软土地基工程特性与地基处理方法适用性讨论
2015-10-21张宗辉许涛
张宗辉 许涛
【摘要】随着工程项目地基要求的不断提高,研究其软土地基工程特性与地基处理方法适用性凸显出重要意义。本文首先介绍了软土地基的工程特性,分析了软土地基工程处理方法存在的问题,并结合相关实践经验,研究了软土地基工程的地基处理方法。
【关键词】软土地基;工程特性;地基;处理方法;适用性
一、前言
作为一项特殊性较强的地基工程,软土地基的处理在近期得到了长足的发展和进步。该项课题的研究,将会更好地提升软土地基工程特性的认识,并通过合理化的措施提升对地基处理的实践水平。本文首先介绍了软土地基的工程特性。
二、软土地基的工程特性分析
目前,软土地基处理是土建施工中的一大难题。所谓软土地基就是指那些含水量比较大、承受能力比较弱的一些粘土性的地基。具体来讲,软土地基具有以下特点。第一,透水性差的特点。在软土地基中,它的天然含水量比较大,所以,它的透水性比较差,这是软土地基的一个重要特点。第二,高压缩性的特点。在软土地基中,由于它内部的空隙比较大,因此,它的压缩系数也比较高,具有高压缩性特点,这也使得软土地基容易发生变形。在现实中,有些软土地基上土建会出现沉降问题,就是因为软土地基的高压缩性特点。第三,触变性的特点。触变性也是软土地基的一个独特特点。所谓触变性是指软土地基在没有受到外力作用的情况下它是固态的,当受到外界干扰,比如,在软土地基上建造房屋等,它就会发生一定的流动。第四,不均匀性的特点。软土地基中的土质具有不均匀性特点,因此,在实际中,软土地基中不同的土质,它的承受能力也有所不同。由于受到这种特点的影响,在软土地基上建造房屋时,地基的沉降也是不均匀的。第五,沉降速度快的特点。在具体的应用过程中,软土地基会发生一定的沉降,它的沉降速度与地基上的荷载有着密切关系,一般来说,荷载越大,软土地基的沉降速度也越快,它们是呈正比关系的。
三、软土地基工程处理方法存在的问题
1.在软土地基处理中存在盲目性
在进行软土地基处理时,必须结合不同的地质条件和环境采取不同的加固处理方法。但现阶段在一些软土基地处理时往往没有进行科学标准的检验和测量,就盲目地采取措施进行处理。处理方法的不当会对地质造成影响,达不到理想的效果。
2.地基评估处理方法不够科学
每种不同的地基会有不同处理方法,而且各种地基的处理方法会有一定的适用范围,在具体问题面前就要采取相对应的正确处理方法。现阶段在我国,地基评估处理的方法还达不到非常科学标准的水平,在具体的软土地基问题上还不能很好地处理面临的现实问题。
3.施工单位素质水平参差不齐
在进行工程建设时,影响工程的质量不仅包括了所采取的技术和施工材料,还包括施工单位的人员整体素质。不可否认的是施工单位的人员素质能直接影响到工程建设的质量。近年来施工队伍的人员在迅速扩张的同时,人员的素质也存在了一定的问题。专业的工程建设人员严重缺乏,很多的工程建设人员并没有经过严格的技术培训,他们中的大多数都来自基层,整体素质水平也不够高。有的施工单位为了谋取私利,在施工的时候可能还会偷工减料等等。
4.施工设备落后
在软土地基建设过程中,机械设备的作用不可忽视。在这些年来,在工程建设方面已经开发出了许多相关的机械设备,但还是不能满足建设技术和发展需要。落后的技术设备对软土地基建设产生了制约作用。
四、软土地基工程的地基处理方法
软土由于具有含水量高、压缩性大、透水性差和流变性强等工程特性,一般不能直接作为天然地基使用,需经过加固处理以减小道路路基在荷载作用下引起的沉降或不均匀沉降。软土路基处理方法较多,分类也各有不同,常用的处理方法主要有:
1.表层排水法
表层排水法是在路基填筑前,在地面开挖水沟,以排除地表水,同时降低地基表层的含水量,确保施工机械的作业条件,为了使开挖水沟在施工中发挥盲沟作用,常用透水性良好的砂砾回填。水沟布设应全面考虑地形与土质情况,使排水畅通。水沟断面尺寸一般取宽0.5m,深0.5~1.0m。路堤填筑前,宜用砂砾回填成盲沟,若埋设孔管,必须用良好的过滤材料保护。
2.强夯法
强夯法是反复将重锤提到高处使其自由落下夯击地基,从而使地基的强度提高、压缩性得到降低的方法。强夯法适用于处理碎石土、砂土、粉土、粘性土、杂填土和素填土等地基,它不仅能提高地基的强度、降低其压缩性、还能改善其抗振动液化的能力和消除土的湿陷性,所以还常用于处理可液化砂土地基和湿陷性黄土地基等。强夯法对于饱和度较高的粘性土,一般来说处理效果不显著,尤其是淤泥和淤泥質土地基,处理效果更差。因此在强夯时,为了取得更好的效果,根据软土的物理力学性质,可以采用综合加固方法进行,但是此种方法费用较高,对路基大面积采用得不偿失。
3.换填法
换填法就是将基础地面以下不太深的一定范围内的软弱土层挖去,然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料分层充填,并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动,使之达到要求的密实度,成为良好的人工地基。当地基软弱土层较薄,而且上部荷载不大时,也可直接以人工或机械方法进行表层压、夯、振动等密实处理,同样可取得换填加固地基的效果。换填法适用于浅层地基处理,包括淤泥、淤泥质土、松散素填土、杂填土、已完成自重固结的回填土等地基处理以及暗塘、暗洪、暗沟等浅层处理和低洼区域的填筑。换填法还适用于一些地域性特殊土的处理:用于膨胀土地基可消除地基上的胀缩作用,用于湿陷性黄土地基可消除黄土的湿陷性,用于山区地基可用于处理岩面倾斜、破碎、高低差,软硬不匀以及岩溶与土洞等,用于季节性冻土地基可消除冻胀力和防止冻胀损坏等。
4.土工合成材料法
土工合成材料是以人工合成的聚化物为原料制成的各种类型产品。可置于岩土或其它工程结构内部、表面或各种结构层之间,具有过滤、防渗、隔离、排水、加筋和防护等多种功能,发挥加强、保护岩土或其它结构功能的一种新型岩土工程材料。比如在土体中放置了筋材,构成了土体-筋材的复合体。由于土的抗拉抗剪性能差,在土体中加筋,以筋材料为抗拉构件,与土产生相互摩擦作用,限制其上下土体及土体的侧向变形,等效于给土体施加了一个侧压力增量,从而增强土体内部的强度和整体性,提高土体的抗剪强度。
5.振冲碎石桩法
振冲碎石桩法主要是使周围的土共同组成复合地基,并不是把地基挤密,振冲碎石桩法是在软土地基中运用振冲器在高压水流的作用下边振动边冲,在软土地基中成孔,并在空中填上相应的碎石,把碎石振压密实,使碎石能够嵌入到土中。由于碎石料成桩基本是依靠四周的土来积压的,所以碎石之间要具备一定的咬合力,以此来形成相应直径的碎石桩桩体,因为碎石桩是地基的一个部分,并且也起到一定的支撑作用,所以它和周边所组成的地基就叫做复合地基。碎石桩具有较好的排水通道,可以有利于软土地基的排水,特别是在一些过渡的路段,利用碎石桩法可以减少地基的变形,使地基的抗滑能力增强,提高地基的承载力。
五、结束语
通过对软土地基工程特性与地基处理方法适用性的相关研究,我们可以发现,软土基地在实践中处理的难度较大,要求有关人员对此保持高度关注,因此,要立足于工程项目的客观实际要求,制定最为符合实际的软土地基处理的实施策略。
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