砂石加筋复合垫层施工方法简单,工期短,就地取材,质量容易控制,成本低,施工占地面积小,特别适合于在不允许大面积开挖的地区施工。