某工程软土地基处理分析

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 某工程软土地基处理分析 摘要：本文主要结合软土路基施 工处理案例的设计原则，对软土地基的 施工技术进行分析，详细介绍了 CFG 桩处理软土路基的设计思想和方法，从 而推广 CFG 桩在软土地基工程中的应 用。 中国论文网 /2/view-12910604.htm 关键词：软土路基，工后沉降， 复合地基 1 工程概况 工程位于某市政治、经济、文化 最发达经济区，它的建设将打通快速公 路系统的两大交通动脉，完善了某区路 网格局，改善快速公路路网，有效地促 进经济发展。本工程项目所在场地上部 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 土质以软土为主，工程性质差。场地地 层由上至下总体分布为层填筑土（厚 度约 0.51.5m） 、层淤泥质亚黏土或 淤泥质黏土（厚度约 4.06.0m） 、层 粉细砂层（厚度约 1.02.5m） 、层淤 泥质亚黏土（厚度约 10.015.0m）及 层砾砂层。其中和淤泥质亚黏土 为典型的软土，含水量 W=45.656.2，孔隙比 e=1.2401.859，具有明显的流变性特 性，地基容许承载力低，对路基、桥涵 基础的变形影响大，必须进行适当的地 基处理。 2 地基处理的目的及要求 软土地基处理的主要目的是：路 基不产生剪切破坏变形，满足强度和稳 定性的要求，以保证路面结构的完整和 车辆高速平稳行驶。结合近几年国内对 软土地基的处理经验，要通过软土地基 处理技术完全消除工后沉降是不可能实 现的，也就是说在施工后修补沉降是不 可避免的。因此，软土地基处理应结合 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 当地工程地质条件、经济技术条件和施 工工期要求，制定切实可行、经济合理 的处理措施，使处理后的工后沉降降变 形量最小，以满足地基处理设计的控制 指标。 根据公路软土地基路堤设计与 施工技术规范 （JTJ017-96） ，工后沉降 的控制标准为：一般路段为 30cm；明 涵、箱涵通道段为 20 cm；路堤与桥台 相接处为 10 cm。同时，软土路基处理 技术应遵循这样一个原则：安全适用、 技术先进、经济合理、确保质量、保护 环境。 3 软基处理方案比选 3.1 一般软基处理方案比较 根据勘察报告，对本工程软弱土 地基处理选用了多种方案进行比较。根 据软土的性质特点，一般处理软土地基 宜采用袋装砂井或塑料排水板堆载预压 排水固结和复合地基等。各方案特性、 适宜范围见表 1。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 从表 1 可以看出，复合地基法处 理软弱地基效果好，施工工期易控制， 但造价较高。预压排水固结法处理软弱 地基效果一般，工后沉降相对较大，造 价较低，而且需要的施工工期较长。 本工程为快速路段，要求工后沉 降不宜过大，特别在涵洞、路基与桥台 相接处，如工后沉降过大导致路面颠簸 不平，对车辆的损害及安全都有较大的 影响。为了能较好地控制工后沉降，本 工程软土地基拟选用复合地基法进行处 理。 3.2 复合地基方案比较 根据本工程的场地地质条件，需 要处理的地层主要以淤泥质土为主，根 据常规的复合地基常用的处理办法为： 水泥搅拌法。水泥搅拌法由搅拌桩桩体 与四周软土组成复合地基，从而提高地 基土承载力、地基土强度和压缩模量、 减小地基沉降量。结合本场内的地质条 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 件及工程特征，处理深度应达到层淤 泥质亚黏土中或穿过该层，而在、 层淤泥质土中普遍分布有层粉细砂层， 该粉细砂层厚度为 1.02.5m，对一般 搅拌桩机的施工难度大，甚至无法穿越， 若采用三轴搅拌桩或旋喷桩施工造价就 大大增加。因此结合技术可行、经济合 理的比选，本工程选用了 CFG 桩进行 处理。 3.3CFG 桩的适用性 CFG 桩即水泥粉煤灰碎石桩，其 主要是由水泥、碎石、石屑或砂、粉煤 灰掺加水搅拌而成的一种粘结强度较高 的刚柔性桩体，与桩间土和褥垫层一起 构成复合地基。根据建筑地基处理技 术规范 （JGJ79-2002）规定当采用 CFG 桩处理淤泥质土地基时应按地区经 验或通过现场试验确定其适用性。由于 缺乏 CFG 桩在该区域内处理淤泥质土 地基的经验，因此在设计施工前先进行 了现场试验。本次现场试验桩体位置按 梅花形布置，桩间距为 2.0m，桩体直径 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 为 0.5m，桩长按 15.0 控制。采用长螺 旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺 施工。 试验结果表明：桩体强度采用取 芯检验，养护 28 天的标准强度在 10.623.50MPa 之间；采用复合地基载 荷试验进行承载力检验，其特征值为 250450kPa。从试验结果看，处理效 果较好，承载力能满足要求。 由于 CFG 桩加固软弱地基主要 有两种作用：1)桩体作用；2)挤密作用。 为减小工后沉降，促进软土进一步排水 固结，另外在 CFG 桩之间加设一根袋 装砂井作为有效的排水通道，从而使 CFG 桩+ 袋装砂井联合处理方法同时具 有复合地基和固结排水的作用。 4 CFG 桩的设计计算 4.1 单桩竖向承载力计算 根据现场试验成果进行全路段设 计，全线路段均采用梅花形布置桩体， 桩径为 0.5m，其中路基段桩间距为 2.5m，涵洞、路基与桥台相接处桩间距 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 为 2.0m，桩长均按 15.0m 控制。 当采用单桩载荷试验确定单桩极 限承载力特征值时，应将单桩竖向承载 力极限值除以 2 作为单桩极限承载力特 征值。当无单桩载荷试验资料时，单桩 竖向承载力特征值 Ra 采用式(1)估算： (1) (1)式中， Ra 为单桩竖向承载力 特征值(kN)； Up 为桩的周长(m) ；n 为 桩周范围内的土层数；qsi，qp 分别为 桩周第 j 层土的侧阻力、桩端阻力特征 值(kPa)，可参照岩土工程勘察报告；li 为第 i 层土的厚度(m)；Ap 为桩的截面 积(m2)。 计算结果 Ra=1250kN。 4.2 复合地基承载力计算 目前，CFG 桩复合地基承载力设 计一般采用式(1)： fspkm Ra/Ap+(1-m) fsk (1) 其中，fspk 为复合地基承载力特 征值(kPa)；fsk 为处理后桩间土承载力 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 特征值(kPa)，宜按当地经验取值，无经 验时，可取天然地基承载力特征值；Ra 为单桩竖向承载力特征值(kN)；m 为面 积置换率；Ap 为桩的截面积(m2)；为 桩间土承载力折减系数，宜按地区经验 取值，如无经验时可取 075095， 天然地基承载力较高时取大值。 计算结果显示路基段 fspk=280kPa，涵洞、路基与桥台相接处 fspk=350kPa，与现场试验结果基本一致。 4.3 运行后沉降观测 经过一年多的运行，分别对路基 段、箱涵、路基与桥台相接处的路面进 行了长期沉降观测，观测结果显示在路 基段沉降量最大为 25cm，箱涵处最大 沉降量为 8cm，在路基与桥台相接处最 大沉降量为 6cm，并经过 2 个月的后续 观测，发现沉降基本稳定。 5 结语 对于软土地基的处理，笔者认识 的程度有一定的局限性。结合实际设计 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 粗浅地归纳了软基处理的设计方法。 1) 软基处理中主要需解决的是强 度与变形问题，要结合实际条件选择好 具体方案。 2) 采用 CFD 桩处理软土地基对控 制工后沉降是一种行之有效的方法，并 在桩体间增设