岩土工程中软土地基处理技术的运用研究论文_孙宝涛,曹珍珍,耿令朋

岩土工程中软土地基处理技术的运用研究论文_孙宝涛,曹珍珍,耿令朋

中化矿山总局山东地质勘查院 山东济南市 250013

摘要:现阶段,随着社会的发展,我国的科学技术的发展也有了很大的提高。软土地基是一种不良地基,在软土地基上进行建筑或者道路工程的施工如果不采取相对应的处理措施,很容易发生路基失稳以及沉降量难以控制的现象,严重影响到建筑工程的使用寿命和安全性能。在建设部对工程建设提出更高要求的情况下,行业人士越来越重视软土地基处理技术的应用,以期通过此项技术的有效应用来改变软土地基荷载承受能力低的情况,真正提高软土地基的稳固性,满足岩土工程建设所需。由此看来,岩土工程建设之中软土地基处理技术的有效应用能够体现出较高的现实意义。

关键词:岩土工程;软土地基;处理技术;运用研究

引言

软土地基在岩土工程的施工中是一种极为不利的因素,是一种不良地基,在软土地基上进行道路施工或者建筑施工,会对施工有着非常不利的影响,软土地基会使得道路的路基不坚固,发生沉降;对建筑工程的使用寿命以及安全性能产生了极大的危害。而我国地址节后复杂,幅员辽阔,在我国的沿海地区以及沿河地带和内裤的沿湖地带都分布着大量的淤泥质软土地带,这就对这些地区的施工提出了较高的要求。本文通过对软土地基的加固处理进行了分析,希望对日后的岩土工程施工有一定的参考意义。

1关于软土的属性及特点

我国地质情况复杂多样,给建筑工程施工带来了一定难度。软土一词指的是淤泥以及淤泥质泥土,这类泥土的孔隙大于1.0,土壤内的含水量较高,主要颜色为灰色,粘土粉粒是软土的主要组成部分,有些软土内的粘土粉粒含量甚至高于百分之六十。软土大多分布在江河湖海的附近。软土颗粒具有独特的物理属性,在结构形态上呈现出直径偏小、薄片形状等突出特点,当软土层出现沉降之后,常常表现为絮状形态,这也正是导致软土含水量偏高的重要原由。总的来说,软土这一地质可以具有以下方面的特点[1-4]:(1)软土内的含水量偏高。受软土组成结构的影响,不同类别的软土在含水量方面存在明显的差异,但软土中的含水量均大于液限指数。一般而言,软土内的含水量可以达到百分之三十到七十。(2)软土颇为松软,这是由于软土内孔隙偏大导致的。一般而言,软土孔隙处于1.0到2.0之间。(3)软土具有极强的压缩性。这一特点与软土含水量偏高密不可分,软土内含水量越高,则软土的压缩性能越出色。在一般情况下,软土的压缩指数处于0.7~1的范围,最高甚至可以达到4.5这一系数。(4)软土的抗剪强度较弱,这一要素与排水条件及荷载施加频率密不可分。(5)软土的渗透能力不强。软土的渗透系数基本位于十的负七次方至负八次方之间。受荷载作用的影响,软土固结的速度偏缓,土壤的强度及荷载能力不强。此外,若软土内存在多种多样的有机物质,会导致大量气泡的出现,这一现象在一定程度上会影响软土孔隙,进一步拉低软土的渗透性能。(6)软土在物理属性上具有触变性,在经过振动搅拌这一工序之后,软土的絮状结构会遭受破坏,进而使得软土的强度大幅度降低,严重时甚至会导致软土出现流动。

2软土的性质以及施工特征分析

2.1具有较高含水量

岩土工程当中的软土地基土层具有较高的含水量,大约在34%到72%之间,如果是淤泥含水量会更高。除此之外,软土地基当中的土层含水量,直接影响到软土地基的压缩性以及抗剪强度,所以软土地基没有足够的承载能力。

2.2压缩性较高

软土地基当中的软土含水量较高,导致压缩系数以及液限系数受到影响,系数越高,压缩性越高。通常情况之下,在沿海地区以及河流周围的土层,会形成欠固结软土。这样在一定的外力作用之下,会导致地面的沉降。

2.3渗透性小

岩土工程当中,软土地基的软土层具有较小的渗透系数,会直接影响到软土固结的状态。在一定的压力作用之下,软土固结速度受到严重影响,所以软土地基的强度较低。除此之外,在软土当中含有大量的有机物质,在一定的作用之下,会形成气泡,那么就会占据软土的位置,从而在很大程度上降低软土的渗透性。除此之外,在软土层当中会存在细沙以及粉沙,所以渗透性受到影响。

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3岩土工程中软土地基处理技术的应用

3.1振实挤密处理技术

振实挤密处理技术也被广泛应用于岩土工程的软土地基的处理中,它和前两个换填处理和夯实处理的原理大相径庭,但效果也很好。振实振密技术针对于特定的软土效果才会好,粉尘、深陷黄土和杂填土一般都进行振实振密操作,因此运用此技术时需要选取特定的软土类型。振实振密技术的原理是通过对土层表面的缝隙进行一定的振动,使其变得紧实和密集,因此土层的缝隙变小甚至不存在,这样可以有效的提高软土地基的强度,也会使总的地基的承载能力变大。进行回填处理是进行振实振密处理技术的先决条件,回填一般是用灰土和砾石等材料来进行相应回填操作的,这与振实振密技术相互结合起来,从而使地基的强度得到了双重保障,可以使地基的承载能力大大增强。振实振密处理技术一般用于的地基深度一般不超过20米,但也不低于5米,在具体的处理过程中,首先是在地基中打入特定的桩管,随后填充相应的填充材料,最后再进行打实操作即可。振实振密处理技术是一种效果很好的软土地基处理技术,但由于其适用情况有限,故需要根据特定的情况进行特定分析后再使用。

3.2换填处理技术

换填处理技术又称垫层法,简单来说就是通过铺设砂石垫层来提高软土地基的稳固性,这使得砂石垫层铺设成为此项技术应用的重点。为了保证换填处理技术的作用能够充分发挥出来,在具体进行砂石垫层铺设施工时,施工人员需要按照先深后浅的施工原则,分层铺设垫层,每铺设一层垫层后及时进行夯实施工,提高垫层的紧密性和密实度,以此来实现稳固软土地基的目的。需要特别说明的是,在换填处理技术应用的过程中,如若采用人工方式铺设砂石垫层,需要先按照施工要求及相关规范性文件来检查砂石质量,待确定砂石质量合格后均匀拌合砂石,之后进行具体的砂石垫层铺设施工。为了提高软土地基的稳固性,所选用的砂石最好为自然级配的碎石,并将泥土含量控制在5%以下。近些年,换填处理技术的应用,常常通过挖去软土地基中的软土层,利用压缩性低、强度高的材料来替换,如碎石、砂石、矿渣、素土等,通过夯实处理,形成软土地基垫层,再采用适合的软土地基处理方法加以处理,如此能够大大提高地基的荷载承受能力,为建设安全性、可靠性、稳固性高的工程创造条件。

3.3强夯技术及水泥粉煤灰碎石桩技术

所谓强夯技术,主要是借助机械抬升能力,将重锤抬升到高空,借助重力势能转化为动能,冲击软基,从而达到夯实地基的目的。强夯技术具体作用中,可反复操作,且可有效提升地基的承载能力,降低软土地基的压缩性,成本相对低廉、施工难度小。水泥粉煤灰碎石(CFC)桩施工技术,同样是一种良好处理技术,其在沉管碎石桩的基础上,掺入一定量的石屑、粉煤灰和水泥,再加入水,进行充分搅拌,使之成为桩体,达到加固的目的。CFC桩具备柔性砂石桩和混凝土桩的特点,并利用桩体间的承载力,将荷载传输到地下,达到加固效果。通常清下,桩径为400mm,长25mm。CFC桩在达到软基处理效果的同时,还具备施工质量控制容易,使用费用少,节省水泥等特点,可广泛用于粉砂土和黏土中。

3.4粉喷桩复合加固技术

施工前应做好各项准备工作,将相关资料准备完善,包括土工实验报告、水泥粉喷桩的桩位布置图、粉喷桩的标高、加固处理深度等。然后要对施工现场进行彻底清理,清除地面表层土,用粘土回填低洼处,并碾压平整;土质较差的地方应设置碎石垫层或砂土;地表较软的地方采取相关措施防止机械沉陷。还有,各种原材料和机械的质量均应符合标准。施工过程尤为重要,必须做好每一个环节,首先对钻机平台进行适当调整,保持导向架和搅拌轴相垂直,钻头中心对准孔位中心;然后启动钻机开始钻进,先缓慢钻进,待正常后保持转速30r/min,钻进速度为0.5m/min,应该保持匀速钻进。

结语

综上所述,近年来,随着我国建筑行业的迅速发展,人们对相应的施工技术要求也越来越高。在此过程中,地基处理是必须经历的一个建设步骤,其质量情况与建筑工程的稳定性息息相关。由于地基条件不同,施工人员需要根据施工现场情况,选择合适的地基处理技术,确保承载力和强度与施工要求相符。

参考文献:

[1]张志华.试析岩土工程中软土地基处理技术的运用[J].山西建筑,2018,44(08):78-80.

[2]张帆.软土地基处理技术在岩土工程中的应用分析[J].山东化工,2018,47(12):134+137.

论文作者:孙宝涛,曹珍珍,耿令朋

论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期

论文发表时间:2019/5/5

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