软土路基设计[论文]
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浅谈市政道路软土路基施工技术【摘要】:随着我国经济的快速发展,城市道路网的完善,城市道路新建改建以及道路维修已经大规模展开,关于城市道路软土地基处理问题也受到越来越多的关注。
软土路基给城市道路带来的危害较大,必须对其采取科学有效的处理措施。
本文分析了软土地基的特点,介绍了现阶段软土路基的处理方法,希望可以为软土路基处理方的设计和施工提供参考。
【关键词】:市政道路;软土路基;施工技术中图分类号:tu74 文献标识码:a 文章编号:前言软土就是那些天然含水率高、孔隙大、压缩性强、承载力特征值低且强度低的软弱土层。
一般情况下,软土包含淤泥、淤泥质土以及软粘性土三种。
随着城市建设的高速发展,市政道路建设也开始如火如荼的开展起来。
然而在市政道路工程建设过程中,需要铺设许多的管道线路,例如:排水管道、雨水管道、通讯管道等,管道铺设方面的问题对路基的沉降都会产生不同的要求。
因此,道路建设过程中一定要保证道路软基的处理效果,否则极容易出现道路沉降变形或者稳定性下降等现象。
一、道路软土路基的特点软土路基是路基中土的含水量高、孔隙比大、压缩性高、透水性能交差以及抗剪强度低。
软土的成分复杂,含有大量的碳酸盐以及蒸发盐等化学成因物质和腐殖泥碎屑等生物成因物质。
软土一般是在流水环境中沉积而成,带有粉砂颗粒并呈现明显的层理,地区差异性较大。
软土路基主要有以下几方面特点:1、软土路基具有含水量较高、孔隙比较大的特点。
因为软土主要由粘土粒组和粉土粒组组成,并含少量的有机质,在不同地址环境下陈继伟絮状结构。
软土一般含水量35~80%,空隙比为1~2。
2、软土具有明显的结构性,即当原状软土受到振动或挤压以后,土体絮状结构连接受到破坏,土的强度显著降低,甚至呈流动态。
软土扰动后,随着静置时间的延长,其强度会逐步恢复。
3、具有明显的流变性。
在剪应力的作用下,软土承受剪应力的作用产生缓慢的剪切变形,并可能导致抗剪强度的衰减,在固结沉降完成后,软土还可能产生可观的次固结沉降。
浅谈公路桥梁施工中软土地基施工技术研究论文5篇第一篇:浅谈公路桥梁施工中软土地基施工技术研究论文引言软土地基简称软基,在公路桥梁等工程中较为常见,其主要指的是含有大量软土成分,且掺杂一定量粉砂或粉土等土质的复合型地基,这种地基的强度很低,具有较强的可塑性,无法为工程施工提供足够的承载能力。
如果施工中未对软基进行有效的处理,将有可能引发沉降等不良现象。
然而,由于软基形成原因与作用机理存在较大的差异,所以施工过程中对于软基的处理具有很大的难度,这也成为公路桥梁施工中的一个难点,所以施工单位必须对此给予高度的重视,结合软基特点与工程实际情况,制定行之有效的软基处理对策。
1软土地基的基本特点1.1高水分性与普通地基相比,软基的含水量非常大,最大值甚至可以超过70%。
正因如此,软基中的软土就可以像水一样进行流动。
由此可见,施工人员可以十分容易地判断出软土结构,以便于后续处理工作。
由于软基含水量较大,不具备足够的强度,所以公路桥梁施工不允许直接在软基上进行,需要对其进行处理,否则不仅会影响工程施工的顺利进行,还会对施工安全造成危害。
1.2压缩能力强一般而言,软基液限与压缩系数成正比关系。
随液限的持续增大,压缩系数也会出现明显的增大迹象,最大系数可以达到1.1MPa。
由于土壤环境复杂多变,各个工程项目的地基情况各不相同,豁土固化程度差异较大,所以在对软基进行处理时,除f要充分考虑地基的压缩能力,施工人员还要对其豁土的固化程度进行深入分析,以免造成不必要的麻烦。
1.3渗透能力差由于黏土中含有一定量的沙土,导致豁土的固化速度明显快于软土,实质上软土就是渗透能力较差的豁土。
在理想状况中,即使给予足够大的外力作用,也无法有效提升软基的固化速度。
如果实际状况并不理想,比如软基当中含有大量的有机物,则会使排水管道被大量的有机物堵塞,进而进一步降低了软基的渗透能力。
1.4抗剪能力低软土与黏土虽具有多种特性,但就抗剪能力而言,二者不存在太大的差距。
浅谈城市道路改造中的软基处理摘要:在城市道路工程建设中,建设之前如果地基不够坚固,为防止建设后地基下沉拉裂造成道路不稳定等事故,需要对软地基进行处理,使其沉降变得足够坚固,提高软地基的固结度和稳定性以达到设计的要求,这个过程就是软基处理。
软基处理问题已成为影响工程造价和道路使用质量的主要因素之一。
本文探讨了城市道路改造中常用的几种处理软土地基的方法。
关键词:城市道路;改造;软基处理;方法abstract: in urban road project construction, construction if foundation is not strong enough before, to prevent construction foundation sink after cracking road accidents caused by unstable, need to soft foundation treatment, making the subsidence become strong enough to improve the soft foundation consolidation degree and stability in order to achieve the design requirement and the process is the soft foundation treatment. soft foundation treatment has become affected the project cost and the quality of road use one of the main factors. this paper probes into the reform of the city road used in several treatment methods of soft soil foundation.key words: the city road; modification; soft foundation treatment; methods中图分类号:u412.37文献标识码:a 文章编号:【正文】随着我国交通业的发展, 城市道路改造的脚步也相应提速,作为公路基础的地基,是城市道路改造工程中的主要和重要组成部分,在一定程度上决定了道路的质量,而软土地基的处理最为关键。
软土路基优化设计【摘要】软土路基处理是在公路建设中面临的一项重要的问题,本文通过对常用的软基处理方法的分析,从方案比选的角度综合考虑各种因素,提出对软土路基处理方式优化的一些个人见解。
【关键词】土木工程软土路基软基优化适用条件1.引言软土路基处理形式多样,优化原则在于因地置宜。
软土路基的处理应在对各种软土路基处理方式的优缺点、适用情况充分了解的基础上,综合考虑现场地质条件、使用要求、上部结构类型、技术经济指标以及施工条件等多方面因素,给出理论可靠、技术可行、经济合理的软基优化处理方式。
2.软土路基处理原则软土泛指淤泥及淤泥质土,是由滨海、湖沼、谷地、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。
软土路基处理的效果直接影响到道路的使用寿命,若方式不当,易导致沉降、路基失稳、路面损坏等病害,危及行车安全。
城市道路软土地基的处理应满足沉降、稳定、承载力三方面的标准,并符合施工工艺要求。
路基沉降主要包括两部分,地基沉降和路堤本身的压缩沉降。
地基沉降通过软基处理来达到目的,在桥梁、涵洞、一般路段及路基拼宽处路基沉降均应满足相应规范要求。
路基边坡稳定的实质就是控制边坡滑动,防止路基失稳主要通过增强土体的抗剪力和减少土体的滑动力两方面着手。
设置桥梁等构造物的软土路段,软土路基的处理应满足构造物的要求,路基承载力差,易导致机械无法在其层位上施工,软土处理时还应考虑施工工艺难度,采用技术成熟、施工可行的方案。
2.软土路基处理方法简述常用的软土路基处理方法有换填法、人造硬壳层法、抛石挤淤法、碎石桩法、打入桩法、加载预压法、塑料排水板、深层搅拌法等,其适用情况,处理效果等效果各不相同。
如换填法,造价低工期短,但条件较高,仅适用于软土不深且厚度较薄的情况。
加载预压及塑料排水板法对减少路基沉降有明显效果,但工期较长。
人造硬壳层法对深、浅软土处理均可适用,但当路堤较高总体沉降量大时,其效果略显不足。
深层搅拌桩法与打入桩法在处理深层软土上对于提高承载力、减少沉降提高稳定性方面均有较大改善,但两都各有特点,深层搅拌桩法工期长、造价高、施工检测困难;而打入桩工期短,检测方便,但需要基底存在可靠的持力层。
公路软土路基施工技术浅析【摘要】伴随着城市化进程的加快,公路工程施工过程中的各种质量问题也逐渐涌现出来,比如地基不稳,路面裂缝,地基坍塌等,这些形象工程和豆腐渣工程不仅仅早了巨大的资源浪费,也使得居民的生命财产安全受到了严重的威胁,不利于社会的稳定和谐。
地基是整个公路工程质量控制的关键环节,软土地基的施工更是地基质量控制的难点,其施工技术和施工设计都具有很强的专业性和难度。
笔者将结合多年的工程施工经验,对公路工程软土地基的施工技术做出分析。
【关键词】公路工程,软土路基,施工技术,分析探讨中图分类号: tu471.8 文献标识码: a 文章编号:一、前言在公路工程施工过程中,经常会遇到软地基,也就是那些在承载力方面比较差的、需要在建筑工艺方面进行特殊处理的、比较松软的地基。
这样的地基是在进行公路工程施工时应该特别注意的,施工过程中一定要进行技术方面的处理才能确保公路工程施工的质量。
在公路工程的施工过程中,在地基工程的处理方面,一定要特别细心,因为地基将影响到整个公路工程的质量问题,不管是公路工程的全部承重负荷都将由地基来承载。
最容易因为地基方面出现公路安全问题的是软地基,一旦软地基没有采取一定的措施进行处理,就会出现很多施工质量和安全问题,因而,加强对软地基的施工技术探讨,有着十分重要的意义。
二、公路工程软土地基施工原理分析土体是由不同尺寸和不同成份的土粒组成的多相分散体系。
就构成强度而言,土体属于分散介质,土体的强度由土粒之间的连接强度所决定。
从构成土体的整体强度来讲,起决定作用的是土粒之间的粘聚力和土粒之间的内摩阻力。
通常情况下,土中矿物都具有不同程度的亲水性,水的浸入使土体与水发生强烈的相互作用,致使土粒周围的结合水膜加厚,特别是扩散层松弛结构水的增多而引起土体的膨胀。
水的存在又起到润滑作用,降低了土粒之间的内摩阻力。
大量水浸入土体使土体离散,形成湿坍和水化现象,降低了土体的稳定性。
影响土体稳定性的因素较多,主要有分散度、土的成分、土中天然胶质的性质以及土体的密实性。
浅析高速公路软土路基施工摘要:自改革开放以来,我国经济得到了快速的发展,道路建设方面也取得了令世人瞩目的成绩,发达的交通推动了我国经济的进一步发展。
但是,由于我国地质条件的特殊性,软土分布广泛,给高速公路的建设造成了一定的困难,基于此,本文将从软土路基的性质特点入手,分析高速公路施工中对软土路基的控制以及对软土路基的处理技术。
关键词:高速公路;软土路基;施工处理方法随着经济的高速发展,汽车、轿车等交通工具的数量日益增多,增加了公路路基的承载压力,因此,对公路路基施工的要求也越来越高,尤其是高速公路。
软土土质在我国发布广泛,是高速公路路基施工最常见的一种路基,软土路基的施工技术与质量直接影响着高速公路路基的承载力和稳定性,所以,提高高速公路软土路基的施工技术受到社会的普遍关注,是亟待解决的问题。
基于此,笔者结合自身的工作实践,对软土路基的特性和在高速公路施工中对软土路基的控制进行了如下分析。
1、浅析高速公路软土路基的特性软土土质具有含水量高,灵敏度强、防渗性能好、抗剪强度低、压缩性高和孔隙比大等特性。
软土土质的含水量高是影响高速公路软土路基施工质量的主要因素,是造成高速公路软土路基强度低、稳定性差和路基沉降变形等问题的重要原因。
而造成高速公路塌方和桥台损坏的主要原因是路堤和路面的荷载力超出了软土路基抗剪强度的荷载承受能力,高速公路路面的桥头跳车、断裂和路面凹陷等问题是由于软土路基无法承受外部荷载力出现路基沉降变形的原因而造成的[1]。
2、高速公路施工对软土路基的控制要点的浅析高速公路项目中,主要从设计和施工两个方面控制软土路基。
由于软土土质具有的特性,往往高速公路软土路基的强度低和稳定性差,容易出现沉降变形等问题,因此,为了提高软土路基的强度和稳定性,防止出现路基的沉降变形,高速公路在软土地上进行施工时,应对其进行加固处理,并采取有效的措施降低软土路基的荷载密实度。
在高速公路软土路基的设计阶段对软土路基的控制要做到:路堤的设计标高应尽可能的降低,路堤的填筑选用轻薄的材料以减少荷载;路基的处理方法选用改良土质或者复合路基等,设置桩基础加大路面的荷载承受强度。
岩土工程中的软土路基设计岩土工程是研究土体工程性质及其在工程中应用的学科,而软土是一种工程地质材料,具有较高的含水量,强度较低,易变形的特点。
软土路基设计在岩土工程中占据着重要地位,合理的设计可以保证道路的安全性和稳定性。
本文将探讨岩土工程中软土路基的设计原则和方法。
一、软土的特性分析软土具有一系列独特的物理和工程性质,对于软土路基设计十分关键。
软土的主要特性包括:1. 含水量高:软土的含水量普遍较高,这会导致软土的强度明显降低;2. 变形性大:软土的变形性非常明显,受到较小的应力作用就会发生较大的变形;3. 液、塑性较强:软土通常具有较高的液限和塑限,易于流动和塑性变形;4. 压缩性:软土的压缩性较强,经受荷载后会发生较大的压缩变形。
二、软土路基设计原则在软土路基设计中,以下原则是十分重要的:1. 合理选择软土路基的位置和路线:软土的不稳定性和易变形性需要在规划路线时充分考虑,避免选择软土地区作为路基位置;2. 充分考虑软土的弱点:软土路基设计应以软土的特性为依据,考虑软土的强度低、变形大等特点,合理确定设计参数;3. 强化软土路基:通过采取相应的加固措施,如灌浆、加筋等方法,提高软土路基的强度和稳定性;4. 合理排水:软土具有较高的含水量,因此排水是十分关键的措施之一,确保软土路基的稳定性。
三、软土路基设计方法软土路基的设计方法包括以下几个方面:1. 土体勘察与试验:通过对软土采样和室内试验,确定软土各项指标,如含水量、液限、塑限、抗剪强度等参数;2. 软土地基承载力计算:根据试验数据,采用相应的软土承载力计算方法,评估软土地基的承载能力;3. 应力应变分析:通过有限元计算等方法,分析软土的应力与变形特征,确定软土路基设计参数;4. 加固措施选择:根据软土的工程特性和设计要求,选择合适的加固措施,如灌浆、加筋等方法;5. 施工监督与质量控制:在软土路基建设过程中,进行施工监督和质量控制,确保软土路基设计按要求施工,保证道路的安全性和稳定性。
谈谈市政道路施工中软土路基的处理摘要:伴随着经济的跨越式发展,我国各城市都加紧了基础设施建设的步伐,市政道路工程施工紧锣密鼓地进行着。
在许多市政道路施工过程中,软土路基质量的好坏将会直接影响道路基础的承载力,因而成为所要解决的重要问题之一。
因此,市政道路软路地基加固处理技术的应用研究具有非常重要的意义。
关键词:道路施工;软土路基;加固中图分类号:u41 文献标识码:a 文章编号:在软土路基施工前,为了改善路基土的工程性质,必须对其进行处理,通过改善路基土的变形特性和渗透性,提高其抗剪强度和抗液化能力,使其符合道路施工对路基稳定和变形的要求,本文将对几种常见的软土路基处理方法进行阐述。
一、道路施工中软土路基的处理概述近几年来,我国的高等级公路建设得到了快速的发展,设计的速度和水平也显著提升,现行指标的选用相应地也得到了提高,因此,公路路基将面临着不得不穿过软土地区的问题。
如何在软土路基上施工,对软土路基进行处理成为社会各界所关注的重点问题。
随着工程案例的增加,相关的施工经验也越来越丰富,在积累经验的过程中人们逐步对软土的种类和性质形成了比较统一的认识。
软土路基的施工得到了我国公路部门各级组织的高度重视,并出台了《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》,从而实现了我国公路软土路基设计与施工方面相关制度缺陷的弥补、规范中将软土定义为滨海、湖沼、谷地、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。
通过施工实践,我们可以总结出除了上述特征指标外,软土地基的判定还应参考液限指标和稠度等。
软土地基的特点是强度低、固结慢、变形大,由此而造成的施工问题就稳定与沉降变形。
另外,软土地基对道路的影响还包括含水量不能达到较好的压实要求和其它技术标准。
二、常见软土路基处理方法1粉喷桩加固处理法粉体搅拌法,又称粉喷法,是用特制的设备和机具,强行对路基土与通过压缩空气传送的加固剂粉体材料进行搅拌,使两者之间产生充分的物理、化学反应,最终形成具有一定强度的桩体,即粉喷桩。
路桥工程软土地基施工技术分析【摘要】在施工建设桥梁工程中,如果软体地基没有得到有效的处理,必然会出现坍塌或者是路基不稳定所造成桥梁和道路的损坏和交通的阻塞。
因为软土地基会导致构造物的沉降比较的大,或者是出现不匀称的沉降,这些情况对桥梁都会造成巨大的损害。
在进行软地基的处理时,必须要对重点的因素慎重的考虑,让处理过程以及结果对实际操作的软地基处理方式应用具有一定的指导意义。
【关键词】路桥工程;软体地基;技术分析现如今的社会经济各个方面都在迅速的发展,我国公路建设也随之快速的发展。
随着对公路高等级设计的要求不断提高,从而路况指标的选用也随州提高,公路路基穿过软土地基地区这种情况也是在所难免的。
所以,在软地基上修建桥路的方式已经非常普遍了。
成功的处理好公路地基也是提高道路的建设,工程造价一定程度降低及工作质量的确保的重要措施。
软土路基强度很低、固结很慢,所以在没有处理好软地基就进行修建路基路基,就会因为地基沉降或者是差异沉降比较大产生一些问题。
像是路堤会出现整体侧向的滑动、边坡的外侧会有土体隆起。
如果在路堤的衔接处经常出现沉降导致路堤的变形,路面就会受到一定的破坏。
由此可见,不管是软土地建筑物施工还是路基上施工,都必须要进行软地基的处理。
对软地基处理目的是对地基土性质进行一定的改善,使工程对地基稳定性以及变形的要求有一定的满足。
可以进一步改善地基土变形的特性和渗透性,对抗剪强度和康液化能力也有一定程度的提高,尽最大可能减少不利的影响。
提出并实施对公路软地基的处理方式,结合处理实际施工当中地基施工的技术和过程,对软地基处理和注意事项深入分析,整个研究的过程会为工程应用提供在理论上有利的指导。
1 路桥工程的软土地基施工技术(一)砂砾垫层的技术处理沙垫层这种处理技术主要针对软土层的厚薄,在沙砾质量很好而且工程进度适当的情况下,使其排水功能良好。
沙砾垫层厚度一般都是12至24cm间,这个地方进行处理技术是根据排水面提升来进行的。
关于铁路软土地基处理的探讨摘要:软土地基的处理质量直接影响到地基承载力、沉降以及整体稳定性,是保证铁路建成后安全、高效运营的关键,特别是高速铁路的出现对传统铁路路基的设计、施工和养护提出了新的挑战。
文章以对软土地基的认识为出发点,对软土的处理方法进行了分析,并针对合理化的软土地基处理方法提出了自己的看法。
关键词:铁路;软土地基;路基沉降;处理技术abstract: the processing of soft soil foundation quality directly affect the foundation bearing capacity, and overall stability settlement, is to ensure that railway safety, high efficiency operation after completion of the key, especially the emergence of high-speed railway to the traditional railway roadbed design, construction and maintenance puts forward new challenges. based on the understanding of soft soil foundation as a starting point, the processing method of soft soil are analyzed, and in the light of the rationalization of soft soil foundation treatment method proposed own view.keywords: railway; the soft soil foundation; subgrade; processing technology中图分类号:f530.3文献标识码:a文章编号:一、铁路软土路基软土是指滨海、湖沼、谷地、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。
浅谈软土路基设计
【摘要】简单阐述软土的类型和性质、软土路基的设计原理、几种常见的软土路基处理方法以及方法的比选。
【关键词】软土软土路基设计
路基是道路的基础,路基处理是道路、桥梁设计中的重要环节,路基处理的效果直接影响到道路的稳定性和安全性。
软土是不良路基中的一类,也是我国沿海地区较为常见的一类,本文主要从入门的
角度来介绍一些常见的路基处理方法。
1 软土的主要类型
我国软土的主要类型见表1。
2 软土的物理特性
(1)含水量高:一般软土含水量在34%~72%之间,淤泥质土在50%~70%,泥炭的含水量高达200%以上,均大于土的液限。
软土的天然含水量大小直接影响土的抗剪强度和压缩性,其含水量越高,地
基承载力就越低。
(2)松软,孔隙比大:软土的空隙比一般为1.0~2.0,泥炭和有的淤泥可达6.0以上。
(3)渗透性小:软土的渗透系数一般在10-7~10-8之间,因为渗透性小,故在荷载作用下,固结很慢,强度不易提高。
(4)压缩性高:对于新近沉积的欠固结软土,如沿海滩涂,在自重作用下还会发生固结沉降。
(5)抗剪强度低:剪强度是土的主要强度指标,软土的抗剪强度与加载速度及排水固结条件密切相关。
软土的凝聚力一般都小于20kpa,在排水条件下的抗剪强度随固结度的增大而增大。
(6)触变性:软土的触变性是指土体强度因
受扰动而降低,又因静置而增长的特性。
特别是海相软土一旦受到振动搅拌等其絮状结构遭到破坏,土的强度明显下降,甚至呈流动
状态。
(7)流变性:软土的长期抗剪强度只有一般抗剪强度的40%~80%,土的塑性越大,其值越小。
软土在固结沉降完成后,还可能继续产生可观的次固结沉降。
许多现场观测资料表明,当孔隙水压力完全消散后,地基还会继续沉降。
(8)软土的矿物成分:粘粒和粉粒是软土的主要固结物质,此外软土中还常含有有机质。
粉粒中主要为石类;而粘粒的矿物成分为:伊利石、高岭石、蒙脱石。
3 软土的鉴别指标
依据公路路基设计规范,软土的鉴别可参照表2。
4 软土路基出现病害的主要类型及影响
4.1 稳定性破坏
软土路基稳定破坏方式一般分为两类:刺入破坏、圆弧滑动破坏。
圆弧破坏又分为路堤中无牵引裂隙的圆弧滑动,右侧的为路堤中有牵引裂隙的圆弧滑动。
4.2 路堤沉降
4.3 软基的水平垂直变形对构造物的影响
(1)软基破坏的影响:主要表现为路堤的沉陷和天然地面的隆起,这种隆起可达数米,这些现象可以造成桥梁桩基的破坏、桥台和挡土墙的倾覆以及地下管线的损坏。
(2)软基破坏的影响:例如在穿过软基的桥梁竣工后,进行路堤施工时,由于填筑时软基沉降,实际填土厚度比设计的大,路堤竣工后,由于沉降,还要经常填土弥补长期
的工后沉降,这样就加大了对地基桥桩的水平和垂直作用力,特别是软基沉降对桩身产生的负摩擦力的影响,导致桥台锥坡的破坏、造成桥台的位移、桩基的沉降及桥台后梁的脱落和由于台背土压力对桥梁面板的挤压而产生的裂隙、鼓胀、接缝的破坏等。
5 软土路基设计方法
软土地基上公路路基的设计包括沉降计算、稳定验算及其相应的处治方法的设计;施工中的沉降与侧向位移观测的技术要求应作为设计内容。
5.1 稳定验算
软土地基路堤的稳定验算一般采用瑞典圆弧滑动法中的固结有效应力法、改进总强度法,有条件时可采用简化毕肖普法、janbu普遍条分发。
验算时按施工期和营运期的荷载分别计算稳定安全系数。
施工期的荷载只考虑路堤自重,营运期的荷载包括路堤自重、路面的增重及行车荷载。
该方法的地基及路堤的抗剪指标均由直接快剪法试验获得。
地基稳定系数f计算如下:
上述式中:i,j——如图1所示,下标i、j是区分土条内部的滑裂面
地基土层内(ab弧)或在路堤填料内的分条编号,即按地基滑裂面及路堤滑裂面分两大段分别编土条顺序号:
pt——各土条在滑弧切线方向的下滑力总和;
si——地基土内抗剪力(ab弧);
sj——路堤土内抗剪力(bc弧);
w——滑裂体某一土条的总重力;
α——土条底部滑裂面对水平面的夹角;
li——土条底部滑弧长;
r——滑裂面半径
τi——当第i土条的滑裂面处于地基土层内时,该土条所在土层的天然十字板抗剪强度;
、——当第i土条的滑裂面处于地基内(ab弧)时,该土条所在土层的快剪(直剪)粘聚力及快剪内摩擦角;
、——当第j土条的滑裂面在路堤填料内(ab弧)时,该土条滑裂面所处路堤填料粘聚力及内摩擦角;
pj——当第j土条的滑裂面在路堤填料内时,若该土条滑裂面与设置的土工织物相交,则p为该层土工织物每延米宽的设计拉力; m——某些外力(如水平向地震力)产生的对滑裂面圆心的滑动力矩。
从理论上,处于极限平衡状态的土坡稳定的安全系数应等于1.0,若地基稳定系数f大于1.0,理应能满足稳定要求。
但实际工程中,有些土坡的安全系数虽大于1.0,还是发生了滑坡事故;而有些土坡的安全系数虽小于1.0,却是稳定的。
这主要是因为影响安全系数的因素很多,如土料的强度指标、计算方法的选择以及计算条件的选择等。
公路路基设计规范对稳定安全系数进行了规定。
5.2 沉降计算
软土地基的沉降变形包括三部分:次固结沉降、瞬时固结沉降和主固结沉降。
即s=sd+sc+ss。
5.2.1 次固结沉降
次固结沉降被认为是有效应力已经基本不变,但土体体积仍随时间增长而发生的压缩。
式中:ca——次压缩系数;
w——土的天然含水量;
t1——相当于主固结达到100%的时间;
t2——需要计算次压缩的时间;
hi——第i层厚度;
eli——第i层分层终点,在自重与附加应力共同作用下的孔隙比。
5.2.2 瞬时固结沉降
瞬时固结沉降是指在加载瞬间,土中孔隙水来不及排出,孔隙体积没有变化,但荷载使土体产生剪切变形。
所以它是由于土体的侧向变形而引起的。
对于处于弹性变形阶段的地基瞬时沉降可按如下公式计算:
式中:f——中线沉降系数;
p——路堤底面中点的最大垂直荷载;
e——由无侧限抗压试验得到的弹性模量平均值(分层厚度的加权平均);
b——换算荷载宽度,当缺少资料时,可取泊松比为0.4~0.5,查
图。
5.2.3 主固结沉降
主固结沉降是指地基中土粒骨架之间的孔隙水排出,孔隙压力转换为有效应力,土体逐渐压缩而产生的体积压缩变形。
目前,在国内的许多工程设计中,通常是用经验系数对主固结沉降进行修正而得出软粘土的最终沉降总量。
根据公路路基设计规范(jtg d30——2004)公式如下:
式中:h,——路堤填土高度及容重;
v——填土加载速率修正系数;
y——地质修正系数;
——地基处理类型系数。
5.2.4 国内容许工后沉降
国内容许工后沉降的标准如表3。
6 几种常用的软土路基处理方法简介
6.1 换填置换法
当软土厚度不是很大时,将基础底面以下处理范围内的软土层部分或全部挖除,换填特殊的置换材料,如砂垫层,砂卵石垫层、碎石垫层等,并采用人工或机械压(夯、振)实至要求密实度,一般全部挖除换填的软土层厚度限于3m且局部分布又无硬壳层的地段,而对于厚度大于3m的表层软土,则通常采用部分挖除置换处理。
处理效果:提高地基承载力,减少沉降量,加速软弱土层的排水固
结,防止冻胀,调整不均匀地基刚度。
6.2 强夯法、强夯置换法
强夯法在国际上称动力压实法或动力固结法,这种方法是反复将夯锤提到高处使其自由落下,给地基以冲击和振动能量,将地基土
夯实,从而提高地基的承载力,降低其压缩性,改善地基性能。
实践证明,强夯法用于加固处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基,其效果十分明显。
但对于软塑、流塑状态的黏性土,以及饱和的淤泥、淤泥质土,由于土颗粒细和其孔隙间饱含的水分不易排出而处理效果不明显,有时还适得其反。
有效加固深度(如表4):
6.3 抛石挤淤法
抛石挤淤法是通过向流塑状、高灵敏度的淤泥表面大量集中抛填石料,依靠填筑体的自重或利用其他外力,如压载、振动、爆炸、强夯或卸载(及时挖去换填体周边处的淤泥)等,使淤泥的结构遭到破坏后挤开淤泥,强制置换饱和软土的地基处理方法。
7 软基处理方法的选择
(1)地基条件:地形及软土成因、地基成层状况、软土厚度、不均匀性及分布范围,持力层位置及状况,软土的物理性质及地下水情况。
(2)场地环境条件:如场地大小,周边道路运输情况,环境保护因素等。
(3)施工条件:如工期,工程材料等。
(4)道路条件:指所需做软基处理项目的道路等级、线形、周边构造物情况。
8 结语
本文简单的阐述了软基处理的设计原理和部分常见处理方法,可以起到科普的作用,对初学者有一定的帮助。