抛石挤淤在软土地基加强处理中的应用-2007.10

文章编号 :100926825 (2007) 2820118202 抛石挤淤在软土地基加强处理中的应用 收稿日期 :2007204202 作者简介 :周　胜 (19732 ) ,男 ,工程师 ,长沙市建筑安装工程公司 ,湖南 长沙　410138 张　巍 (19762 ) ,男 ,工程师 ,中国建筑第五工程局 ,湖南 长沙　410004 李　平 (19722 ) ,男 ,硕士 ,工程师 ,湖南交通职业技术学院 ,湖南 长沙　410004 周 胜 　张 巍 　李 平 摘 　要 :简述了软土地基加固处理的方法 ,指出了抛石挤淤加固软土地基的优点 ,分析了抛石挤淤地基处理原理 ,通过工 程实例 ,详细介绍了抛石挤淤地基处理的施工方法和处理效果 ,以推广该方法。 关键词 :软土地基 ,承载力 ,基坑 ,处理效果 中图分类号 : TU472 文献标识码 :A 1 　概述 软土是指在静态或缓慢的流水环境中沉积 ,具有含水率大、 孔隙比大、压缩性高、强度低等特点的粘性土 ,其地基承载力一般 都需要采取地基加强措施进行处理才能满足工程建设的需要。 软土地基加强处理的理论和手段在不断发展。按其加强性 质可分为浅层处理法、排水固结法、复合地基法和动力固结法四 种。地基加强措施应根据地貌特征、软土特性及成层情况、软土 底面横坡、现场条件及工期等实际情况 ,进行经济、技术比较确 定。抛石挤淤具有工艺简单、施工方便、加强效果明显、经济效益 显著等特点 ,是工程中进行软土地基加强处理常采用的方法。 2 　地基处理原理 抛石挤淤是对含水量高、孔隙比大、透水性弱、抗剪强度低的 软土地基 ,利用振动碾压机器 ,加入片石 ,对片石进行振动碾压 , 淤泥质粘土由于受振动、挤压、扰动等原因 ,土的结构产生破坏 , 当片石被挤入后 ,土粒颗粒重新调整 ,孔隙水通过片石排出 ,孔隙 压力逐渐消散 ,使下卧层的淤泥质粘土的性质改善。通过置换挤 密作用 ,使片石充分挤填到软土中 ,形成片石垫层 ,以提高地基承 载力 ,减少沉降 ,片石垫层之下的淤泥质粘土结构经重新调整 ,且 片石本身具有良好的透水性 ,因此可加速地基固结 ,使淤泥质粘 土的结构强度得到恢复及提高。 3 　工程实例 3. 1 　概况 长沙市某公路排水主管 ,管道采用管径为 1. 5 m 的钢筋混凝 土二级管 (壁厚 11. 5 cm) ,管道基础采用 180°混凝土基础 ,管底埋 深为 3. 2 m～4. 0 m。设计路线中 ,主管的出水口需经过约 200 m 的农田才能与原有的排水系统相连。经湖南省湘煤地质工程勘 察有限公司对该场地地质情况进行钻探勘察 ,其结果显示该场地 内地层自上而下共分为五层 : ①耕植土 ,深灰色 ,可塑 ,湿～很湿 , 见少量砾石及植物根系 ,层厚 0. 5 m～1. 2 m ; ②淤泥质土 ,灰黑 色 ,软塑～可塑 ,湿～饱水 ,具异味 ,摇震反应不明显 ,干强度、韧 性中等 ,层厚 3. 1 m～4. 5 m ; ③粉质粘土 ,黄褐色夹红色 ,可塑～ 硬塑 ,含灰白色高岭土条带及黑色铁锰质核 ,局部少量砾石 ,干强 度、韧性中等。该层在场地内分布均匀 ,层厚 1. 8 m～5. 5 m ; ④粉 质粘土 ,黄褐色～黑褐色 ,硬塑 ,无摇震反应 ,局部含板岩碎块 ,是 下伏基岩风化残积而成 ,干强度、韧性中等。该层在场地内分布 均匀 ,层厚 0. 8 m～3. 5 m ; ⑤板岩强风化 ,褐红色 ,灰白色 ,淤泥结 构 ,碎块状构造 ,节理、裂隙发育 ,岩心破碎 ,质软 ,用手可捏碎 ,遇 水软化 ,岩体基本质量等级为 Ⅴ级。该层在本场地内分布均匀 , 控制厚度大于 6. 7 m。 3. 2 　抛石挤淤地基处理方法及要求 基于以上情况 ,该区域内的管道基础将大部分都处于淤泥质 粘土层 (承载力特征值为 60 kPa) ,工程地质条件差 ,不能满足设 计要求。参与建设的各单位在综合分析工程造价、施工方便及工 期等因素后 ,决定采用抛石挤淤 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 进行地基加强处理 ,以提高 地基承载力。即将原设计的基础垫层改为片石垫层 ,并夯实 ,片 石垫层宽度为原设计管道基础宽度每边增加 0. 5 m。 3. 2. 1 　施工方法 1)根据施工放样位置开挖出边沟基坑 ,并超挖 80 cm～ 100 cm。2)向基坑依次抛入粒径相当的片石 ,使小片石充分填充 大片石的孔隙 ,用人工配合泥浆泵排除基坑的淤泥质和积水。边 抛片石边排淤泥质 ,并人工平整填塞片石。3) 抛入一定量的片石 后 ,上履带式推土机进行稳压 ,待稳压后 ,再抛入一层片石并稳 压。4)当抛入片石的顶面标高超过设计标高的 5 cm～10 cm 时 , 在片石的上方加铺一层 10 cm～15 cm 厚的级配砂砾石 ,然后进 行人工平整后、用推土机稳压、振动压路机反复碾压等工序 ,直至 碾压稳定无沉降或无明显沉降为止。 3. 2. 2 　质量控制 1) 开挖时基坑不宜残留塑性粘性土 ,与片石一起挤入淤泥质 粘土时 ,减少淤泥质粘土含水量 ,易形成浅层的“硬土层”,不能满 足要求。2)片石材料应使用块径不小于 30 cm 的坚硬石块 ,当抛 石露出地面或水面时 ,改成较小石块 ;抛填石块尺寸大小应有搭 配 ,才能增加抛石体的密实性。3) 每次填料不宜过厚 ,易造成振 动能量减弱 ,对淤泥质粘土起不到振动破坏作用 ,片石难于挤入。 4)垫层施工时应分层铺填片石 ,每层须振动碾压密实。 3. 3 　处理效果 根据 J GJ 7922002 建筑地基处理技术 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 的有关规定 ,应进 行下卧层承载力的验算 ,但因本软土地基的处理是在原淤泥质土 中抛入片石并经压实 ,故下卧软弱层顶面的压应力需做调整 ,即 需考虑片石垫层对软弱层的附加应力。 经现场开挖确定片石土挤入厚度达 2. 3 m ,软弱下卧层泥质 粘土承载力验算如下 : Pz + Pcz ≤f ak ; f ak = f k +ηdγm ( d + z - 0. 5) ; Pz = b ( Pk - Pc) / ( b + 2 z tgθ) + Pe。 其中 , Pz 为相应于荷载效应标准组合时 ,垫层底面处的附加 ·811· 第 33 卷 第 28 期 2 0 0 7 年 1 0 月　　　　　　　　　　山 西 建 筑SHANXI 　ARCHITECTURE 　　　　　　　　　　　　　　　　 Vol. 33 No. 28 Oct . 　2007 　　 文章编号 :100926825 (2007) 2820119202 层状边坡失稳机制及其力学模型 收稿日期 :2007206207 作者简介 :申　敏 (19672 ) ,男 ,工程师 ,注册安全工程师 ,注册安全评价师 ,陕西省安全生产科学技术中心 ,陕西 西安　710006 王文星 (19802 ) ,男 ,硕士 ,陕西省安全生产科学技术中心 ,陕西 西安　710006 刘花维 (19812 ) ,女 ,助理工程师 ,陕西省安全生产科学技术中心 ,陕西 西安　710006 申　敏　王文星　刘花维 摘 　要 :探讨了层状边坡的失稳机制及其影响因素 ,利用横观各向同性模型对层状边坡进行描述 ,重点介绍了模型的实 施过程 ,指出边坡稳定性是由岩体强度和结构面强度共同控制的 ,与实际相符 ,并对工程的安全生产具有重要意义。 关键词 :安全稳定 ,层状边坡 ,失稳机制 ,力学模型 中图分类号 : TU413. 62 文献标识码 :A 　　层状岩体作为一种广泛存在于边坡等岩体工程中的地质 体[ 1 ] ,其稳定性安全评价一直受到岩土工程界的关注。其在同一 层理面内各个方向的岩体组成基本相同 ,但在垂直层理方向上 , 岩体的组成呈现频繁的软硬交替。岩层产状可以是水平的 ,也可 以是倾斜的 ,在岩层组合上可以是单一岩性 ,也可以是不同岩性 互层或夹层 ,岩体的完整性受结构面控制。 正是由于这些层理面的存在 ,给层状岩质边坡的稳定性分析 带来了较大的困难。在外力作用下 ,层状岩体表现出来的力学行 为比较复杂。文中首先探讨了层状边坡的失稳机制及其影响因 素 ;然后利用横观各向同性模型来描述层状边坡的力学特征 ,重 点介绍了模型的实施过程。 1 　失稳机制 对于层状边坡而言 ,滑动失稳是边坡失稳破坏的主要形式 , 其滑动失稳破坏是在内外综合因素作用下 ,系统从量变到质变 , 从劣化因素的不断积累到最终发生突变失稳破坏的一个变化过 程。在这一变化过程中 ,岩体内孕育并最终将形成一个贯通的、 其上各点均达到塑性极限平衡状态的滑移破坏面 ,这个滑移面的 形成是边坡整体失稳滑动的标志。 潘家铮 (1980 年)在详细分析了岩体结构抗滑稳定的各种方法 后 ,提出了以下两条原理 (最大值、最小值原理) [2 ] :1) 滑坡如能沿 许多滑面滑动 ,则失稳时 ,它将沿抵抗力最小的一个滑面破坏 (最 小值原理) 。2) 滑坡体的滑面确定时 ,则滑面上的反力 (以及滑坡 体内的内力)能自行调整 ,以发挥最大的抗滑能力 (最大值原理) 。 由此可见 ,对处于一定应力状态的节理边坡岩体 ,其岩体内 必存在一个安全系数最小的潜在滑移面 ,该潜在滑移面上各点单 元的安全系数并不相等 ,当在内外劣化因素的综合作用下 ,潜在滑 压力值 ,经计算 Pz = 32. 3 kPa ; Pc 为基础底面处土的自重压力 值 ,经计算 Pz = 78. 9 kPa ; Pcz为垫层底面处土的自重压力值 ,经 计算 Pcz = 123. 5 kPa ; Pk 为基础底面处的平均压力值 ,经计算 Pk = 122. 5 kPa ; Pe 为片石垫层对垫层底面处的附加压应力 ,经计算 Pe = 13. 8 kPa ; f k 为淤泥质粘土承载力标准值 ,该工程为 60 kPa ; f ak为垫层底面处的淤泥质粘土经深度修正后的地基承载力特征 值 ,经计算 f ak = 174. 0 kPa ;ηd 为淤泥质粘土埋深的承载力修正 系数 ,ηd = 1. 0 ;γm 为垫层底面以上土的加权平均重度 ,γm = 19. 0 kN/ m3 ;θ为垫层的压力扩散角 ,θ= 30°; d 为基础埋置深 度 ,该工程为 4. 2 m ; z 为基础底面下垫层的厚度 ,该工程为 2. 3 m ; b 为基础底面的设计宽度 ,该工程为 1. 95 m。 通过计算 Pz + Pcz = 155. 8 kPa ,因此 Pz + Pcz ≤f ak ,软弱下卧 层承载力满足要求。 4 　结语 长沙这一排水工程已于 2004 年 6 月竣工并投入使用 ,历时 已两年多 ,作为当时的施工负责人曾多次去现场察看工程的质 量 ,该部位的排水管道运行良好 ,均未发现明显的沉降变形等现 象 ,且这次的地基加强处理仅用 25 d 就已完成 ,耗资总计约 12 万 元 ,达到了经济省时的要求。 抛石挤淤地基处理效果显著 ,地基承载力得到有效提高 ,不 均匀沉降隐患消除 ,并且随时间推移 ,孔隙水压逐渐消散 ,下卧层 软土承载力可进一步提高。抛石挤淤泥加强地基 ,效益高 ,速度 快 ,无污染且工程造价低 ,施工周期短 ,是比较理想的地基处理方 式 ,可进一步推广使用。但采用抛石挤淤方法进行地基处理存在 质量检测困难 ,目前的地基检测方法难以实现对抛石挤淤处理质 量的检测 ,有待于进一步研究。 参考文献 : [ 1 ]黄绍铭 ,高大钊 . 软土地基与地下工程 (第二版) [ M ] . 北京 :中 国建筑工业出版社 ,2005. [2 ]曹国照 ,卢肇钧 . 地基处理手册 [ M ] . 北京 :中国建筑工业出版 社 ,1994. [3 ]孙更生 ,郑大同 . 软土地基与地下工程 [ M ] . 北京 :中国建筑工 业出版社 ,1984. [4 ] TJ T 7922002 ,建筑地基处理 技术规范 歌舞娱乐场所消防安全技术规范高危儿管理技术规范特种设备安全技术规范低压电线电缆技术规范低压电缆技术规范书 [ S] . Application of stone2fl ing mud2extracted in soft base reinforcing process ZHOU Sheng 　ZHANG Wei　L I Ping Abstract :It narrates the methods of soft base reinforcing process , points out the advantages of stone2fling mud2extracted in soft base reinforce2 ment , analyzes the base reinforcing principles of stone2fling mud2extracted. Through practical project , it introduces the constructing methods and dealing effect of stone2fling mud2extracted base reinforcement , so as to spread this methods. Key words :soft base , capacity , base hole , dealing effect ·911·　　　 第 33 卷 第 28 期 2 0 0 7 年 1 0 月　　　　　　　　　　　　　　山 西 建 筑SHANXI 　ARCHITECTURE 　　　　　　　　　　　　　 Vol. 33 No. 28 Oct . 　2007