地基處理方式論文
1軟弱地基處理的一般原則
1.1自然沉降法:即盡早用堆載預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定,是一種最經濟也簡單的方法。但目前基本建設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。
1.2工程技術處理:即在施工工期緊迫,時間有限的情況下,針對軟土采用不同工程技術方法進行處理。
2設計原則
應結合當地道路地基基處理的成功經驗,采用適用、快速、有效的處理方法,確保工程質量和地基處理施工進度,最大限度地減輕環境污染,減少對沿線居民的影響。
3地基處理工藝比較
廣東省目前較常采用的地基處理工藝有:換填墊層、塑料排水板(袋裝砂井)堆載預壓、塑料排水板(袋裝砂井)真空預壓、水泥噴粉樁(攪拌樁)、碎石樁、擠密砂樁、CFG樁(水泥粉煤灰碎石樁)、動力排水固結法等。
各種地基處理工藝的優缺點比較如下:
換填墊層(加固深度3-4米)
優點:施工工藝成熟,方法簡便快捷,造價較低,可迅速提高地基承載力。
缺點:換填厚度越大,造價越高;不適合處理軟土層較厚、埋深大的地基,地下水位高、易滲水路段抽排水費用高。
塑料排水板(袋裝砂井)堆載或超載預壓(加固深度小于20米)
優點:施工工藝成熟,方法簡便,造價低,可有效消除主固結沉降。
缺點:工期長,若堆載高度太大則會顯著增加造價;難以有效解決地基次固結沉降。
塑料排水板(袋裝砂井)真空預壓(加固深度小于15米)
優點:可一次加載,省去分級加載和卸載的時間,預壓時間少于堆載預壓,可有效消除主固結沉降,適合大面積區域(道路、堆場、碼頭、機場等)軟基處理,不存在棄土問題。
缺點:工序要求高,尤其是止水帷幕和真空封膜要保證密封,造價稍高于堆載預壓;難以有效解決地基次固結沉降。
水泥噴粉樁(加固深度小于18米)
優點:工藝成熟,進度快,工期較短,可有效消除主、次固結沉降。
缺點:淤泥有機質含量、塑性指數較大時,處理效果不好;處理深度通常小于18米;造價較高。
釘形水泥土雙向攪拌樁(加固深度25米)
優點:工期短,水泥土拌和效果優于普通攪拌樁,處理深度較大,對于提高承載力和減少工后沉降效果優于普通水泥攪拌樁。
缺點:造價高于普通水泥攪拌樁,屬于新專利技術,目前沒有寫入國家規范,且掌握此項工藝的施工單位不多,不易操作。
動力排水固結(加固深度8-10米)
優點:地基土在較短時間內完成大部分固結沉降,成為超固結土,大大降低工后沉降并迅速提高承載力;此外,還可實現對地基的預震作用,有效地消除砂土液化;該法還有利于地下管線的開挖。
缺點:施工程序復雜;降水和排水措施必須得到保障;水塘路段須采取額外措施以保證處理效果;處理深度一般不大于10米;對周邊環境影響較大。
碎石樁(加固深度20-25米)
優點:工期短,工藝成熟,有較好的.抗液化性能;利于孔隙水消散。
缺點:造價昂貴;對于十字板剪切強度很低的淤泥質土,成樁困難,樁徑較難控制,承載力提高幅度小。工后沉降不易控制。
擠密砂樁(加固深度約為20米)
優點:兼有擠密、置換和排水固結的作用;可有效處理易液化地基;造價比碎石樁低;工期較排水固結法短。
缺點:處理淤泥質地基需結合堆載預壓,且需控制好置換率;不適合高承載力要求地基。
CFG樁(水泥粉煤灰碎石樁,加固深度25-30米)
優點:進度快,可達到較大的加固深度(大于20m)顯著提高軟基承載力和減少沉降。
缺點:造價較高,淤泥質地基采用何種成樁工藝(排土或擠土)有爭議;淤泥質地基慎用。
4地基處理工藝造價及工期比較
地基處理工藝按照一定規格進行比選,估算造價及工期比較如下:
換填墊層:單價:150-210元/平方米,工期根據施工組織確定;塑料排水板真空預壓:排水板間距1.2米,單價:130-140元/平方米,預壓期3到4個月;塑料排水板堆載預壓:排水板間距1.2米,根據堆載高度,單價:80-120元/平方米,預壓期6到8個月;水泥噴粉樁:樁徑50cm,間距1.5m,單價:220元/平方米,間距1.8m單價:190元/平方米。齡期30到60天;動力排水固結:袋裝砂井間距1.2米,直徑0.07米,單價:150元/平方米,強夯期60-90天;碎石樁:樁徑0.8米,間距1.6-2.0米,單價:530元/平方米,排水期15-20天;擠密砂樁:樁徑0.4米,間距1-1.5米,單價:200-280元/平方米,排水期15-30天;CFG樁:樁徑0.4米,間距1.8-2米,有砂樁單價:274元/平方米,齡期30-60天;無砂樁,單價:212元/平方米。
注:加固深度統一按10米計。
5工程實例
以梅州市東山教育基地學子大道為例。學子大道南接秀蘭大橋,終點于東山大道,道路全長2112.2米,路幅寬度為40米。兩側建筑后退紅線各5米,總寬度為50米。它既是東山片教育基地的交通主要干道,又是城區亮麗的一條景觀干道。
5.1場地地貌和工程地質條件
現狀地貌為臺地、丘陵和平原,地表為沖積紅粘土和細砂質亞砂土,地基承載力分別為12-15kPa/平方米、200kPa/平方米。地下水位約為2-5米。場地表層主要出露雜填土、素填土和耕植土,厚度不等。場地地基無軟弱土層。場地土類型為軟弱土~堅硬土,建筑場地類型為II類。魚塘、農用地區域,表土層為淤泥和耕植土,厚度小(通常不超過2米),承載力低,壓縮性大,工程性質差。下臥層承載力高,工程性質較好。場地土地下水對路基施工影響較小。
5.2場地工程特征
道路沿線用地現狀主要為建筑場地、村莊和農田,需要拆遷大量房屋。沿線民居密集,地基處理施工過程中需注意控制噪音、振動和粉塵污染等,因此強夯、石灰樁、水泥噴粉樁等軟基處理工藝不適用。道路沿線經過多個村莊,村道密集,在施工過程中,可作為施工通道,便于材料運進和土方外運。道路沿線經過一些魚塘,但魚塘征地范圍有限,因此路基施工之前要先做好圍堰,并做好抽排水措施。沿線溝渠予以保留或改位,并設置過路涵洞連通道路兩側溝渠,溝渠填埋時要控制好路基填筑質量。
5.3地基處理方案
結合場地工程地質條件、工程特征及建設工期短的情況,本工程擬采用換填墊層法處理道路路基,換填深度控制在2.5米以內,具體措施如下:
房屋拆遷場地,地表為松散雜填土和房屋基礎結構,對路基填筑質量影響很大,須將其挖除,開挖深度控制在1.5米以內,因需拆遷房屋大多位于臺地,地勢較高,地下水位低,可直接換填粘性土至路床面標高,然后施工路面結構。碾壓回填過程中須滿足壓實度要求。
農田路段及魚塘,將表層耕植土或浮淤清除,清除厚度為0.8-1.8米,先換填粗砂或砂夾石(砂、石重量比為7:3~6:4)至地下水位以上,再換填粘性土至路床面標高,然后施工路面結構。
為避免新舊路基、路面的不均勻沉降,采用在擴建路面范圍增設同樣厚度的水泥砼板和拉桿、傳力桿,結合縱橫向鋪設土工格柵的方法,可有效減少差異沉降。
為了避免不同的地基處理方式對路基造成的不均勻沉降,對于不同的處理方式交接處前后各15m的范圍內沿縱向鋪設一層雙向拉伸土工格柵。
為了避免填挖交界處地基承載力差異對路堤造成的不均勻沉降,對于填挖交界面沿縱、橫向鋪設長10-20m的雙向拉伸土工格柵。
只有對存在軟土地基的沿海場地地質詳細勘察,查清場地地形、地貌以及水文地質情況,精心設計,反復研究,根據不同的工程性質和地質特征,比對方案,采取最佳處置辦法,才能設計出安全、合理、經濟的建筑物和構筑物基礎。
參考文獻
[1]《建筑地基基礎設計規范》GBJ-7-89.
[2]《建筑地基基礎勘察設計規范》DBJ13-17-91.
[3]《軟土地基與地下工程》孫更生、鄭大同.
[4]《公路軟土地基路堤設計與施工技規范》.JTJ017-96.
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