淤泥软土的物理力学性质及在航道护岸工程中的应用

淤泥软土的物理力学性质及在航道护岸工程中的应用

一、般的地基一般情况在沿海、河流和湖泊附近，表面下埋着厚厚的松树覆盖率。它们的原因不同，但特点相似。主要是软粘土、泥浆、粘土或沉积物渣，不应用作天然土壤。其中，泥浆是软粘土的典型代表，污泥的物理和力学性质包括。(1)淤泥含有很多细颗粒及大量的有机物腐植质在干燥时比较硬,手搓无砂的感觉。(2)颜色一般为深灰色或暗绿色,有臭味。(3)含水量和孔隙比较大,容量较小。一般天然含水量W=40%~70%孔隙比e>1.0,天然容重’=1.5-1.8t/m3。(4)淤泥强度极低,标准贯入击数N<3,承载力很小,且灵敏度很大。对于这种地基应尽量避免扰动,破坏其结构,从而降低强度。(5)压缩性很大,有些地区淤泥含水量W在60%左右,压缩系数av>0.1cm2/kg,因此基础沉降量很大。(6)渗透性很小,该地基的固结过程很长,沉降缓慢。因此,在淤泥层上建造水工建筑物,很可能会使基础破坏,产生过大的沉降量或沉降差,建筑物在外力的作用下发生倾斜、滑动等,因此建筑物的设计需要进行地基处理。二、按加固法和严格控制土1、改善地基变形与稳定性条件。例如:垫层法、镇压法和挤淤法等。2、使土的孔隙减小,也就是使土颗尽量靠拢,例如:预压加固法强力夯实法和震动水冲法等。3、使土颗粒胶结在一起,例如:硅化法、旋喷法和石灰加固法等。三、软基垫层的作用软土地基处理的方法很多,但根据航道护岸的实际情况,主要采用垫层法。当建筑物基底下的持力层为软粘土、淤泥等软弱土层不能满足设计要求,在其厚度不超过2m时,可将该土层全部挖出,把基础置于硬土层上,但如持力层的软土层较厚时,深度开不现实,就可考虑采用垫层法处理。沉积土,淤泥层较厚,对于重力式护岸结构型式来说一般采用垫层法处理软基垫层所用的材料按照“就地取材,经济实用”的原则,通常采用的是碎石垫层(或块石垫层)。垫层的主要作用有三个方面:(1)增加地基的稳定性,由于碎石垫层像筏式基础,它不仅加深了建筑物基础的埋置深度,而且使建筑物的荷载通过碎石垫层均匀地扩散到软土地基上,减少了软土层所受的附加应力,这对防止地基内部局部应力集中所引导起的剪切破坏是有一定作用的,不致引起深层滑动,又因基础底部与碎石垫层间的摩擦力较大,增强了抵抗水平滑动的稳定性。(2)减少基础沉降量,因为沉降量是与地基的附加应力成正比的,而紧靠底域内的附加应力比较大,这部分的沉降量也就大,将持力层的部分软土换为碎石垫层后,就能够大大减少基础的沉降量,并可调整基础的不均匀沉降。(3)加速下卧层软土的固定,因为铺在软土层上的碎石垫层实质上又是排水层,软土受压缩后固结挤出水分,通过透水的垫层渗出,加速软土的固结,促使软土由于固结所产生的抗剪强度较快增长,从而提高了地基的强度。碎石垫层在设计时应作为基础的一部分考虑,其宽度应为护岸基础的宽度加上2倍垫层的厚度,一般碎石垫层的厚度在0.3~0.5m,施工时要将其夯实。四、桩基桩基结构方面的作用通常情况下,采用垫层法处理软基即可满足护岸设计要求,但有时软土层很厚,土质又差,采用碎石垫层仍不能解决问题,或者护岸建在远离岸边的水域中,采用垫层法不现实,此时应考虑采用桩基将建筑物的荷载传递到深处的硬土层上,或传递给桩周的土体,以保证建筑物对稳定性和沉降的要求。桩基是一种深基础地基处理方法,一般在下列情况下采用:(1)接近地表为软弱土层,下卧硬土层,而挖去土层不经济或不现实时。护岸工程的质量在于软地基的处理;采用垫层法处理软地基的要求和碎石垫层的作用;桩基的适用范围、作用、结构形式以及单桩垂直承载力的计算。(2)建筑物的荷载大,不容许发生较大沉降,而基础范围内的地基压缩性相差悬殊时。(3)基坑开挖遇到流砂层较厚时,渗水现象严重,基坑不成型,采用降低水位开挖基坑不经济或不现实时。(4)利用桩承台侧向推力,以稳定边坡时。(5)护岸有特殊要求,如作为码头设施等。航道护岸工程的桩基结构采用的是木桩和钢筋混凝土桩,一般为摩擦桩,确定单桩承载力,通常通过静力触探估算单桩垂直承载力,静力触探在桩基中的应用主要是确定打入式预制桩(或木桩)的单桩垂直承载力,以及沉桩的可能性和桩尖持力层等。静力触探与打入式预制桩的工作原理很相似,探头阻力能反应土层天然结构及其沿深度的变化,能确定各层土的摩阻力。采用的单桩承载力公式为(桩长15m以内):式中:Pb——总的桩尖极限承载力Ps——总的桩侧极限摩阻力ab——桩尖阻力修正系数,对粘性土ab=1/2,对砂性土ab=1/3Pb——桩尖附近