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軟土地基處理論文范文1

關(guān)鍵詞：道路改造；軟土路基；處理方法

一、軟土路基成因

路基強(qiáng)度及穩(wěn)定性與路基干濕狀態(tài)密切相關(guān)。路基干濕狀態(tài)是由土中含水量的高低決定的，而含水量的高低取決于各種濕源的作用和延續(xù)時(shí)間。由于路面寬、路基低、排水設(shè)施不全或失效，使得雨水和生活污水向路基內(nèi)滲透、地下水位升高，路基長(zhǎng)期處于潮濕狀態(tài)，加上土的水穩(wěn)定性差等原因，導(dǎo)致路基軟化。

二、軟土路基判別

（一）測(cè)定方法

所謂軟土，比規(guī)范[1]中的定義廣泛，包括強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的濕粘土。對(duì)軟土路基的測(cè)定可以采用彎沉測(cè)定：

將相對(duì)完好的砼板塊逐一編號(hào)。采用兩臺(tái)5.4m貝克曼梁及一臺(tái)BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)車，按每車道雙向往返檢測(cè)。選取位于橫縫、斷縫附近的板角等荷載最不利位置作為檢測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)分主點(diǎn)（受荷板）、副點(diǎn)（未受荷板），主點(diǎn)位于板橫縫前10cm，副點(diǎn)在橫縫后10cm，分別測(cè)定主點(diǎn)彎沉和副點(diǎn)彎沉。[2]

在非不利季節(jié)檢測(cè)時(shí)，彎沉值根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行季節(jié)影響修正。實(shí)際取其系數(shù)=1.1～1.2。

（二）判別方法

平均彎沉值反映了原結(jié)構(gòu)的承載能力，而彎沉差則反映了加鋪后瀝青路面反射裂縫出現(xiàn)的機(jī)率和嚴(yán)重程度。造成原結(jié)構(gòu)承載力不足的原因有板底脫空、基層強(qiáng)度低和軟土路基。采用排除法通過值來判別軟土路基。當(dāng)45≥≥20時(shí)，進(jìn)行壓漿處理；＞45時(shí)，先將砼板打裂壓實(shí)，使其與基層緊密結(jié)合；再次檢測(cè)，仍然有＞45，表明基層強(qiáng)度嚴(yán)重不足或有軟土路基；挖除路面結(jié)構(gòu)后，通過路基頂面彎沉的檢測(cè)，或者通過路基土的干密度、天然含水量綜合判定。

三、軟土路基處理方法的比選和優(yōu)化

（一）做一個(gè)模擬軟土路基方案其具體條件和基本要求

1．公路自然區(qū)劃為Ⅳ3，路基干濕類型為潮濕，但不加高路基，不增設(shè)地下排水設(shè)施，只對(duì)地面排水設(shè)施進(jìn)行修復(fù)；

2．軟土路基處理最小面積=4.2×5.0m，即一塊砼板的面積，屬于局部軟土路基；

3．大部分軟土路基為稠度=0.5～0.9的濕粘土，不易破碎晾干；

4．軟土路基深度＜2m，其中上部為路基工作區(qū)，對(duì)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的要求高；

5．軟土路基處理不能對(duì)原路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性帶來不利影響，處理后應(yīng)達(dá)到強(qiáng)度與原路基基本一致、工后沉降為零、水穩(wěn)定性好的要求；

6．雨季施工，行車干擾大，工期三個(gè)月。

（二）比選

軟土路基處理方法按處理深度分為淺層處理和深層處理。淺層處理的深度≤3m，因此擬處理的軟土路基屬于淺層處理的范圍。

淺層處理施工工藝簡(jiǎn)單，投資少，是施工中經(jīng)常采用的方法。淺層處理一般有換填法、晾曬法、墊層法、動(dòng)力固結(jié)法、加筋法、灌漿法、排石擠淤法和爆炸排淤法。

分析后認(rèn)為，晾曬法等七種方法不符合上述條件或要求。換填法通常用于軟土路基分布范圍較小，深度≤2m的情況，換填料可視具體情況用砂、砂礫、改良土或其他適宜材料，因此初步?jīng)Q定采用開挖換填法處理。

（三）優(yōu)化

原路基為粘土填筑，若采用砂、砂礫等材料換填，雖然保證了自身的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，但此類材料具有透水性，其內(nèi)部的干濕變化，會(huì)引起四周路基土的軟化或二次固結(jié)，導(dǎo)致路面的不均勻沉降等病害。若采用風(fēng)化石換填，存在著風(fēng)化石粒徑、強(qiáng)度、土石比例的問題，粒徑大、強(qiáng)度低、石含量多，施工時(shí)不易壓碎壓實(shí)，除存在與透水性材料相同的問題以外，其自身的強(qiáng)度和穩(wěn)定性也難以保證。若采用粘土換填，由于施工面小、地下管線多，填土難以壓實(shí)，浸水后自身的強(qiáng)度和穩(wěn)定性同樣無法保證。

土經(jīng)改良后不但強(qiáng)度提高，還能呈現(xiàn)出板體性和一定的水穩(wěn)定性，彌補(bǔ)了上述材料的不足。為使換填部分的物理力學(xué)性質(zhì)與原路基基本一致，選用了與原路基土質(zhì)相近，＜40%，＜18，含水量適宜的低液限粘土（CL）進(jìn)行改良。

改良土常用的改良劑有石灰和水泥，由于水泥改良土工序少、早期強(qiáng)度高，適用于春融期、多雨季節(jié)、地下水位高、工期緊迫地段。最后確定采用水泥改良土換填的處理方法。

四、軟土路基施工工藝

（一）換填深度

開挖過程中可以觀測(cè)到，隨著深度的增加，坑壁四周路基土的密實(shí)度逐漸降低，含水量逐漸增大，上部1.0～1.2m范圍內(nèi)的密實(shí)度高含水量小，并且有明顯的分界線。表明路基工作區(qū)深度為1.0～1.2m。

當(dāng)軟土路基較薄，有硬底時(shí)，清除后直接換填。當(dāng)軟土路基較厚，應(yīng)挖到坑底土與四周路基相同土層的密實(shí)度一致時(shí)的深度，一般為1.0～1.2m；當(dāng)坑底土過濕時(shí)，下挖到保證上部回填壓實(shí)時(shí)不出現(xiàn)“彈簧”的深度，一般為0.4～0.5m，總的換填深度=1.4～1.7m。

（二）水泥摻量

換填土的強(qiáng)度過高或過低，都會(huì)使其內(nèi)部及四周結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力和變形，造成路面病害，因此應(yīng)與原路基保持基本一致。

由于難以準(zhǔn)確檢測(cè)原路基土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，水泥摻量無法按常規(guī)試驗(yàn)確定。路基的回彈模量不但是路面設(shè)計(jì)的基本參數(shù)，更是衡量路基質(zhì)量的基本指標(biāo)，并且設(shè)計(jì)值已知，因此水泥摻量通過回彈模量室內(nèi)試驗(yàn)確定。由路基設(shè)計(jì)彎沉值=200，計(jì)算出路基回彈模量設(shè)計(jì)值=47MPa，再根據(jù)公式[3]反算得到室內(nèi)試驗(yàn)回彈模量標(biāo)準(zhǔn)值=135MPa。水泥摻量不宜小于3%，實(shí)際控制在3～4%，否則難以拌和均勻。為提高下部改良土的早期強(qiáng)度，使上部工作區(qū)能盡早換填，上下部采用相同的水泥摻量。

（三）壓實(shí)

壓實(shí)功愈大、分層愈多愈容易出現(xiàn)彈簧。由于對(duì)工作區(qū)以下密實(shí)度的要求相對(duì)較低，故采用挖掘機(jī)鏟斗擊打配合雙向振動(dòng)平板夯（工作重量123kg）壓實(shí)。待具有一定強(qiáng)度后再進(jìn)行工作區(qū)范圍內(nèi)的換填，盡可能采用膠輪壓路機(jī)碾壓，邊角用雙向振動(dòng)平板夯壓實(shí)，壓實(shí)度≥95%。

五、結(jié)語

1.與瀝青路面的承載能力檢測(cè)不同，水泥砼路面的檢測(cè)有主、副點(diǎn)之分，必須配備兩臺(tái)貝克曼梁。用一臺(tái)貝克曼梁只能檢測(cè)出、，混淆與、與兩者的概念會(huì)造成誤判。采用雙向往返法檢測(cè)，貝克曼梁的支點(diǎn)和主測(cè)點(diǎn)不在同一塊砼板上，消除了支點(diǎn)變形對(duì)測(cè)點(diǎn)彎沉值的影響；測(cè)完后檢測(cè)車駛離受荷板，消除了后軸落點(diǎn)對(duì)主點(diǎn)彎沉值的影響。貝克曼梁法檢測(cè)的是回彈彎沉，自動(dòng)彎沉儀法檢測(cè)的是總彎沉，落錘式彎沉儀檢測(cè)的是動(dòng)態(tài)總彎沉。貝克曼梁法是規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法，采用其它方法必須進(jìn)行標(biāo)定換算。同樣，現(xiàn)場(chǎng)承載板法是路基回彈模量的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法，采用其它方法也必須進(jìn)行標(biāo)定換算。測(cè)定彎沉和模量時(shí)，都應(yīng)將季節(jié)因素考慮在內(nèi)。

2.與公路不同，道路由于兩側(cè)人行道和建筑物地基高于行車道，加上排水設(shè)施不完善等因素的影響，路基長(zhǎng)期處于潮濕狀態(tài)，容易產(chǎn)生病害。

3.與新建道路不同，改建工程是對(duì)道路功能的恢復(fù)和提高，應(yīng)遵循一切服從于老路，一切有利于老路的原則，達(dá)到新舊一體，路基穩(wěn)定、密實(shí)、均質(zhì)，為路面提供均勻的支承。經(jīng)過幾十年地運(yùn)營，絕大部分路基已經(jīng)穩(wěn)定，已適應(yīng)了所處的水文地質(zhì)環(huán)境，應(yīng)充分利用。

4.與地基中的大面積軟土路基不同，路基中的軟土路基一般都屬于局部淺層軟土路基，處理后要求工后沉降為零，并具有較高地強(qiáng)度和良好地穩(wěn)定性。尤其是路基工作區(qū)，對(duì)保證路面強(qiáng)度與穩(wěn)定性、滿足行車要求極為重要。

每一種軟土路基處理方法均有其針對(duì)性、適用范圍以及局限性，必須根據(jù)具體條件選擇符合設(shè)計(jì)要求的軟土路基處理方法，才能取得理想的處治效果。對(duì)能達(dá)到處理效果的方法進(jìn)行使用階段技術(shù)可靠性、施工難易程度、工程造價(jià)、工期、對(duì)周圍環(huán)境影響等方面的綜合評(píng)比，確定最合理的軟土路基處理方案，并不在于技術(shù)的先進(jìn)與否。

【參考文獻(xiàn)】

[1]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)．JTGD30-2004公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．北京：人民交通出版社，2004．

軟土地基處理論文范文2

關(guān)鍵詞：路橋施工 軟土路基 處理

中圖分類號(hào)： TU471 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

我國地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜多變：有處于青藏高原的常年凍土；有位于濱海平原的軟土等等。針對(duì)不同的土質(zhì)在道路施工上也就有著不同的要求，這是對(duì)我國土木工程的一項(xiàng)巨大的考驗(yàn)。本文針對(duì)軟土路基的處理，做出如下分析：

一 軟土與軟土路基的概念

（一）軟土的概念

軟土，即淤泥和淤泥質(zhì)土的總稱，主要是由天然含水量高，承載力低，壓縮性高的淤泥沉積物與腐殖質(zhì)組成。這類土質(zhì)主要分布于沿海城市，珠江三角洲等含水量較大的地區(qū)。這種土質(zhì)孔隙大，壓縮性強(qiáng)，土里往往沉積大量天然水。這類土質(zhì)如不好好治理，會(huì)嚴(yán)重影響路基的堅(jiān)固。

（二）什么是軟土路基？

軟土路基是指強(qiáng)度低,壓縮量較高的軟弱土層.多數(shù)含有一定的有機(jī)物質(zhì)。這類地基每層之間的物理力學(xué)性質(zhì)差別較大，土層層狀分布也相對(duì)復(fù)雜。對(duì)于這種路基的處理，需要針對(duì)每層土壤的不同特性找出合理化的解決方案。

二 軟土路基處理的一般原則

軟土路基的處理通常有兩種辦法：一種自然沉降；另一種是采用相應(yīng)的技術(shù)方式對(duì)地基進(jìn)行處理。自然沉降在這兩種方式中是比較經(jīng)濟(jì)的一種，但是其本身的實(shí)施度要困難得多。自然沉降的方法僅限用于工程量較大的、工期較長(zhǎng)的項(xiàng)目。然而采用相應(yīng)的技術(shù)這種處理方法可以在工程有限制時(shí)確保工程的質(zhì)量與安全性，從而被更廣泛的應(yīng)用。

三 路橋施工中軟土路基的處理

（一）填換法

填換法是針對(duì)淺層土壤而言的，首先要將土層較淺位置的土挖出去，繼而用一些強(qiáng)度較高的、抗腐蝕性的、質(zhì)地堅(jiān)硬的石頭、砂礫等重新分層填充。再用人工或者機(jī)械等手段去夯實(shí)、壓實(shí)，將材料充分混合，從而達(dá)到道路路基堅(jiān)實(shí)的要求。

（二）墊層法

墊層法有兩種，一種是在地基表面鋪設(shè)一定厚度的墊層使路基達(dá)到應(yīng)有的強(qiáng)度。另一種是把表面部分軟弱土層挖去，置換成強(qiáng)度較大的砂石素土等。墊層的最終目的是：提高路基的承載力；加速土質(zhì)的固結(jié)；防止路基凍脹；使路基的剛度均勻化。墊層的材料一般有砂墊層材料，粉質(zhì)粘土墊層材料等。在墊層施工中常用的為砂石墊層材料，即用各種砂石混合良好，且不能含有垃圾或者植物殘?bào)w等影響穩(wěn)固的物質(zhì)存在，鋪設(shè)的厚度一定要適中，不要影響上層的排水效果，從而確保路基的穩(wěn)定性與強(qiáng)度。

（三）壓實(shí)法

壓實(shí)法是通過擠壓或夯實(shí)將土壤的孔隙變小，多半是通過物理方法或者化學(xué)原理將其實(shí)現(xiàn)。孔隙變小了，路基的強(qiáng)度也就相對(duì)變高。

1 灰土擠密樁對(duì)路基的處理

灰土擠密樁對(duì)于黃土路基的處理還是比較奏效的。其原理在于生石灰吸水后膨脹，使樁間的土脫水，膨脹后的生石灰擠壓路基上的土壤，從而使土壤間的密實(shí)度增大，繼而增強(qiáng)了路基的強(qiáng)度，這種方法試用與路基中含水較多的土壤，如：濕陷性黃土、素填土、雜填土等。這種處理方式的好處在于：生石灰可以就地取材，材料不難找到；工程的難度不是很大，可以在時(shí)間上縮短工期。

2 強(qiáng)夯法

顧名思義，強(qiáng)夯法就是利用重錘提升到一定高度并使其自由下落，達(dá)到夯實(shí)路基的效果。這種夯實(shí)是為了提高路基的強(qiáng)度，降低壓縮性。夯實(shí)法被廣泛使用在我國沿海城市。當(dāng)然，夯實(shí)法也有不適用的土質(zhì)，它不適用于較厚的淤泥質(zhì)與淤泥土壤。因?yàn)閺?qiáng)夯法的加固效果取決于路基的滲透程度，所以必須要有良好的排水通道。

（四）排水固結(jié)法

排水固結(jié)法是針對(duì)天然地基，或先在地基中設(shè)置砂井等豎向排水體，然后利用建筑物本身重量分級(jí)逐漸加載；或在建筑物建造前在場(chǎng)地上先行加載預(yù)壓，使土體中的孔隙水排出，逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，同時(shí)強(qiáng)度逐步提高的方法。排水固結(jié)法分為堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法、降水預(yù)壓法、電滲排水法。需要針對(duì)不同的軟土土質(zhì)選用不同的排水固結(jié)法。

（五）化學(xué)固結(jié)法

1攪拌樁法

是指利用特質(zhì)的攪拌機(jī)械，用水泥或其他材料作為固化劑，在深層進(jìn)行攪拌。將軟土與固化劑進(jìn)行強(qiáng)制的攪拌，通過一系列的物理化學(xué)性質(zhì)的變化，形成堅(jiān)實(shí)的樁體并與原來的地基融為一體。從而起到復(fù)合地基的作用。

2灌漿法

灌漿法是將某些固化的漿液注入土壤路基的孔隙中。這些漿液通常是利用液壓、氣壓等因素被注入的。從而改善路基的物理性質(zhì)，增強(qiáng)路基的抗壓性等。

（六）土工合成材料加固法

土工合成材料是土木工程應(yīng)用的合成材料的總稱。這種材料是人工合成的，放置在路基上能使各種材料良好的融合在一起，不論是從表層還是深層，都起著加固的作用。具備防滲，排水，加固，過濾等多種特性，是一種新型的巖土工程材料。

四 對(duì)軟土路基處理的一些意見與建議

綜上所述，我國對(duì)軟土路基的處理與研究已經(jīng)達(dá)到一定的水平并初具規(guī)模。但是從現(xiàn)狀來看，仍有一些不足的地方需要關(guān)注，根據(jù)軟土路基的現(xiàn)狀，提出以下幾點(diǎn)意見與建議。

深入研究路橋軟土的基本特點(diǎn)

根據(jù)我國不同地區(qū)的不同地質(zhì)，分析出該段路基軟土的具體特性：并以此作為模板，找到加強(qiáng)路基穩(wěn)固的最適宜的方式方法；并從工程角度出發(fā)，分析著重研究影響工程進(jìn)度的因素，從而更好的應(yīng)付突發(fā)事件。

深入開展軟土路基沉降計(jì)算方法的研究

路基沉降的計(jì)算方法是處理路基沉降的核心內(nèi)容之一，開展軟土路基沉降計(jì)算方法的研究就刻不容緩。

加強(qiáng)路橋軟土路基處理的系統(tǒng)化研究

近年來，針對(duì)軟土路基處理的系統(tǒng)化的研究的論文并不少見，我們所要做的就是對(duì)這些論文進(jìn)行具體的、系統(tǒng)化的分析與研究，這對(duì)軟土路基的處理不論是理論上還是實(shí)際施工上都有很好的幫助。

提高路橋軟土路基處理的智能化研究

在工程領(lǐng)域，很難找到一個(gè)最好的答案，那么，換一種思路，“退而求其次”不失為一種明智的選擇。人工智能方法是解決軟土路基處理智能化的最好的辦法之一，也是最有效的方式之一。

我國路橋軟土路基處理的研究還會(huì)繼續(xù)不斷深化，這就需要我們土木人將全部的熱忱投入其中，盡力彌補(bǔ)路基處理的不足，爭(zhēng)取完善路橋軟土路基的處理。

總結(jié)：

在路橋施工中，不注重軟土路基的處理是很危險(xiǎn)的。作為技術(shù)人員，一定要充分的掌握其特性與相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，還要加強(qiáng)技術(shù)理論的學(xué)習(xí)，從理論與實(shí)際兩方面共同保障軟土路基的安全問題。從而讓我國公路建設(shè)更有保障性與安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫連軍，馮勇.地基處理方法綜述[J].山西建筑.2007 (4).

[2]袁得富，史建黨.公路工程軟土地基處理[J].河南科技.2006 (10).

[3]李陽.高等級(jí)公路軟土地基處理技術(shù)[J].四川建材.2007 (1).

[4]趙金健.郭建軍.軟土地基處理技術(shù)[J].中國高新技術(shù)企業(yè).2008 (6).

軟土地基處理論文范文3

【關(guān)鍵字】軟土地基; 混凝土面板;石壩

【 abstract 】 for building for, the foundation is very important. Foundation processing is appropriate, not only affects the cost of building, and directly affect the safety of the building. After 10 years of development, China's concrete face rockfill dam technology mature gradually. However, in soft soil foundation is built on the concrete face rockfill dam is a new technology, it needs further research. This paper from the soft soil foundation, concrete face rockfill dam foundation of knowledge, and then simple introduced in soft soil foundation processing technology development, and finally in soft soil foundation to build on the concrete slabs of stone puts forward relevant solutions.

【 keywords 】 soft soil foundation; Concrete panel; dam

中圖分類號(hào)：TU471.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

1.基礎(chǔ)知識(shí)介紹

1.1軟土地基

軟土，即軟弱土層，一般具有含水量高、強(qiáng)度低、壓縮性高、天然孔隙比較大、抗剪強(qiáng)度較低、透水性差、擾動(dòng)性大等特點(diǎn)，我們通常把淤泥、淤泥質(zhì)土以及軟粘性土統(tǒng)稱為軟土。堤防工程中所說的軟土，主要是指由天然孔隙比在1．5左右的亞粘土和粘土所組成的淤泥以及天然孔隙比在1.0~1．5之間的粘土所組成的淤泥質(zhì)粘土[1]。

在日本高等級(jí)公路設(shè)計(jì)規(guī)范中，軟土地基是指由粘土、粉土等細(xì)微顆粒較多的松軟土和孔隙大的有機(jī)質(zhì)土、泥炭以及松散砂等土層構(gòu)成的地基。而我國目前在公路行業(yè)規(guī)范中尚未對(duì)軟土地基做出定義。值得注意的是，由于施工狀況和填方形狀存在一定差異，軟土地基不能簡(jiǎn)單地按照地基的條件進(jìn)行判定，而應(yīng)當(dāng)先對(duì)填方與構(gòu)造物的形式、種類和地基特點(diǎn)等進(jìn)行充分研究后再做出判斷。

1.2混凝土面板堆石壩簡(jiǎn)介

19世紀(jì)50年代，面板堆石壩技術(shù)首先被美國加利福尼亞州內(nèi)華達(dá)山脈的礦區(qū)所應(yīng)用，不過當(dāng)時(shí)的堆石壩采用木面板防滲。經(jīng)過了150多年的發(fā)展，該技術(shù)日臻成熟，現(xiàn)多為混凝土面板堆石壩。混凝土面板堆石壩具有施工方便、資金投入少、工期短、安全、抗震性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，并具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。因此，這項(xiàng)技術(shù)成為了壩型的首要選擇。

1985年，我國引進(jìn)了現(xiàn)代筑壩技術(shù)，用來建設(shè)混凝土面板堆石壩。經(jīng)過不斷實(shí)踐與總結(jié)，我國在面板堆石壩建設(shè)方面取得了一定成就，共有約170座壩高30 m以上的混凝土面板堆石壩，其中最具代表性的是水布埡混凝土面板堆石壩，位于湖北省巴東縣水布埡境內(nèi)。

2.我國軟土地基處理技術(shù)的發(fā)展

在公路工程建設(shè)過程中，偶爾遇到工程地質(zhì)條件不良的軟土地基是不可避免的。而要想保證道路的質(zhì)量和使用功能，就得保證其路基具有相應(yīng)的承載能力和穩(wěn)定性，這就要求對(duì)軟土地基進(jìn)行一定的處理。

近二十年來，大量公路工程的實(shí)踐對(duì)我國軟土地基處理技術(shù)的迅速發(fā)展起了重要的促進(jìn)作用，使得這項(xiàng)技術(shù)不斷完善。目前，我國處理高等級(jí)公路的軟土地基的主要方法有：粉噴樁法、砂墊層法、碎石樁法、豎向排水法、砂樁法和加鋪土工織物法等，其中砂墊層法和袋裝砂井（或者塑料排水板）土工布法是最常用的處理方法。

2.1 CFG樁長(zhǎng)螺旋成孔技術(shù)

所謂CGF樁，指的是水泥粉煤灰碎石樁，它是在水泥中加粉煤灰、石屑、碎石、砂和加水，然后拌和，再用成樁機(jī)械做成的強(qiáng)度可變樁。這種技術(shù)是采用長(zhǎng)螺旋鉆孔芯管泵輸送混合料，并進(jìn)行灌注樁的施工方法，故通常用于粉土和粘性土 ，以及對(duì)泥漿污染、噪聲等要求相對(duì)嚴(yán)格的地方，它便能起到成孔效率高、、沒有污染和噪聲、質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。

2.2爆夯法軟土地基處理技術(shù)

經(jīng)過多年的發(fā)展，強(qiáng)夯法技術(shù)已經(jīng)比較成熟，只是處理軟土地基時(shí)深度受限；爆夯法是新技術(shù)，方興未艾，該技術(shù)具有不受處理深度限制、費(fèi)用低工期又短等優(yōu)點(diǎn)。爆炸法、強(qiáng)夯法均是動(dòng)力固結(jié)的，都通過動(dòng)載荷的方式作用在軟土地基上，繼而產(chǎn)生排水固結(jié)沉降上的形變，以起到加固軟土地基的作用[2]。

2.3雙向拌樁技術(shù)

雙向拌樁技術(shù)是改良目前水泥土攪拌樁機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，并采用一心兩軸鉆桿技術(shù)，也就是說在內(nèi)鉆鉆桿上裝正旋葉片，外鉆鉆桿上裝反旋葉片，通過外鉆鉆桿葉片反旋的壓漿力使水泥漿不上冒，而上下攪拌葉片分別進(jìn)行正反旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到均勻攪拌，高質(zhì)量成樁的目的。

2.4 Y形灌注樁技術(shù)

這種技術(shù)是我國借鑒國外（最早出現(xiàn)在法國）的Y形樁灌樁設(shè)計(jì)的理念開創(chuàng)的，它融合了我國經(jīng)典的沉管灌注樁技術(shù)。

其實(shí)，這種技術(shù)也采用普通沉管樁技術(shù)，只是還將原圓管形樁的模變成Y形。它既具備沉管灌注樁價(jià)格低、施工快的亮點(diǎn)，又包含升高摩阻力之優(yōu)點(diǎn)，在同等工程量的情況下能大大提升樁基承載力。

3.在軟土地基上建混凝土面板堆石壩的方法

我國疆土廣闊，地形復(fù)雜，軟土的分布很廣，軟土地基的處理便成了我國土木工程的工作者重點(diǎn)研究課題。近年來，隨著武廣高鐵、滬寧高鐵等一大批重點(diǎn)工程的順利完工，我國工程人員在對(duì)軟土地基的處理方面應(yīng)用了大量的新理論和新技術(shù)，并取得了良好的效果[3]。

面板堆石壩建于江、河、湖邊，地基以軟土為主。綜合軟土地基處理技術(shù)的發(fā)展和混凝土面板堆石壩的總體建設(shè)情況，得出，要做好在軟土地基上建混凝土面板堆石壩的工程可從以下幾方面著手：

3.1覆蓋層全挖法

開挖將整個(gè)軟基全部清除，使壩體置于基巖上，增加了壩體的安全可靠性。但此方法所需開挖施工面大，以解決出渣問題。大量棄渣需另設(shè)渣場(chǎng)堆放，環(huán)保水保措施較為復(fù)雜。基礎(chǔ)開挖形成后，將形成一個(gè)較大較深的基坑，施工排水困難，基坑的護(hù)壁加固風(fēng)險(xiǎn)大。壩基基礎(chǔ)開挖量和壩體回填量大，使得枯水期施工壓力大，度汛風(fēng)險(xiǎn)較大。

軟土地基處理論文范文4

關(guān)鍵詞：深基技術(shù)，公路施工，軟土地基，處理技術(shù)

 

一、現(xiàn)有軟土地基處理方法存在的主要問題

1、未能因地制宜選用合理、有效地處理方法，在選用地基處理方法方面存在一定的盲目性。例如，對(duì)飽和軟粘土地基不宜采用振密、擠密法加固技術(shù)。我們要依據(jù)地基加固原理和工程地質(zhì)條件，因地制宜選用合理、有效地處理方法尤其重要。另外，我們對(duì)技術(shù)上的可行性方案比較和優(yōu)化不夠。所采用的方法并不是較好的方法，也不是最好的方法。雖然工程問題是解決了，但是浪費(fèi)了時(shí)間和金錢。

2、未能正確評(píng)價(jià)各種地基處理方法的適用性。每種地基處理方法都有自己的適用范圍，每當(dāng)我們?cè)诠こ淌┕r(shí)遇到具體的問題就盲目擴(kuò)大它的應(yīng)用范圍，所以，對(duì)這種情況施工單位更要特別注意。

3、地基處理理論落后于實(shí)踐

從實(shí)踐- 理論- 再實(shí)踐的角度來看，實(shí)踐先于理論是一般性規(guī)律，對(duì)土木工程更是如此。倘若我們只重視理論研究，而缺乏對(duì)各種地基處理技術(shù)實(shí)踐也是發(fā)展中存在的問題之一。

二、常見軟土地基處理方法

1、表層處理法

表層處理的厚度要根據(jù)軟土物理力學(xué)性質(zhì)而定，一般規(guī)定為30～60cm，處理過薄效果差，過厚又不經(jīng)濟(jì)。壓實(shí)與養(yǎng)生是表層處理法的兩個(gè)重要環(huán)節(jié)，用熟石灰、水泥以及離子穩(wěn)固劑穩(wěn)定軟土，需要處理的土應(yīng)在最后一次攪拌后立即壓實(shí)；用生石灰穩(wěn)定土，必須在拌和時(shí)初進(jìn)行碾壓處理，待生石灰水解結(jié)束后再次碾壓處理。壓實(shí)后如果能有足夠的強(qiáng)度，就不必進(jìn)行專門的養(yǎng)生，由于施工條件與土質(zhì)不同，處理土的強(qiáng)度增長(zhǎng)也不均衡，所以應(yīng)做好一周時(shí)間的養(yǎng)生。

2、強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法是提高地基的強(qiáng)度以及降低壓縮性的一種方法，是通過反復(fù)將重錘(一般為10-40t)提到一定高處使其自由落下(一般落距為10-40m)去夯擊地基來實(shí)現(xiàn)。它具有加固效果好、設(shè)備簡(jiǎn)單、施工方便、適用土類廣、施工期短、節(jié)約材料、節(jié)省勞力、施工費(fèi)用低和施工文明等優(yōu)點(diǎn)。

3、換填法

換填法是挖去基礎(chǔ)以下不太深的一定范圍內(nèi)的軟弱土層，然后材料分層充填強(qiáng)度較高、性能穩(wěn)定、質(zhì)地堅(jiān)硬、且具有抗侵蝕性的碎石、砂、素土、卵石、灰土、礦渣、煤渣等，同時(shí)以人工或者機(jī)械施工方法分層夯、壓、振動(dòng)，使之滿足要求的密實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)，成為良好的人工地基。

4、靜力排水固結(jié)法

靜力排水固結(jié)法是指在地基中設(shè)置砂井豎向排水體，并利用建筑物本身的重量分級(jí)逐漸加載，或在建筑物建造以前，先在場(chǎng)地進(jìn)行加載預(yù)壓，使土的孔隙水充分排出，進(jìn)而逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，逐步提高強(qiáng)度的方法。

三、選擇軟土地基處理方法時(shí)應(yīng)考慮的因素

(一)地基狀況

1、土質(zhì)、砂性土：對(duì)那種易發(fā)生液化的砂性土采用振動(dòng)壓實(shí)法或擠實(shí)砂樁法進(jìn)行改善。對(duì)于粘性土質(zhì)：可采用除了壓實(shí)法外的其他方法。但所采取的方法對(duì)處理土基的擾動(dòng)必須盡量小。

2、地基構(gòu)成。對(duì)于淺而薄的軟土層，最簡(jiǎn)單的處理方法是表層處理法。構(gòu)造物基礎(chǔ)采用開挖換填法。如果軟土層較厚，應(yīng)采用其他方法與表層處理法配合使用。對(duì)夾有砂層且厚度較薄(3～4m)的軟土層，常常采用表層處理法或荷載壓重法等，即便是有5cm 的砂層也應(yīng)定位是有效排水層。

(二)道路性質(zhì)

1、道路等級(jí)越高，平整度就越重要，就需要采取行之有效的沉降處理措施。如果道路等級(jí)較低時(shí)，可先鋪簡(jiǎn)易路面，等待沉降結(jié)束后，再鋪正式路面用以節(jié)約資金。

2、道路形狀。路堤設(shè)計(jì)高度和寬度是選擇處理方法要考慮的關(guān)鍵因素。如果采用換填法，對(duì)于寬而低的路堤容易發(fā)生局部性破壞；反之，窄而高的路堤，下面易被換填。對(duì)于設(shè)計(jì)高度大而穩(wěn)定有危險(xiǎn)的路堤，壓重法將受到限制采用。還有路堤越寬越高，地基產(chǎn)生的壓力球的根部越深而引起深處粘土層的沉降。

3、道路所在地段。對(duì)于一般地段，剩余沉降即使大到一定的程度，只要沉降不大，路面基本上不會(huì)喪失平整度。但遇到與構(gòu)造物相連的地段，剩余沉降將造成錯(cuò)臺(tái)和路面形成對(duì)行等非常危險(xiǎn)的情況發(fā)生。如果路基穩(wěn)定性不夠，橋臺(tái)將受到大的土壓力作用而引起側(cè)向位移的事故發(fā)生。，公路施工。。所以，構(gòu)造物鄰接地段的處理措施顯得非常重要。

(三)施工條件

不同的施工條件要選用的不同的處理方法，經(jīng)濟(jì)性也不一樣。，公路施工。。，公路施工。。主要影響因素有工期、材料以及機(jī)械的作業(yè)條件等。，公路施工。。

(四)周圍環(huán)境

1、施工對(duì)周圍環(huán)境的影響，例如噪音、振動(dòng)地基以及地下水變化和排出的泥水等等，在選擇施工的方法時(shí)必須考慮進(jìn)去。，公路施工。。

2、在地基特別軟弱的情況下，附近地基經(jīng)常發(fā)生大的沉降或隆起。這樣，在路堤坡腳附近有民房或重要構(gòu)造物時(shí)，應(yīng)考慮控制剪切變形且減小總沉降量的方法為主要技術(shù)措施。

四、軟土地基處理技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用

（一）高速軟基處理方法

以某路基為例，該高速軟土地基路段較多，軟土地基應(yīng)根據(jù)軟土、淤泥的物理力學(xué)性質(zhì)，埋層深度，路堤高度，材料條件，公路等級(jí)等因素分別采取以下處理措施。

1、淤泥層厚度較小的路段：土工格柵+ 山皮石+ 土工格柵+ 改良土的方法。

淤泥上有50~80cm 亞粘性土，具有一定的穩(wěn)定性，且淤泥厚度在1~2 米之間，地面積水較易排除，因此采用土工格柵+ 山皮土+改良土的措施。由于地下水位高，該公路沿線的軟土水穩(wěn)性差，浸水時(shí)承載力很低，土工格柵和山皮土配合可以提高路基填料的水穩(wěn)性，還可減弱地下水的毛細(xì)作用對(duì)路基產(chǎn)生不良影響。

2、地處鹽池中，池中淤泥較厚，且水位較高路段：拋石擠淤+ 土工格柵+ 改良土。

淤泥厚在2~3 米之間，排水困難，也無法清淤，采用措施是拋石擠淤+ 土工格柵+ 改良土，同時(shí)加寬水面線以下的路堤寬度，這樣處理可以提高路基的整體穩(wěn)定性，并有效控制路基沉降。

（二）片石填筑

1、材料

片石抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于30Mpa，片石中部厚度不應(yīng)小于15cm。

2、試驗(yàn)段

正式施工前，在現(xiàn)場(chǎng)選取200m 路段作為試驗(yàn)段先行施工，以檢驗(yàn)施工方法及工藝流程、施工機(jī)械的配置組合、石料回填時(shí)機(jī)及厚度、碾壓遍數(shù)等技術(shù)指標(biāo)。施工完畢報(bào)監(jiān)理批準(zhǔn)后，再依照試驗(yàn)段經(jīng)驗(yàn)展開大面積施工。

3、片石填筑的方法

（1）片石用自卸汽車運(yùn)至施工地點(diǎn)。采用推土機(jī)推平，平地機(jī)精平，確保厚度和平整度，采用震動(dòng)壓路機(jī)和三輪壓路機(jī)碾壓，確保壓實(shí)度。片石填寬要超出設(shè)計(jì)寬度30cm 以上，為下步工序做好準(zhǔn)備。

（2）分層填筑時(shí)，按水平分層，先低后高，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況先中央后兩側(cè)式卸料，并用推土機(jī)推平，碾壓層厚度控制在50cm。

（3）片石頂部在碾壓時(shí)應(yīng)采用碎石屑等細(xì)料進(jìn)行找平然后以50T 以上（激振力+ 自重）的重型壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，至輪跡小于8mm為止，其上填筑路基土。片石彎沉檢驗(yàn)待改良土第一步完成后進(jìn)行。

（4）片石填筑后及時(shí)進(jìn)行削坡。（改良土及石灰土填筑完畢后也及時(shí)削坡）

五、結(jié)論

軟基處理技術(shù)在公路施工中比較常見，軟基處理的方法也很多，軟土地基的處理質(zhì)量會(huì)直接影響到路基的基礎(chǔ)承載力，是保證道路建成后安全及高效運(yùn)營的關(guān)鍵。，公路施工。。我國的地基處理技術(shù)發(fā)展迅速，其主要表現(xiàn)在各種地基處理方法得到應(yīng)用和普及。所以，對(duì)公路軟土路基處理新技術(shù)的研究十分重要。

參考文獻(xiàn)：

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[2]黃興安.市政工程質(zhì)量通病防治手冊(cè)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004

軟土地基處理論文范文5

關(guān)鍵詞：樁基，負(fù)摩阻力，橋梁工程

 

1.負(fù)摩阻力概述

一般情況下,施加于豎直樁上的垂直外荷載,將通過樁壁與土的相互作用傳至樁周土和樁尖土上, 樁壁和樁周土的相對(duì)位移則會(huì)產(chǎn)生摩阻力。作用于樁側(cè)的摩阻力的方向取決于樁和其周圍地基土的相對(duì)位移情況。如果樁的沉降大于地基土的沉降時(shí),地基土對(duì)樁側(cè)表面就會(huì)產(chǎn)生向上作用的摩擦阻力,這個(gè)力對(duì)樁起支承作用,稱為正表面摩阻力;反之,當(dāng)?shù)鼗恋某两荡笥跇兜某两?包括樁身壓縮及樁尖下沉)時(shí),則樁側(cè)土相對(duì)于樁向下移動(dòng),壓縮的地基土對(duì)樁側(cè)表面產(chǎn)生向下作用的摩擦阻力,這個(gè)力就稱之為負(fù)摩阻力。樁基負(fù)摩阻力是樁周土產(chǎn)生相對(duì)于相應(yīng)深度樁截面向下位移時(shí)作用于樁身的向下的力, 因而在樁身分布負(fù)摩阻力的所有情況中,一般存在中性點(diǎn),即該深度樁土相對(duì)位移為零、樁身摩阻力為零,另有沿樁身全為負(fù)摩阻力的情況, 這種情況一般講的是樁穿透濕陷性黃土層后隨即落在幾乎不壓縮的持力層,如卵石和基巖等。

2.負(fù)摩阻力的產(chǎn)生

在樁周圍的土層相對(duì)于樁側(cè)作向下的位移時(shí), 土產(chǎn)生于樁側(cè)的摩阻力方向向下,稱為負(fù)摩阻力,而正摩阻力正好相反,方向向上。負(fù)摩阻力產(chǎn)生的原因很多, 主要有大面積堆載使樁周土層壓密固結(jié)下沉; 位于樁周的欠固結(jié)軟粘土或新近填土在其自重作用下產(chǎn)生新的固結(jié);自重濕陷性黃土浸水后產(chǎn)生濕陷;砂土液化后和凍土融化而發(fā)生下沉?xí)r也會(huì)對(duì)樁基產(chǎn)生負(fù)摩擦力;靈敏度較高的飽和粘性土,受打樁等施工擾動(dòng)(振動(dòng)、擠壓、推移)影響,附加超靜孔隙水壓力增加,軟土觸變?cè)鰪?qiáng),后又產(chǎn)生新的固結(jié)下沉;在正常固結(jié)或輕微超固結(jié)的軟粘土地區(qū), 由于抽取地下水或深基坑開挖降水等原因引起地下水位全面降低,致使土的有效應(yīng)力增加,同時(shí)產(chǎn)生大面積的地面沉降;大面積軟土地區(qū)打入擠土樁,使原來地面雍高,樁土間土內(nèi)總應(yīng)力和孔隙水壓力都普遍增高, 隨后這部分樁間土的固結(jié)引起土相對(duì)于樁體的下沉等方面的原因。

3.負(fù)摩阻力的特性

土體在重力和附加應(yīng)力的作用下發(fā)生沉降, 土體的沉降是隨著時(shí)間的變化而增加并逐漸趨于穩(wěn)定。樁體的沉降量與樁身的彈性壓縮變形,以及樁尖處土體的沉降有關(guān)。一般來說,樁體下沉要比土體固結(jié)沉降快,樁體下沉趨于穩(wěn)定的時(shí)間要比土體沉降穩(wěn)定的時(shí)間短。因此,樁體在很短的時(shí)間內(nèi)有一定的沉降量,這時(shí)土體的固結(jié)沉降發(fā)生很慢,隨后樁體的下沉趨于穩(wěn)定,但土體的沉降還在繼續(xù),當(dāng)土體的沉降量大于樁體的下沉量時(shí), 土體便對(duì)樁體有向下的作用力, 即負(fù)摩阻力產(chǎn)生。。最后,土體沉降穩(wěn)定時(shí),負(fù)摩阻力趨于穩(wěn)定,中性點(diǎn)也趨于穩(wěn)定。負(fù)摩阻力的發(fā)生發(fā)展的過程是樁與土的沉降相互協(xié)調(diào)的過程,當(dāng)樁土相對(duì)沉降穩(wěn)定時(shí),也即負(fù)摩阻力穩(wěn)定時(shí),在樁頂處負(fù)摩阻力為零,隨著樁深的增大,負(fù)摩阻力也逐漸增大,直到其最大值并開始減小,最后在中性點(diǎn)位置達(dá)到最小值零。對(duì)于摩擦型樁基, 當(dāng)出現(xiàn)負(fù)摩阻力對(duì)基樁施加下拉荷載時(shí)隨之引起沉降。樁基沉降土出現(xiàn),土對(duì)樁的相對(duì)位移便減小,由于持力層壓縮性較大,負(fù)摩阻力便降低,直至轉(zhuǎn)化為零,因此一般情況下,對(duì)摩擦型樁基可近似視為中性點(diǎn)(理論中性點(diǎn))以上側(cè)阻力為零計(jì)算樁基承載力。對(duì)于端承型樁基,由于其樁端持力層較堅(jiān)硬,受負(fù)摩阻力引起下拉荷載后不致產(chǎn)生沉降或沉降較小, 此時(shí)負(fù)摩阻力長(zhǎng)期作用于樁身中性點(diǎn)以上側(cè)表面。因此,應(yīng)計(jì)算中性點(diǎn)以上負(fù)摩阻力形成的下拉荷載,并以下拉荷載作為外荷載的一部分驗(yàn)算其承載力。。

負(fù)摩阻力的大小受樁側(cè)和樁底土層的強(qiáng)度、變形性質(zhì)、應(yīng)力歷史,地面堆載的強(qiáng)度、面積,歷時(shí),地下水的降低幅度、面積、歷時(shí),樁的類型、尺寸、設(shè)置方法, 外界條件(堆載、降水、浸水等)變化與樁設(shè)置時(shí)間的先后關(guān)系等因素的影響,且具有時(shí)間效應(yīng)。樁側(cè)土與樁的粘著力和樁表面負(fù)摩阻力的大小取決于土的抗剪強(qiáng)度, 地基土的沉降速率越大,負(fù)摩阻力值亦越大。這是由于負(fù)摩阻力實(shí)質(zhì)上是土的抗剪強(qiáng)度,而它是隨剪切速率提高而增大的。同時(shí),負(fù)摩阻力的發(fā)生和發(fā)展經(jīng)歷著一個(gè)緩慢的時(shí)間過程,這是由軟土的固結(jié)沉降特性決定的。這一過程的長(zhǎng)短取決于樁側(cè)土固結(jié)完成的時(shí)間和樁身沉降完成的時(shí)間,固結(jié)土層越厚,滲透性越低,負(fù)摩阻力達(dá)到峰值所需時(shí)間越長(zhǎng)。一般初期發(fā)展較快,而達(dá)穩(wěn)定值卻很慢,固結(jié)土層越厚,時(shí)間過程越長(zhǎng)。當(dāng)樁底持力層的強(qiáng)度越大時(shí),負(fù)摩阻力越大;當(dāng)樁周土體較松散或大面積堆載,降低水位等時(shí),負(fù)摩阻力要比沒有這些影響因素作用時(shí)大;當(dāng)樁側(cè)的表面積較大時(shí),負(fù)摩阻力也大;當(dāng)群樁較密時(shí),負(fù)摩阻力也大。

4.負(fù)摩阻力的防治措施

負(fù)摩阻力產(chǎn)生于施工階段和使用階段, 所以負(fù)摩阻力的防治應(yīng)分別在這兩個(gè)階段進(jìn)行。施工階段負(fù)摩阻力的防治尤其關(guān)鍵,這個(gè)階段能有效的防止負(fù)摩阻力的產(chǎn)生, 最大限度的減少負(fù)摩阻力對(duì)基礎(chǔ)的危害。在現(xiàn)場(chǎng)施工中常采取以下措施以避免和減少施工過程中可能出現(xiàn)的負(fù)摩阻力。

(1)場(chǎng)地平整形成較厚的回填土,回填土的固結(jié)將對(duì)樁產(chǎn)生負(fù)摩阻力,應(yīng)對(duì)回填土進(jìn)行壓密,密實(shí)度可按建筑物荷載而定;

(2)橋梁樁基影響范圍內(nèi)存在欠固結(jié)的軟弱壓縮土層時(shí),可采用換土或打砂樁等方法進(jìn)行地基處理, 避免地面堆載引起壓縮土層下沉量大于樁身的下沉量而產(chǎn)生負(fù)摩阻力;

(3)大面積地面堆載的場(chǎng)地,增設(shè)保護(hù)樁以減少樁周土層重固結(jié)產(chǎn)生的負(fù)摩阻力;

(4)對(duì)有大量地表水向下滲流和場(chǎng)地地下水大量抽降,且又采用樁基礎(chǔ)的建筑物, 其地面應(yīng)設(shè)置良好的排水設(shè)施以及采取有效措施處理抽水后形成的土層下沉(如增加支承樁);

(5)確定樁存在負(fù)摩阻力后,應(yīng)通過計(jì)算取得負(fù)摩阻力值,利用正、負(fù)摩阻力的極限平衡條件,采取適當(dāng)?shù)拇胧?如加長(zhǎng)樁尖進(jìn)入持力層的厚度,增大正阻擦力以抵消樁的負(fù)摩阻力;

(6)計(jì)算出樁的中性點(diǎn),在中性點(diǎn)上段涂刷強(qiáng)而耐久的防護(hù)涂料,減少樁的負(fù)摩阻力。

5.結(jié)語

負(fù)摩阻力問題從被人們認(rèn)識(shí)提出到今天, 仍然是工程界的一大熱點(diǎn)難題。。雖然己經(jīng)創(chuàng)造了防治和克服負(fù)摩阻力的方法,但是對(duì)其研究及計(jì)算都停留在經(jīng)驗(yàn)上,一些理論因?yàn)檫^于繁瑣、復(fù)雜在實(shí)際應(yīng)用時(shí)往往產(chǎn)生不便, 所以對(duì)負(fù)摩阻力的研究仍然需要本專業(yè)人員的進(jìn)一步努力。

【參考文獻(xiàn)】

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軟土地基處理論文范文6

【關(guān)鍵詞】軟基沉降預(yù)測(cè)，雙曲線法，最終沉降量

中圖分類號(hào)：TU471文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、引言

軟土地基的沉降具有如下特點(diǎn)：沉降變形大、不均勻沉降大、壓縮固結(jié)時(shí)間較長(zhǎng)，受地質(zhì)和氣候影響較為顯著，地基的穩(wěn)定性將對(duì)建設(shè)工程后期的沉降及安全使用產(chǎn)生較大影響。在地基的設(shè)計(jì)、加固處理、監(jiān)測(cè)過程中，最終沉降量能夠衡量軟土地基的加固處理效果，地基的最終沉降量計(jì)算是一項(xiàng)較為重要的部分。從太沙基提出一維固結(jié)理論至今，沉降預(yù)測(cè)有了較大的發(fā)展，但由于軟土的低滲透、高壓縮以及固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)等特性，軟土的沉降預(yù)測(cè)仍有難度。研究軟土的沉降特點(diǎn)，監(jiān)測(cè)和采集整個(gè)地基的沉降數(shù)據(jù)，并根據(jù)實(shí)測(cè)資料對(duì)最終沉降量進(jìn)行合理的預(yù)測(cè)，對(duì)工程建設(shè)和保證工程質(zhì)量都具有重要的意義。

二、沉降預(yù)測(cè)方法概況

目前，沉降預(yù)測(cè)方法大致可分為兩類。第一類是根據(jù)太沙基的一維固結(jié)理論得出的理論公式法，第二類是結(jié)合土體本構(gòu)模型運(yùn)用比奧固結(jié)理論建立的數(shù)值分析方法，這兩類計(jì)算方法在計(jì)算過程中都引入了不同的前提假設(shè)條件，而且計(jì)算過程中所涉及的一些土工參數(shù)主要是通過室內(nèi)土工實(shí)驗(yàn)取得的，實(shí)驗(yàn)取樣及實(shí)驗(yàn)過程中不可避免的會(huì)有誤差存在，計(jì)算求得的沉降量與實(shí)際沉降量有一定的偏差。在這種情況下，第三類方法更具有一定的優(yōu)勢(shì)。這類計(jì)算方法主要是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)測(cè)沉降與時(shí)間的關(guān)系資料來估算最終沉降量。比如線性回歸法、灰色模型預(yù)測(cè)法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、曲線擬合法等。本文主要結(jié)合工程實(shí)例及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，采用雙曲線法對(duì)軟基沉降進(jìn)行計(jì)算分析。

三、工程實(shí)例

某工程位于我國南部沿海地區(qū)，珠江三角洲河流沖積平原地貌，廠區(qū)大面積為魚塘，淤泥及淤泥質(zhì)土層深厚，一般軟土層厚度在15~25m，屬高壓縮性土，軟弱場(chǎng)地土層承載力標(biāo)準(zhǔn)值fak≤120kPa，未經(jīng)處理不能直接用作建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)的持力層。綜合考慮工程情況和場(chǎng)地巖土工程條件，建議對(duì)上部軟土層進(jìn)行加固處理，以消除其不利影響。軟基處理方法真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法。以1號(hào)現(xiàn)場(chǎng)沉降觀測(cè)點(diǎn)為例，2013年10月18日堆載開始至2014年3月16日堆載結(jié)束，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如圖1所示（圖中所示沉降不包含2013年10月18日之前加固處理準(zhǔn)備階段沉降）：

圖1-荷載與沉降隨時(shí)間變化曲線

2014年1月6號(hào)堆載施工結(jié)束，被加固軟土地基處于恒載狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)沉降觀測(cè)根據(jù)監(jiān)測(cè)方案要求恒載后為每3天測(cè)量一次，實(shí)際監(jiān)測(cè)過程中，由于各種各樣的原因，并不能達(dá)到方案要求，若要形成計(jì)算所需等時(shí)間間隔的各時(shí)刻沉降值，使沉降隨時(shí)間變化曲線盡量平滑，成為規(guī)律性較好的曲線，須對(duì)實(shí)測(cè)沉降值進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，然后制成表格。恒載后每一天的推算擬合后沉降值，推算結(jié)果見表1。

表1-實(shí)測(cè)沉降值多項(xiàng)式擬合后推算沉降值

日期 擬合后沉降 日期 擬合后沉降 日期 擬合后沉降

1月6日 1680 2月5日 1893 3月7日 2038

1月7日 1688 2月6日 1899 3月8日 2042

1月8日 1696 2月7日 1905 3月9日 2045

1月9日 1704 2月8日 1910 3月10日 2049

1月10日 1712 2月9日 1916 3月11日 2052

1月11日 1720 2月10日 1922 3月12日 2056

1月12日 1728 2月11日 1927 3月13日 2059

1月13日 1736 2月12日 1933 3月14日 2062

1月14日 1743 2月13日 1938 3月15日 2065

1月15日 1751 2月14日 1944 3月16日 2069

1月16日 1758 2月15日 1949 2月25日 1997

1月17日 1766 2月16日 1954 2月26日 2002

1月18日 1773 2月17日 1959 2月27日 2006

1月19日 1781 2月18日 1964 2月28日 2010

1月20日 1788 2月19日 1969 3月1日 2014

1月21日 1795 2月20日 1974 3月2日 2019

1月22日 1802 2月21日 1979 3月3日 2023

1月23日 1809 2月22日 1983 3月4日 2027

1月24日 1816 2月23日 1988 3月5日 2030

1月25日 1823 2月24日 1993 3月6日 2034

1月26日 1830 2月25日 1997 3月7日 2038

1月27日 1836 2月26日 2002 3月8日 2042

1月28日 1843 2月27日 2006 3月9日 2045

1月29日 1849 2月28日 2010 3月10日 2049

1月30日 1856 3月1日 2014 3月11日 2052

1月31日 1862 3月2日 2019 3月12日 2056

2月1日 1868 3月3日 2023 3月13日 2059

2月2日 1875 3月4日 2027 3月14日 2062

2月3日 1881 3月5日 2030 3月15日 2065

2月4日 1887 3月6日 2034 3月16日 2069

四、雙曲線法計(jì)算最終沉降量

雙曲線法是一種根據(jù)經(jīng)驗(yàn)的曲線計(jì)算方法，根據(jù)實(shí)測(cè)沉降曲線的實(shí)際形態(tài)近似于一條雙曲線，所以采用雙曲線來計(jì)算后，通過曲線外延來推得未知某時(shí)刻的沉降量或最終沉降量。其基本公式為：

（1.1）

式中：、―分別為擬合計(jì)算起始參考點(diǎn)的沉降量與觀測(cè)時(shí)間；

、t―分別為擬合曲線上任意點(diǎn)的沉降量和所對(duì)應(yīng)的時(shí)間；

、―根據(jù)實(shí)測(cè)值求出的參數(shù)。

將（1）式變?yōu)椋?/p>

（1.2）

對(duì)于次觀測(cè)資料…，得到以和的方程，將（2）式變化為：

（1.3）

其中：―各時(shí)刻與初始時(shí)刻之差與各時(shí)刻沉降差的比值；

―各時(shí)刻與初始時(shí)刻之差。

通過最小二乘法曲線擬合，得到一條近似的直線，直線斜率為β值，截距為α值。如推算某一時(shí)刻的沉降量，可使直線延長(zhǎng)至預(yù)測(cè)時(shí)間點(diǎn)，其沉降量由公式可由式（1.2）求得：

（1.4）

其中：―時(shí)刻推算的沉降量；

―擬合計(jì)算起始參考點(diǎn)的沉降量。

當(dāng)t時(shí)，對(duì)式（1.4）取極限，可得到推算最終沉降量的公式：

（1.5）

計(jì)算過程如下：

（1）確定線性擬合計(jì)算起始時(shí)間點(diǎn)和起始點(diǎn)沉降量，應(yīng)盡量選取恒載后穩(wěn)定階段的沉降數(shù)據(jù)。計(jì)算起始時(shí)間取恒載后1月6日，即擬合計(jì)算起始參考點(diǎn)的實(shí)測(cè)沉降量為1680mm。

（2）確定時(shí)間間隔，求取參數(shù)和。時(shí)間間隔選為3天，所對(duì)應(yīng)等時(shí)間間隔沉降從平滑處理后的表1中選取，計(jì)算至3月16日，通過最小二乘法對(duì)實(shí)測(cè)曲線進(jìn)行擬合，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理見表2。

表2-實(shí)測(cè)沉降數(shù)據(jù)及擬合結(jié)果

日期 擬合后沉降

1月6日 1680 0 0 /

1月9日 1704 24 3 0.1226

1月12日 1728 48 6 0.1244

1月15日 1751 71 9 0.1263

1月19日 1781 101 13 0.1288

1月21日 1795 115 15 0.1301

1月24日 1816 136 18 0.1321

1月29日 1849 170 23 0.1355

2月7日 1905 225 32 0.1422

2月11日 1927 248 36 0.1453

2月14日 1944 264 39 0.1478

2月17日 1959 279 42 0.1503

2月20日 1974 294 45 0.1529

2月23日 1988 308 48 0.1556

2月26日 2002 322 51 0.1584

3月1日 2014 335 54 0.1613

3月4日 2027 347 57 0.1643

3月7日 2038 358 60 0.1674

3月10日 2049 369 63 0.1706

3月13日 2059 379 66 0.1740

3月16日 2069 389 69 0.1774

圖1-線性擬合趨勢(shì)圖

擬合后得到如1圖所示的一條近似直線，直線表達(dá)式為：

其中β值，即直線斜率近似為0.0008，截距α為0.1165，線性相關(guān)系數(shù)為0.9924，說明線性擬合程度較好。

（3）任意時(shí)刻沉降量計(jì)算。則任意時(shí)刻的沉降量推測(cè)雙曲線方程為：

下圖為實(shí)測(cè)沉降與雙曲線預(yù)測(cè)沉降對(duì)比：

圖2―實(shí)測(cè)沉降與預(yù)測(cè)沉降對(duì)比圖

從土中可以看出預(yù)測(cè)沉降和實(shí)測(cè)沉降變化趨勢(shì)基本一致，說明用雙曲線模型預(yù)測(cè)沉降是合理的。

（4）最終沉降量、殘余沉降量及固結(jié)度計(jì)算。則最終沉降量由式（1.5）可得：

（mm）

則殘余沉降量為：

（mm）

該點(diǎn)固結(jié)度為：

式中2071為3月16日實(shí)測(cè)沉降值，即真空卸載前一天實(shí)測(cè)沉降值。

五、結(jié)論

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)沉降數(shù)據(jù)雙曲線法能夠預(yù)測(cè)任意時(shí)刻的沉降以及最終沉降量，并且與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)較為吻合。從實(shí)測(cè)沉降曲線可以看出恒載前期曲線波動(dòng)較大，建議計(jì)算過程中盡量選取恒載作用下沉降數(shù)據(jù)，剔除誤差較大的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，盡可能提高計(jì)算精度，采用相關(guān)系數(shù)來判斷線性擬合程度

雙曲線沉降預(yù)測(cè)計(jì)算方法是以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)沉降數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，并結(jié)合沉降隨時(shí)間的變化曲線、沉降量的變化趨勢(shì)以及被加固區(qū)域的工程地質(zhì)情況，對(duì)軟土體的最終沉降進(jìn)行預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)效果較好，計(jì)算誤差較小，能夠較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)土體的最終沉降量。在上述計(jì)算過程中，基本上沒有涉及到土體的各項(xiàng)物理和力學(xué)性質(zhì)參數(shù)，能夠適用于各種工程地質(zhì)條件，計(jì)算過程簡(jiǎn)單快捷，廣泛應(yīng)用于實(shí)際工程的最終沉降預(yù)測(cè)。

參考文獻(xiàn)

[1]孫昊月，堆載預(yù)壓法處理軟土地基沉降量預(yù)測(cè)研究，[D].吉林大學(xué)博士學(xué)位論文，2010.