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1、軟基處理路段的質(zhì)量控制軟基處理路段的質(zhì)量控制匯報(bào)人:洪寶寧(匯報(bào)人:洪寶寧(河海大學(xué))河海大學(xué))2016年年5月月培訓(xùn)系列講座之一培訓(xùn)系列講座之一Page 2一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)二、軟土的工程特性二、軟土的工程特性三、軟基處理方法和加固原理三、軟基處理方法和加固原理四、常見的質(zhì)量問題四、常見的質(zhì)量問題 五、施工中的質(zhì)量控制五、施工中的質(zhì)量控制六、質(zhì)量保證六、質(zhì)量保證體系體系七、工程實(shí)例分析七、工程實(shí)例分析1、地形地貌特點(diǎn)地形地貌特點(diǎn) 一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣州梅州汕頭揭陽潮州河源深圳珠海云浮肇慶清遠(yuǎn)韶關(guān)茂名陽江湛江佛山惠州汕尾廣東地區(qū)高液限土典型分
2、布圖廣東省區(qū)域分布圖廣東省區(qū)域分布圖綜述綜述 (1)沿海區(qū)域特別是珠江三角洲地區(qū),軟土層比較深厚一般在20m以上,有的地區(qū)甚至超過40m。而且軟土的工程性質(zhì)較差,一般為流塑狀。但路堤的填筑不高,一般在36m之間。 (2)山丘與平原交匯區(qū)域,如:廣佛肇的A段部分,二廣的14標(biāo)等,軟土層不太厚一般在1015m之間,個(gè)別區(qū)域在20m左右。軟土的工程性質(zhì)稍好,一般為流塑狀或軟塑狀。但路堤的填筑較高,常常達(dá)到8m以上。特點(diǎn)之一是這些區(qū)域軟土層上常含有覆蓋層,最厚可達(dá)78m。 一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn) (3)山丘地區(qū),軟土層一般較薄,在512m之間,個(gè)別區(qū)域超過15m。軟土存在形式多樣
3、,而且常處于欠固結(jié)狀態(tài)。路堤填筑高,一般超過8m,有的甚至超過50m。山丘地區(qū)是目前比較關(guān)注的區(qū)域,也是比較有特點(diǎn)的區(qū)域。 為了說明了解和掌握地形地貌特點(diǎn),對(duì)軟基處理方法的選擇至關(guān)重要,本次報(bào)告擬以山丘地區(qū)的地形地貌特點(diǎn)為例,進(jìn)行一些分析。一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)山丘地區(qū)地形地貌特點(diǎn)山丘地區(qū)地形地貌特點(diǎn) 山丘地區(qū)軟弱土是指在雨水沖刷作用下,慢慢沉積于平緩山間谷地,并富含大量有機(jī)質(zhì)的粘土。山丘地區(qū)軟弱土的形成與內(nèi)陸平原地區(qū)及沿海地區(qū)的軟弱土不同,它的形成與土體的礦物成分、地質(zhì)條件、排水條件、環(huán)境條件密切相關(guān),而且不同的地區(qū),軟弱土的形成也不同。就其存在形式可分為:山丘地區(qū)斜坡
4、軟弱土、山丘地區(qū)谷間軟弱土和非沉積型軟弱土;地形地貌分類為:?jiǎn)纹碌匦危ㄒ幻驵徤剑?、雙坡山谷地形(兩面鄰山)、雞爪溝地形(三面鄰山)和山凹地形(四面鄰山)。一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)1.1山丘地區(qū)軟弱土類型山丘地區(qū)軟弱土類型 1、山丘地區(qū)斜坡軟弱土、山丘地區(qū)斜坡軟弱土 山丘地區(qū)斜坡軟弱土是廣東省山丘地區(qū)分布較廣的軟弱土,山丘地區(qū)斜坡軟弱土主要是丘陵谷地相沉積形成的軟弱土,經(jīng)雨水搬運(yùn)作用,沉積于平緩低洼處形成的軟弱土,斜坡軟弱土主要表現(xiàn)為高壓縮性、低強(qiáng)度、有機(jī)質(zhì)含量高、膨脹性等。典型形式如圖1-1所示。一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn) 圖圖1-1 山丘地區(qū)斜坡土山丘地
5、區(qū)斜坡土 根據(jù)對(duì)已搜集的大量勘察資料分析,山丘地區(qū)斜坡軟弱土有以下幾點(diǎn)工程特性: 分布的不均,較為零散,上覆土壓力對(duì)土體的壓縮、強(qiáng)度指標(biāo)有較大影響; 有機(jī)質(zhì)含量對(duì)力學(xué)指標(biāo)的影響較大,不同地區(qū)的有機(jī)質(zhì)含量不同,故指標(biāo)的變異離散型較大; 成份復(fù)雜、強(qiáng)度變化較大。 一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn) 山丘地區(qū)斜坡軟弱土的形成環(huán)境多為丘嶺排水通道,主要物質(zhì)組成為坡洪積土、重力堆積土,物質(zhì)組成比較復(fù)雜,鑒定比較困難,土質(zhì)變化多樣,其中有些物質(zhì)(如粘土、砂粘土)通過遠(yuǎn)距離搬運(yùn)形成,還有部分為原地殘留物質(zhì)和巖石風(fēng)化形成的物質(zhì),正是其組成成份的復(fù)雜性與形成環(huán)境的多樣性,使山丘地區(qū)斜坡軟弱土的強(qiáng)度變化
6、較大。一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn) 2、山丘地區(qū)谷間軟弱土、山丘地區(qū)谷間軟弱土 主要為坡洪積的粉質(zhì)粘土、粘土、淤泥質(zhì)粘土等,間夾砂或硬粘土透鏡體,分布于溝谷較開闊且溝底縱坡較緩地段、山間洼地、水庫庫區(qū)兩側(cè)山洼地段、河流彎曲地段、沖溝與河流匯合地段、支溝與主溝交匯地段等。其沉積特征為:分布面積小,多呈透鏡狀或雞窩狀分布;靠山邊淺,谷地中心深;厚度變化大,多在0.58間;顆粒由山前到谷地中心逐漸變細(xì);下伏硬底坡度大。其成因主要是由于當(dāng)?shù)氐能泿r風(fēng)化物和地表的有機(jī)物質(zhì)經(jīng)過流水的搬運(yùn),沉積于地形的低洼處,并經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的飽水軟化,以及微生物的分解作用而形成。典型形式如圖1-2所示。一、一、
7、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn) 一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn) 圖圖1-2 山丘地區(qū)谷間軟弱土山丘地區(qū)谷間軟弱土 除具有一般軟弱土含水量高、孔隙比大、壓縮性高、滲透性差、固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)等工程特點(diǎn)外,又具有其自身的一些特性。 (1)成分復(fù)雜:組成成分多樣復(fù)雜。 (2)分布不均勻:由于山丘地區(qū)地表高差較大,加上基巖大都埋藏較淺且?guī)r面傾斜,使得軟弱土隨地勢(shì)變化呈現(xiàn)不連續(xù)分布狀態(tài)。一些溝谷段,其水平分布面積和總厚度都不大,但相距僅幾米厚度可能相差近10m。由于軟弱土層的厚薄不勻、軟硬不一,軟弱土地層本身的坡度又較大,使得同一場(chǎng)地軟弱土的承載力和沉降變形也會(huì)有很大的差異,極易造成路基的變
8、形和破壞。一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn) (3)隱蔽:山丘地區(qū)軟弱土成因類型中以坡洪積相分布最廣,沉積過程中常有腐殖質(zhì)夾層及一些透鏡體形成。由于成分不同,導(dǎo)致其滲透性也有差別,在這些深度不同的夾層處常易形成飽水帶,使得土體長(zhǎng)期浸水并進(jìn)一步軟化,大大消弱了路基的承載力,常導(dǎo)致路基沉陷。同時(shí),軟弱土在地表長(zhǎng)期與周圍大氣環(huán)境相連,加上降雨形成的集中地表徑流的影響,使得軟弱土在自然界風(fēng)化、淋蝕作用下形成一硬殼層,導(dǎo)致了軟弱土具有較強(qiáng)的隱蔽性。 (4)物理力學(xué)性質(zhì)的特殊性:對(duì)于以軟粘性土、淤泥性土為主,而淤泥和泥炭土較少的山丘地區(qū)軟弱土,由于其成分和分布的不均勻性及其特殊的地域性,使得它與
9、別的成因類型軟弱土的物理力學(xué)性質(zhì)有所差異。一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn) 3、非沉積型軟弱土、非沉積型軟弱土 非沉積型軟弱土較為少見,成因與特殊地形、地質(zhì)和地下水賦存條件有關(guān)。如:局部洼地、溝谷地帶,地表水匯聚下滲并滯留而成為地下水飽和帶。在水長(zhǎng)期浸泡作用下,各類軟巖(如炭質(zhì)粉砂巖、泥巖、頁巖、凝灰質(zhì)粉砂巖、云母片巖、花崗巖)的全風(fēng)化層及其坡殘積黏性土,由于親水礦物含量高而容易發(fā)生軟化,最終形成軟弱土。典型形式如圖1-3所示。一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn) 圖圖1-3 非沉積型軟弱土非沉積型軟弱土 非沉積型軟弱土分布具有不均勻性,平面范圍和厚度均不連續(xù)。分布范圍一般
10、不大,厚度變化大,一般為16m。由于組成物質(zhì)來源不同,軟弱土顏色、成分差異很大:炭質(zhì)巖地區(qū)常為灰黑色、灰色黏性土;凝灰質(zhì)粉砂巖地區(qū)則多為青灰色、灰紫色黏性土;云母片巖地區(qū)多為褐黃、褐灰色黏性土;花崗巖地區(qū)則多為灰白、褐黃色黏性土。其成分復(fù)雜,土質(zhì)不純,既有經(jīng)過短距離搬運(yùn)的坡殘積黏土、粉質(zhì)黏土(夾較多碎石、角礫,局部夾塊石)又有未經(jīng)搬運(yùn)的巖石風(fēng)化層。 該類土的最大特性是天然含水量高,但天然孔隙比較軟弱土為小。由于該類土與相鄰硬層在顏色和成因上相似,在野外僅依據(jù)目測(cè)較難區(qū)分。 一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)1.2 山丘地區(qū)軟弱土存在形式山丘地區(qū)軟弱土存在形式 受山丘地區(qū)地形地貌的影響
11、,軟弱土層總體上來看可分為三類,即: (1)斜坡型軟弱土層斜坡型軟弱土層。軟弱土層分布于山坡上,厚度受山體地形的變化影響較大,軟土多局部分布或大面積整體分布于山體上,多常見于單坡地形。 (2)層狀軟弱土層層狀軟弱土層。多存在于單坡地形的坡腳外或雙坡山谷地形和面積較大的山凹地形的中間低洼地帶。由于山體約束距離較遠(yuǎn),故軟弱土層厚度分布相對(duì)平坦,軟土形成機(jī)理與平原地區(qū)類似。 (3)鍋底狀軟弱土層鍋底狀軟弱土層。鍋底狀軟弱土層是山區(qū)軟弱土層的主要存在形式,常見于雙坡山谷地形(山體約束距離較短)、雞爪溝地形(“溝”)、山凹地形(低凹處)。一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)1.3山丘地區(qū)地形地貌
12、特點(diǎn)山丘地區(qū)地形地貌特點(diǎn) 1、單坡地形(一面鄰山) 單坡地形特征:山體較高,山坡較陡,一般一側(cè)為山谷或山間平地,另一側(cè)為高山,山坡坡度較陡。典型的單坡地形見圖1-1。該地形的軟弱土多為山丘地區(qū)斜坡軟弱土,具有山丘地區(qū)斜坡軟弱土的典型特征,易受雨水沖刷。一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn) 圖圖1-1 單坡地形單坡地形 2、雙坡山谷地形(兩面鄰山) 雙坡山谷地形特征:雙坡間距較窄,兩側(cè)山體坡度較陡,而且山溝蜿蜒曲折,常伴有排水溝、魚塘等。典型的雙坡山谷地形見圖1-2。該地形的軟弱土多為山丘地區(qū)谷間軟弱土,具有山丘地區(qū)谷間軟弱土的典型特征,易受雨水沖刷。 一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地
13、質(zhì)條件特點(diǎn) 圖圖1-2 雙坡山谷地形雙坡山谷地形 3、雞爪溝地形(三面鄰山) 雞爪溝溝地形特征:地形的形狀類似于雞爪狀,“爪”與“溝”相互間隔并且連續(xù)分布,穿越雞爪溝地形的路基,受該特殊地形、地質(zhì)條件的影響,既具有高填方路堤、半填半挖路堤的特性,又具有軟弱土路堤的特性。典型的雞爪溝地形見圖1-3。一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn) 圖圖1-3 雞爪溝地形雞爪溝地形 4、山凹地形(四面鄰山) 山凹地形特征:該地形四面鄰山,中間是洼地,常伴有積水、魚塘等。四面所面臨的山體形狀不一,山體間有連接或間斷,間斷處常有排水溝出入。典型的山凹地形見圖1-4。該地形在山坡處多分布山丘地區(qū)斜坡軟弱土,
14、山凹處多分布山坡谷間軟弱土與非沉積型軟弱土,因此,該地形軟弱土的特征較為復(fù)雜,兼具三種典型的山丘地區(qū)軟弱土的特征。一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn) 圖圖1-4 山凹地形山凹地形1.4 山丘地區(qū)地質(zhì)條件特點(diǎn)山丘地區(qū)地質(zhì)條件特點(diǎn) 山丘地區(qū)軟弱土的土層分布較為復(fù)雜,形式多樣。從地質(zhì)勘查揭示的情況上看,軟弱土層的分布有以下幾種形式。 (1)表層為農(nóng)田、沼澤、小水塘等殘留下的軟弱土層,表層下即為風(fēng)化巖土層。這類情況軟弱土層厚度不大,一般小于3.0m。典型地質(zhì)柱狀圖如圖1-5所示。一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn) 圖圖1-5 軟弱土層小于軟弱土層小于3m的分布的分布 (2)表層為殘
15、積軟弱土(一般為欠固結(jié)軟弱土)、魚塘底層軟弱土等形成的軟弱土層,表層下即為風(fēng)化巖土層。這類情況的軟弱土層厚度一般在3.0m10.0m之間。典型地質(zhì)柱狀圖如圖1-6所示。一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn) 圖圖1-6 軟弱土層軟弱土層3-10m的分布的分布 (3)表層為承載能力不等的覆蓋層,厚度一般在1.0m3.0m之間,下面是軟弱土層,軟弱土層下面為風(fēng)化巖土層。這類情況的軟弱土層厚度一般在5.0m左右。典型地質(zhì)柱狀圖如圖1-7所示。一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn) 圖圖1-7 軟弱土層有上覆地層分布軟弱土層有上覆地層分布1.5 路堤與軟弱土層之間的相對(duì)關(guān)系路堤與軟弱土層之
16、間的相對(duì)關(guān)系 根據(jù)山丘地區(qū)地形地貌特點(diǎn)和軟弱土層存在形式,路堤與各種地形軟弱土層之間的相對(duì)關(guān)系匯總?cè)缦隆?1、單坡地形(一面鄰山),軟弱土多為山丘地區(qū)斜坡軟弱土,其軟弱土層存在形式以條狀(一般相對(duì)較淺)和零星狀為主。路堤平行山坡和沿著山坡時(shí),其路堤截面與軟弱土層之間存在以下形式: 路堤平行山坡,其截面主要形式有,圖1-8、圖1-9兩種形式。一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)軟弱土路堤持力層軟弱土層路堤 持力層 圖圖1-8 路堤位于零星分布軟弱土層路堤位于零星分布軟弱土層 圖圖1-9 路堤局部或整體位于條狀軟弱土層上路堤局部或整體位于條狀軟弱土層上 路堤沿著山坡,其截面主要形式有,圖1
17、-10、圖1-11、圖1-12三種形式。一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)持力層路堤軟弱土層持力層路堤軟弱土層持力層路堤軟弱土層 圖圖1-10 路堤整體位于條狀軟弱土層上路堤整體位于條狀軟弱土層上 圖圖1-11 路堤整體覆蓋條狀軟弱土層路堤整體覆蓋條狀軟弱土層 圖圖1-15 路堤局部位于條狀軟弱土層上路堤局部位于條狀軟弱土層上 圖圖1-16 單坡地形單坡地形 圖圖1-12 路堤局部位于條狀軟弱土層上路堤局部位于條狀軟弱土層上 圖圖1-13單坡地形單坡地形 2、雙坡山谷地形(兩面鄰山),軟弱土多為山丘地區(qū)谷間軟弱土,其軟弱土層存在形式以為鍋底狀和層狀(山間相隔距離較大)為主。路堤平行山
18、谷和橫跨山谷時(shí),其路堤截面與軟弱土層之間存在以下形式: 路堤橫跨山谷,其截面主要形式有,圖1-14、圖1-15兩種形式。一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)持力層路堤軟弱土層持力層軟弱土層路堤 圖圖1-14 路堤整體位于鍋底狀軟弱土層上路堤整體位于鍋底狀軟弱土層上 圖圖1-15 路堤整體位于層狀軟弱土層上路堤整體位于層狀軟弱土層上 路堤平行山谷,其截面主要形式有,圖1-16、圖1-17、圖1-18三種形式。一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)路堤軟弱土層 持力層山體山體路堤軟弱土層持力層山體山體持力層路堤軟弱土層山體山體 圖圖1-16 路堤整體位于鍋底狀軟弱土弱層上路堤整體位于
19、鍋底狀軟弱土弱層上 圖圖1-17 路堤整體覆蓋鍋底狀軟弱土層路堤整體覆蓋鍋底狀軟弱土層 圖圖1-19 路堤局部位于鍋底狀軟弱土層上路堤局部位于鍋底狀軟弱土層上 圖圖1-20 雙坡山谷地形雙坡山谷地形 圖圖1-18 路堤局部位于鍋底狀軟弱土層上路堤局部位于鍋底狀軟弱土層上 圖圖1-19 雙坡山谷地形雙坡山谷地形 3、雞爪溝地形(三面鄰山),軟弱土兼有山丘地區(qū)斜坡軟弱土和山丘地區(qū)谷間軟弱土的特征,其軟弱土層存在形式以為喇叭狀為主。路堤平行山溝和橫跨山溝時(shí),其路段截面與軟弱土層之間也存在不同的形式。 4、山凹地形(四面鄰山),軟弱土兼有山丘地區(qū)谷間軟弱土和非沉積型軟弱土的特征,其軟弱土層存在形式以為
20、鍋底狀和層狀(山間相隔距離較大)為主。由于四面臨山,路堤截面與軟弱土層之間也存在不同的形式。不再贅述介紹。了解和掌握地形地貌特點(diǎn)是為了更有針對(duì)性的進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工、管理;也是為合理軟基處理方法選擇提供依據(jù)。一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)例如:例如: 從路堤截面與軟弱土層相對(duì)位置上看,雙坡山谷地形(兩面鄰山)、雞爪溝地形(三面鄰山)和山凹地形(四面鄰山)之間在相對(duì)形式上差不多,但穩(wěn)定性方面存在很大差異,沉降方面也有差異。就一般情況而言, (1)單坡地形(一面鄰山),路堤平行山坡穩(wěn)定性相對(duì)差些,路堤沿著山坡穩(wěn)定性相對(duì)好些; (2)雙坡山谷地形(兩面鄰山),路堤平行山谷穩(wěn)定性相對(duì)好些(除
21、存在較大臨空且軟弱土層存在傾斜面),路堤橫跨山谷穩(wěn)定性相對(duì)差些;一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn) (3)雞爪溝地形(三面鄰山),路堤平行山溝穩(wěn)定性相對(duì)好些,路堤橫跨山溝穩(wěn)定性相對(duì)差些; (4)山凹地形(四面鄰山),路堤整體覆蓋鍋底狀軟弱土層上和路堤整體位于鍋底狀軟弱土弱層上穩(wěn)定性相對(duì)好些,路堤整體位于層狀軟弱土上和路堤局部位于鍋底狀軟弱土層上穩(wěn)定性相對(duì)差些。 所以,只有綜合考慮各方面特點(diǎn),才能避免不必要的浪費(fèi),節(jié)約造價(jià)、提高工程質(zhì)量。 什么情況可以采用換填?什么情況必需采用復(fù)合路基處理?那種處理方法經(jīng)濟(jì)等,均需考慮地形地貌的特點(diǎn)。平原地區(qū)、平原與山丘交匯地區(qū),它們的地形地貌也有自己
22、的特點(diǎn),在選擇處理方法時(shí),也需認(rèn)真分析。一、一、廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn)廣東省地質(zhì)條件特點(diǎn) 2.1 軟土的定義軟土的定義 軟土是指在濱海、湖泊、谷地、河灘上沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性強(qiáng)、抗剪強(qiáng)度和承載力低的軟塑到流塑狀態(tài)的細(xì)粒土,如:淤泥和淤泥質(zhì)土,以及其它高壓縮性飽和粘性土、粉土等。其中,淤泥和淤泥質(zhì)土是指在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積、經(jīng)生物化學(xué)作用形成的粘性土。二、軟土的工程特性二、軟土的工程特性 這種粘性土常含有機(jī)質(zhì),天然含水量大于液限。當(dāng)天然孔隙比e大于1.5時(shí),稱為淤泥;天然孔隙比e小于1.5而大于1.0時(shí),稱為淤泥質(zhì)土。當(dāng)土的燃灼量(主要是指水中植物遺體)在5%60%之間,天然
23、孔隙比大于1.5時(shí),稱為有機(jī)質(zhì)土;燃灼量大于60%,天然孔隙比大于1.5時(shí),一般稱為泥炭土。軟土因其成因、類別等的不同,物理力學(xué)特征存在很大差異,具有特殊的工程性質(zhì)。二、軟土的工程特性二、軟土的工程特性 在不同行業(yè)中,對(duì)軟土的定義不盡相同,劃分的具體指標(biāo)也略有差異,但基本上屬于大同小異。例如,有將軟土視為軟粘土的簡(jiǎn)稱,也有將軟土視為整個(gè)軟弱土(包括低強(qiáng)度、高壓縮性的有機(jī)土、可液化的砂性土等)的簡(jiǎn)稱。在我國(guó)公路建設(shè)行業(yè)中,軟土也是對(duì)軟弱土的一種簡(jiǎn)稱,除包括淤泥、淤泥質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)的亞粘土及淤泥質(zhì)粉土等外,還有可液化的砂性土。在多年的工程實(shí)踐中,我個(gè)人認(rèn)為,在道路建設(shè)中,將標(biāo)準(zhǔn)貫擊數(shù)小于4、無側(cè)限
24、抗壓強(qiáng)度小于50kpa、孔隙比大于1.0、含水量大于35%的粘性土和標(biāo)準(zhǔn)貫擊數(shù)小于10、含水量大于30%的砂性土統(tǒng)稱為軟土較為合適。二、軟土的工程特性二、軟土的工程特性 但有必要強(qiáng)調(diào),土的“軟” 、“硬”是相對(duì)的,而且對(duì)具體工程而言更是千差萬別,設(shè)計(jì)者與施工者應(yīng)該注重處理要求和施工目的,不要過于拘泥于其定義。-最通俗的理解是,不處理穩(wěn)定性和工后沉降達(dá)不到要求的土體均可視為軟土。二、軟土的工程特性二、軟土的工程特性2.2軟土成因類型軟土成因類型 軟土是一種具有特殊工程性質(zhì)的土類,其物理力學(xué)指標(biāo)、成因類型的微小變化都會(huì)對(duì)工程性質(zhì)有較大的影響?,F(xiàn)行許多規(guī)范把軟土作為一種特殊土類進(jìn)行專門規(guī)定,正是因?yàn)?/p>
25、這類土性質(zhì)復(fù)雜、受成因類型影響大、區(qū)域性特征明顯。 軟土的成因雖然多種多樣,但同屬第四紀(jì)沉積物。與其他的沉積物不同,軟土主要是在靜水或緩慢的流水環(huán)境中經(jīng)生物化學(xué)作用沉積而成,以細(xì)顆粒為主。根據(jù)生成條件可概括為:濱海沉積型、湖相沉積型、河灘沉積型和沼澤沉積型。各類沉積型中又分許多相,如:濱海沉積型中又分為:濱海相、瀉湖相、溺谷相、三角洲相等。 不同成因其工程性質(zhì)有很大差別。不同成因其工程性質(zhì)有很大差別。二、軟土的工程特性二、軟土的工程特性2.3 廣東地區(qū)的軟土分布廣東地區(qū)的軟土分布 1、軟土分布、軟土分布 廣東省軟土分布最廣的是珠江三角洲地區(qū),占地面積11000多平方公里,范圍大致在新會(huì)、高明、
26、三水、增城、東莞、深圳連線以內(nèi),該地區(qū)內(nèi)河網(wǎng)密布,水系紛繁?,F(xiàn)代的珠江三角洲在遠(yuǎn)古是一個(gè)多島嶼的海灣,海灣的西、北、東三面被古兜山、羅浮山、頂湖山等斷續(xù)的山地和丘陵環(huán)繞著。由于西江、北江、東江等河流夾帶的泥沙在海灣內(nèi)不斷地填充、堆積,逐漸形成了三角洲平原。 其次,山丘與平原交匯區(qū)域,再其次,山丘地區(qū)。這些區(qū)域沒有明顯分界線,多以零星形式出現(xiàn)。二、軟土的工程特性二、軟土的工程特性 2、土層分布、土層分布(以珠江三角洲地區(qū)為例) 按成因可分成下面幾個(gè)層次:人工填筑土層;第四季種植層;第四紀(jì)沖洪積土層;第四紀(jì)殘積層;第三紀(jì)基巖,各層基本特性如下: (1)人工填筑土層:珠江三角洲地區(qū)屬于我國(guó)東部沿海區(qū)
27、域,人口密集,人工填筑土層分布很廣,土性為雜填土,主要由人工堆積的亞粘土、亞砂土、細(xì)砂、砂石及垃圾等組成,一般為松散不均勻的欠壓實(shí)土,呈松散狀。土體比較潮濕,層面標(biāo)高從0.005.00m不等,土層厚度1.102.80m,平均厚度為1.71m 。 (2)第四紀(jì)種植層:珠江三角洲地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá),種植土層分布較為普遍,主要為灰色、灰褐色、褐色的亞粘土、砂土、亞砂土等,有機(jī)質(zhì)含量很大,多見植物根系,土層下部為亞粘土。層面標(biāo)高大約1.002.00m左右,厚度1.003.50m,平均厚度2.03m。二、軟土的工程特性二、軟土的工程特性 (3)第四紀(jì)沖洪積層:第四紀(jì)沖洪積層為珠江三角洲地區(qū)主要的地基土層,有廣
28、泛的分布,少有缺失,總厚度0.522.0m,土性復(fù)雜,但也有一定的規(guī)律性,不同土質(zhì)互有夾層。按土質(zhì)的組成及主體沉積順序分成6個(gè)單元層,即: 亞粘土層:以灰色、灰黑色軟塑的亞粘土為主,局部為粘土,含少量砂粒。區(qū)域分布,層面標(biāo)高-0.601.62m,厚度為0.801.50m不等 。 淤泥質(zhì)亞粘土:灰黑色飽和流塑狀亞粘土,沖積相形成,局部為淤泥,有臭味,多為植物腐蝕質(zhì),頂部多見植物根系,有機(jī)質(zhì)含量大,該土層分布較廣,層面標(biāo)高-1.591.90m,厚度0.80 4.90m不等,土層平均厚度2.69m 。二、軟土的工程特性二、軟土的工程特性 淤泥質(zhì)粉砂層:主要為灰黑、灰白、淺黃色飽和淤泥質(zhì)粉砂,局部有泥
29、質(zhì)細(xì)砂,土質(zhì)極為松軟為主要液化土層。沖積相沉積形成,層面標(biāo)高-9.051.78m,厚度0.9012.00m不等,平均厚度4.90m。 中(粗、礫)層:該層由灰色、灰黑色、黃褐色松散至中密的砂粒組成,粒徑不均,級(jí)配一般。礫石多見于底層。局部不均勻的夾薄層粉砂或亞粘土透鏡體,局部含有少量的粘性土,土層區(qū)域分布,沿線分布較少。土層層位較為穩(wěn)定,但是厚度變化較大,層面標(biāo)高為-15.81 -9.55m,厚度為0.6010.60m不等,平均厚度4.68m。 粉砂層:主要為淺黃、灰白色松軟或中密的飽和粉細(xì)砂,沖積形成,為石英質(zhì),分選性較好,但是級(jí)配不良,局部有易液化的亞砂土層。區(qū)域分布,沿全線分布不均,層面
30、標(biāo)高-13.70 -2.90m,厚度0.905.50不等,平均為3.34m 。 二、軟土的工程特性二、軟土的工程特性 亞粘土層:呈紅褐色、棕紅色,軟塑硬塑土質(zhì),質(zhì)地較均勻,局部含有少量的細(xì)砂,整個(gè)地區(qū)分布廣泛,層面標(biāo)高-16.42-6.53m,厚度1.001.80不等,平均厚度1.35m 。 (4)第四紀(jì)殘積土(亞粘土)層:第四紀(jì)殘積土層為珠江三角洲地區(qū)的主要?dú)埛e土層,全地區(qū)均有分布,土質(zhì)為亞粘土,呈青灰色、紅褐色、硬塑性土,主要以粘粒為主,質(zhì)地較純,局部含有少量的粉細(xì)砂及中粗砂、礫石等。土層的剖面呈不連續(xù)的層狀或透鏡狀,層面標(biāo)高為-17.82 -4.15m,厚度0.806.20m不等,平均3
31、.32m 。 (5)下三紀(jì)基巖:珠江三角洲地區(qū)地基下伏基巖主要為第三紀(jì)基巖,巖性較為單一,主要為細(xì)砂巖。二、軟土的工程特性二、軟土的工程特性 平原地區(qū)、平原與山丘交匯地區(qū)的土層分布相對(duì)簡(jiǎn)單: 種植層或覆土層 軟弱土層 下三紀(jì)基巖或弱風(fēng)化巖二、軟土的工程特性二、軟土的工程特性 3、軟土的物理力學(xué)指標(biāo)、軟土的物理力學(xué)指標(biāo) 廣東珠江三角洲地區(qū)軟土厚度一般在0.5m 40.0m之間,軟土層各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)如下(以佛山地區(qū)為例): 含水量w22.576.5%, 重度14.919.5kN/m3, 孔隙比e0.662.08, 液性指數(shù)IL1.012.46, 有機(jī)質(zhì)含量Om2.636.83%, 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度
32、qu12.942.8kPa, 靈敏度St1.192.01,二、軟土的工程特性二、軟土的工程特性 垂直固結(jié)系數(shù)Cv0.3810311.34103cm2/s, 水平固結(jié)系數(shù)Cu0.291031.21103cm2/s, 垂直滲透系數(shù)Kv0.0421060.086106 cm/s, 水平滲透系數(shù)Kh0.0241060.067106 cm/s, 壓縮系數(shù)av0.212.10MPa1,平均1.28 MPa1 直接快剪c36kPa,平均3.67kPa;3.415.1, 固結(jié)快剪c27kPa,平均3.67kPa;15.716.4, 容許承載力05070kPa, 以上物理力學(xué)指標(biāo)均于軟基處理有關(guān),了解和掌握各參
33、數(shù)的變化范圍對(duì)判斷土工試驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)是否可靠、選擇軟基處理方法等均有益處。二、軟土的工程特性二、軟土的工程特性 4、工程特性、工程特性 道路建設(shè)過程和高質(zhì)量運(yùn)行中,軟土路基面臨的工程技術(shù)問題主要有兩個(gè):(1)路基的穩(wěn)定問題,即在保證軟土路基穩(wěn)定的條件下盡快完成施工建設(shè)和運(yùn)行安全;(2)路基的沉降問題,即在施工階段盡量使路基大部分的沉降完成,以減少工后沉降量,使其應(yīng)滿足路基工程性能和設(shè)計(jì)要求。然而,軟土的固有特點(diǎn)是天然含水率高、天然孔隙比大、滲透系數(shù)低、壓縮性高、強(qiáng)度低且具靈敏性結(jié)構(gòu),這些特點(diǎn)對(duì)路基工程性能的影響主要反映在以下幾方面:二、軟土的工程特性二、軟土的工程特性 (1)含水量高、滲透系數(shù)低
34、。含水量高預(yù)示軟土路基的沉降量大;滲透系數(shù)低使得軟土路基排水緩慢、固結(jié)時(shí)間長(zhǎng),易導(dǎo)致較大的工后沉降。軟土含水量一般大于50%,滲透系數(shù)一般在小于10-8cm/s。 (2)孔隙比大、壓縮性高。這說明路基易發(fā)生較大的變形,導(dǎo)致路基的穩(wěn)定性能力差。在路堤填筑過程中瞬時(shí)沉降量大,而且沉降速率衰減慢,這將延長(zhǎng)處理的施工工期。軟土孔隙比一般大于1.0,壓縮系數(shù)在0.51.0Mpa1。二、軟土的工程特性二、軟土的工程特性 (3)靈敏度高。這說明軟土的結(jié)構(gòu)性差,具有觸變性,擾動(dòng)后強(qiáng)度會(huì)大幅下降,一般減少4060%左右。在軟土路基處理方案設(shè)計(jì)中,袋裝砂井的間距確定應(yīng)考慮該因素。軟土靈敏度一般在48之間。 (4)
35、抗剪強(qiáng)度小。這說明軟土的承載能力差,極限填土高度低,在施工過程中路基穩(wěn)定性控制難度大,易于發(fā)生滑動(dòng)事故。軟土的十字板抗剪強(qiáng)度一般在412kPa;剪切強(qiáng)度指標(biāo)中的凝聚力最低c3.2kpa、內(nèi)摩擦角最低,一般容許承載力在2045kPa,極限填土高度一般在1.52.0m。 (5)軟土層厚分布不均勻。易導(dǎo)致沉降的不均勻,將給軟土路基處理施工、工后沉降的控制等帶來一定困難;同時(shí)也增加了解決路堤填筑過程中穩(wěn)定性問題和工后橋頭過渡路段、含結(jié)構(gòu)物路段差異沉降(即“跳車”)等問題的難度。二、軟土的工程特性二、軟土的工程特性1、軟基處理方法分類、軟基處理方法分類 目前軟基處理方法有幾十種之多,而且還再有新的處理方
36、法出現(xiàn),如:真空+電滲等??蓺w納為以下三類: (1)排水固結(jié)法,如:超載預(yù)壓方法、真空預(yù)壓方法等。 (2)復(fù)合地基法,如:粉噴樁、砂樁、碎石樁、CFG樁、預(yù)制管樁等,最近逐步引進(jìn)15cm的干混凝土樁、薄壁管樁等。 (3)特殊的輔助法,如:土工織物、化學(xué)灌漿、換填、高壓旋噴樁、擴(kuò)大基礎(chǔ)等。 什么路段、地質(zhì)條件、施工工期、施工環(huán)境等?應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)奶幚矸绞?。選擇合理的處理方式是提高工程質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益最基礎(chǔ)的前提。三、三、軟基處理方法和加固原理軟基處理方法和加固原理選擇的基本原則選擇的基本原則: 橋頭過渡路段、含結(jié)構(gòu)物路段、低路堤路段和一些特殊路段,采用施工時(shí)間短、費(fèi)用相對(duì)高的復(fù)合地基處理方法。 軟土
37、層厚度大于3.0m且不含厚度大于2.0m硬殼層的一般路段,主要采用等載或超載預(yù)壓的排水固結(jié)方法,即:袋裝砂井+砂墊層+臨時(shí)排水。 軟土層厚度小于3.0m且層淺的一般路段和部分加寬路段,采用換填、強(qiáng)夯等處理方法。受施工限制和環(huán)境影響個(gè)別路段不處理或采用簡(jiǎn)單的等載預(yù)壓處理。 值得指出:值得指出:在山丘地區(qū)上述基本原則需做調(diào)整,如:排水固結(jié)法建議不采用。目前長(zhǎng)大四公司已廣東省交通運(yùn)輸廳科技項(xiàng)目的形式,正在開展相關(guān)的研究。三、三、軟基處理方法和加固原理軟基處理方法和加固原理2、加固原理、加固原理 (1)排水固結(jié)方法排水固結(jié)方法 排水固結(jié)法中,包括:堆載預(yù)壓法(等載預(yù)壓、超載預(yù)壓等)、真空預(yù)壓法(真空預(yù)
38、壓法、真空-堆預(yù)壓法)、電滲法等。這類方法在加固原理加固原理方面均相同,即:營(yíng)造營(yíng)造孔隙水壓力差。堆載預(yù)壓方法,通過增加總應(yīng)力達(dá)到有效應(yīng)力提高的目的;真空預(yù)壓方法營(yíng)造孔隙水負(fù)應(yīng)力達(dá)到有效應(yīng)力提高的目的。在這類處理方法中,處理效果關(guān)鍵關(guān)鍵是保證排水質(zhì)量,即:利用土體排水固結(jié)后強(qiáng)度增長(zhǎng)達(dá)到提高整個(gè)路基的承載能力。三、三、軟基處理方法和加固原理軟基處理方法和加固原理垂直排水堆載預(yù)壓固結(jié)法示意圖垂直排水堆載預(yù)壓固結(jié)法示意圖堆載預(yù)壓法堆載預(yù)壓法堆載預(yù)壓法的適用范圍堆載預(yù)壓法的適用范圍堆載預(yù)壓法一般適用于飽和軟粘土、吹填土、松散粉土及新近沉積土路基,特別適用于存在連續(xù)薄砂層(或透鏡體)的路基。根據(jù)設(shè)計(jì)和施
39、工經(jīng)驗(yàn),堆載預(yù)壓法處理軟基路段時(shí)軟土深度應(yīng)小于25m,而結(jié)構(gòu)物附近軟土深度宜小于20m。適合工期要求不緊的項(xiàng)目;對(duì)于深厚的飽和軟土,排水固結(jié)所需要的時(shí)間很長(zhǎng),同時(shí)需要大量的堆載材料,在使用上會(huì)受限。 排水固結(jié)法:優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)相對(duì)較低,不足不足是加固時(shí)間較長(zhǎng)。真空預(yù)壓方法一般比超載預(yù)壓方法造價(jià)要高,但它在縮短工期、穩(wěn)定性和工后沉降等方面有自己的特點(diǎn)。三、三、軟基處理方法和加固原理軟基處理方法和加固原理真空預(yù)壓原理打設(shè)塑料排水板后情況地表排水情況機(jī)械鋪砂過程真空預(yù)壓法真空預(yù)壓法 關(guān)鍵問題關(guān)鍵問題排水體系 縱向排水體 橫向排水體 臨時(shí)排水形式臨時(shí)排水形式(主要有三種形式) 袋裝砂井砂墊層邊溝的自然
40、排水方法。 袋裝砂井砂墊層盲溝集水井的強(qiáng)排方法。 袋裝砂井砂墊層路中集水井的強(qiáng)排方法。三、三、軟基處理方法和加固原理軟基處理方法和加固原理 預(yù)壓形式(主要有三種) 欠載指路堤填筑至路床,滿足沉降控制標(biāo)準(zhǔn)后直接進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)施工的情況。一般設(shè)計(jì)方案中,大部分復(fù)合地基處理路段均采用這種方法,實(shí)踐證明需完善。 等載指路堤填筑至路床后再進(jìn)行相當(dāng)于路面結(jié)構(gòu)重量和車載重量的填筑,填筑高度為1.1m1.2m,預(yù)壓期一般為69個(gè)月。滿足沉降控制標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)卸載后,再進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)施工。 超載指路堤填筑至路床后再進(jìn)行超過路面結(jié)構(gòu)重量和車載重量的填筑填筑高度一般為1.5m1.8m,預(yù)壓期一般為69個(gè)月,滿足沉降控制標(biāo)準(zhǔn)、
41、經(jīng)卸載后,再進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)施工。 需要指出:需要指出:是否可以卸載一般需通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)的分析后確定。三、三、軟基處理方法和加固原理軟基處理方法和加固原理 (2)復(fù)合路基法)復(fù)合路基法 復(fù)合路基法是利用樁體的擠密作用和樁體效應(yīng)來提高路基的承載能力,關(guān)鍵技術(shù)是樁體強(qiáng)度、墊層厚度等關(guān)鍵技術(shù)是樁體強(qiáng)度、墊層厚度等。就樁而言有嵌巖樁和摩擦樁之分,橋樁等一般采用嵌巖樁,而復(fù)合地基一般采用摩擦樁。這兩種樁對(duì)樁體的強(qiáng)度要求有所區(qū)別,前者要求樁底承受較大的荷載,后者依靠樁土之間的摩擦力承擔(dān)荷載。 根據(jù)復(fù)合路基法的加固原理,即:樁、土共同承擔(dān)上部載樁、土共同承擔(dān)上部載荷荷。所以,我對(duì)樁的處理深度和托板設(shè)置等有自
42、己的看法。另外、不同的樁型適用范圍也不同,不可千篇一律。三、三、軟基處理方法和加固原理軟基處理方法和加固原理水泥攪拌機(jī)水泥攪拌樁水泥攪拌樁水泥攪拌樁水泥攪拌樁的適用范圍水泥攪拌樁的適用范圍 水泥攪拌樁適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、黏性土,以及無流動(dòng)地下水的飽和松散砂土等路基。樁徑不應(yīng)小于500mm,冬季施工時(shí),應(yīng)注意低溫對(duì)處理效果的影響。水泥攪拌樁可用于承載力不大于120 kPa黏性土和粉性土等的路基處理;從水泥攪拌樁成樁的條件上看,對(duì)于高液限等不良土不宜用水泥攪拌樁,尤其不能用水泥粉噴攪拌樁。三、三、軟基處理方法和加固原理軟基處理方法和加固原理CFG樁復(fù)合路基組
43、成示意圖CFG樁樁 CFG樁打樁機(jī)打設(shè)樁過程CFG打樁機(jī)CFG樁樁承載力檢測(cè)CFG樁樁現(xiàn)場(chǎng)打設(shè)情況CFGCFG樁的適用范圍樁的適用范圍 CFG樁適用于處理飽和及非飽和粘性土、松散砂土、粉土、人工填土和淤泥質(zhì)土等幾乎所有的軟土路基。對(duì)于強(qiáng)度很低的飽和軟粘土要慎重對(duì)待。對(duì)擠密效果差的路基可不考慮其擠密效果。但擠密松散砂土采用CFG樁不是很經(jīng)濟(jì)。 由樁體、樁間土和褥墊層一起構(gòu)成CFG樁復(fù)合路基在道路軟基加固中,主要應(yīng)用于特殊路段(地質(zhì)條件差、工期短、軟土層厚、路堤填筑高等)、含結(jié)構(gòu)物路段、橋頭過渡路段,以及老路堤加寬路段等的路基處理。 三、三、軟基處理方法和加固原理軟基處理方法和加固原理預(yù)制管樁預(yù)制
44、管樁截樁過程樁尖部分預(yù)制管樁預(yù)制管樁預(yù)制管樁的適用范圍預(yù)制管樁的適用范圍 一般情況下,軟土、粘性土、粘土、砂土及風(fēng)化基巖等地質(zhì)條件均可采用預(yù)制管樁復(fù)合路基。適用于不需考慮噪音污染和震動(dòng)影響的環(huán)境;在孤石較多的地層、有堅(jiān)硬夾層且不能作持力層時(shí)、石灰?guī)r地區(qū)、在上軟下硬、軟硬突變的地層不宜使用。預(yù)制管樁復(fù)合路基在道路建設(shè)的軟基處理加固中,主要應(yīng)用于軟土層厚且地質(zhì)條件差、施工工期短、路堤填筑高、工后沉降要求小等路段,以及含結(jié)構(gòu)物路段,橋頭過渡路段,老路堤加寬等路段的軟基處理。三、三、軟基處理方法和加固原理軟基處理方法和加固原理 關(guān)鍵問題關(guān)鍵問題 樁型的選擇。各種樁均有自己的應(yīng)用范圍,一般而言軟土層底標(biāo)
45、高與地面標(biāo)高差小于12m的采用水泥攪拌樁為宜;大于12m的應(yīng)考慮CFG樁和預(yù)制管樁。 打設(shè)深度。一般需根據(jù)承載力要求、軟土深度等確定。如:路堤填筑小于6.0m,預(yù)制管樁按最后三錘小于50cm確定。 樁間距的選擇。不同的樁型和路堤填筑高度對(duì)樁間距的要求不同,需根據(jù)承載力的大小來確定樁間距。但對(duì)于低矮路堤不能依據(jù)承載力,應(yīng)根據(jù)土拱效應(yīng)來確定樁間距,否則易造成局部的不均勻沉降。 一般情況:水泥攪拌樁1.2m1.5m;CFG樁1.52.0m;預(yù)制管2.0m3.0m。在具體工程中,要具體問題,具體分析。三、三、軟基處理方法和加固原理軟基處理方法和加固原理 墊層的選擇。各種樁型均有自己適應(yīng)的厚度和材料要求
46、(摩擦角)。一般而言,水泥攪拌樁復(fù)合路基要求厚度一般不小于30cm;CFG樁復(fù)合路基要求厚度一般不小于40cm(不建議加托板); 預(yù)制管復(fù)合路基要求厚度一般不小于50cm(建議加托板)。在具體工程中,要具體問題,具體分析。 超載預(yù)壓的處理。原有的概念采用復(fù)合路基方法處理不需要超載預(yù)壓,但大量的工程實(shí)踐表明,這些路段工后仍有較大的沉降。所以,在施工階段應(yīng)對(duì)這些路段(特別是橋頭過渡路段)實(shí)施超載預(yù)壓,至少應(yīng)該是等載預(yù)壓。 需要指出:需要指出:目前復(fù)合路基的檢測(cè)手段不健全,在具體工程中,應(yīng)具體問題,具體分析。-提高經(jīng)濟(jì)效益的正能量 三、三、軟基處理方法和加固原理軟基處理方法和加固原理 (3 3)特殊
47、處理方法)特殊處理方法特殊處理方法是指除排水固結(jié)法和復(fù)合路基法以外的軟基處理方法,這類方法包括:土工織物法、換填方法、灌漿方法、強(qiáng)夯方法、加筋方法和反壓護(hù)道方法等。它的加固原理隨方法的它的加固原理隨方法的不同,而有很大的差異不同,而有很大的差異,如:灌漿方法是利用注入漿液在土體中產(chǎn)生一系列化學(xué)反應(yīng)形成新的結(jié)構(gòu)體達(dá)到提高路基的承載能力;強(qiáng)夯方法是利用夯錘的自由下落產(chǎn)生巨大沖擊能量使路基土體發(fā)生孔隙壓縮、顆粒重新排列、粒間距變小、接觸緊密等一系列固結(jié)變化達(dá)到提高路基承載能力等。 特殊處理方法適用于適用于一些因受各種因素限制的特殊情況路段的加固和局部補(bǔ)強(qiáng)加固和局部補(bǔ)強(qiáng),有很強(qiáng)的針對(duì)性。一、一、軟基處
48、理方法和加固原理軟基處理方法和加固原理電滲、電泳試驗(yàn)裝置電極鋪設(shè)平面示意圖 電滲法電滲法電滲法的適用范圍電滲法的適用范圍電滲法適用于滲透性小,加載固結(jié)緩慢的淤泥、粘土等,特別適用于含水量極高或是處于流塑泥漿狀態(tài)下的土體加固排水。值得指出,常用排水固結(jié)法只對(duì)土體中的自由水有效,電滲法則可以排出部分弱結(jié)合水。因此,對(duì)于細(xì)顆粒土,特別是到了加固后期,結(jié)合水的含量將很高,用常規(guī)排水固結(jié)法來加固效果較差,但用電滲來進(jìn)行加固是比較理想的。因此,單從排水固結(jié)考慮,電滲法適合加固的是土體電滲透系數(shù)和電阻率較大、水力滲透系數(shù)適中的土體。 三、三、軟基處理方法和加固原理軟基處理方法和加固原理 特殊處理方法適用于一
49、些因受各種因素限制的特殊情況路段的加固和局部補(bǔ)強(qiáng)。這些處理方法一般針對(duì)性很強(qiáng),如:廣東省金鴻公路一般軟基路段采用布設(shè)土工布或砂墊層的處理方法;佛山“一環(huán)”城市快速公路部分淺層軟土路段采用換填方法;施工過程中或營(yíng)運(yùn)過程中局部出現(xiàn)沉降過大常采用灌漿方法處理等。三、三、軟基處理方法和加固原理軟基處理方法和加固原理 值得注意:值得注意: 盡管軟基處理方法有很多,但從提高路基承載力角度上看,只有兩種途徑,其一是通過各種手段(如排水固結(jié)、灌漿、換土、強(qiáng)夯等)增強(qiáng)土體自身強(qiáng)度達(dá)到提高路基的承載能力;其二是利用打設(shè)、鋪設(shè)、設(shè)置的其它材料(如樁體、土工織物等)與土體共同作用達(dá)到提高路基的承載能力。路基承載能力包
50、括兩個(gè)方面,即:具有足夠的抗沉降能力,工后沉降和不均勻沉降不能過大,應(yīng)滿足規(guī)范要求;具有足夠的抗剪切破壞能力,以保證施工期和運(yùn)營(yíng)期有足夠的穩(wěn)定性。處理方法選擇應(yīng)因地制宜、具體問處理方法選擇應(yīng)因地制宜、具體問題具體對(duì)待。題具體對(duì)待。三、三、軟基處理方法和加固原理軟基處理方法和加固原理 1、廣東(珠江三角洲)地區(qū)軟基處理特點(diǎn)、廣東(珠江三角洲)地區(qū)軟基處理特點(diǎn)(1)地質(zhì)條件復(fù)雜)地質(zhì)條件復(fù)雜。在地形地貌上,溝渠縱橫河網(wǎng)密布,澤地寬廣,具有鮮明的珠江三角洲現(xiàn)代農(nóng)業(yè)特色;在土層種類上,類型繁多主要有:淤泥、淤泥質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉砂、中粗砂等,而且土的工程性質(zhì)較差;在土體工程性質(zhì)上,天然含水率高、天然孔隙
51、比大、滲透系數(shù)低、壓縮性高、強(qiáng)度低且具靈敏性結(jié)構(gòu),機(jī)質(zhì)含量較大。另外,每個(gè)區(qū)域的軟土性質(zhì)存在差異,同一區(qū)段的土性也有一定的離散性。這些都給處理方法設(shè)計(jì)、施工方案選擇和施工、管理控制等增加技術(shù)難度。四、四、常見的質(zhì)量問題常見的質(zhì)量問題 (2)施工工期短。)施工工期短。廣東(珠江三角洲)地區(qū)屬于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)交通量大,導(dǎo)致對(duì)工期的要求特別高,當(dāng)然也存在人為因素要求施工工期縮短。軟基處理需要合理的工期,如:排水固結(jié)法,若工期不夠,很難保證施工質(zhì)量,特別對(duì)于軟土層厚、路堤填筑高的路段。施工工期短,給設(shè)計(jì)者可供選擇的處理方法減少,而且對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)的要求高,同時(shí),也給施工單位的施工增加了難度,很難避開雨季
52、施工。四、四、常見的質(zhì)量問題常見的質(zhì)量問題 (3)施工條件困難。)施工條件困難。廣東(珠江三角洲)地區(qū)大部分各種道路的建設(shè)常在人口眾多、各種網(wǎng)線縱橫、施工場(chǎng)地狹小或近鄰江河塘池等處,這大大增加了設(shè)計(jì)、施工和管理的難度。從在建和已建的工程上看,主要反映在以下幾方面:影響施工機(jī)械的進(jìn)場(chǎng),導(dǎo)致一些施工無法按正常的施工工藝進(jìn)行,不是設(shè)計(jì)方案變更,就是降低質(zhì)量要求;軟基處理路段常常被用于施工材料的堆場(chǎng)或預(yù)制場(chǎng),不是影響施工質(zhì)量,就是影響處理時(shí)間,導(dǎo)致工后出現(xiàn)質(zhì)量問題;四、四、常見的質(zhì)量問題常見的質(zhì)量問題 周圍建筑物、道路或近鄰江河塘池等嚴(yán)重影響排水的質(zhì)量,不是無法設(shè)置排水系統(tǒng)如邊溝等,就是排水系統(tǒng)無法正
53、常工作。施工設(shè)備或儀器易受人為因素破壞,如:現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)儀器,施工流程易受干擾,常出現(xiàn)路堤填料無法進(jìn)場(chǎng)等。另外,拆遷難度大導(dǎo)致施工期延長(zhǎng),造成處理質(zhì)量下降,如:堆載預(yù)壓法,常出現(xiàn)袋裝砂井半年前已施工,而路堤填筑半年后才開始,而且斷斷續(xù)續(xù),嚴(yán)重影響袋裝砂井的通水能力,再者是同一路段、同一種處理方法,不同時(shí)間施工,人為的增加出現(xiàn)差異沉降的可能。四、四、常見的質(zhì)量問題常見的質(zhì)量問題 (4)技術(shù)力量薄弱,設(shè)備陳舊)技術(shù)力量薄弱,設(shè)備陳舊。目前常采用低價(jià)中標(biāo)的投標(biāo)方式選擇施工單位,所以,常導(dǎo)致參與軟基處理的單位技術(shù)力量薄弱,設(shè)備陳舊。軟基處理屬于隱蔽工程,施工單位的技術(shù)水平和施工設(shè)備很大程度上決定施工質(zhì)量,
54、如:集水井施工,若技術(shù)人員未掌握排水固結(jié)法原理等,很難在處理與盲溝或砂墊層連接上達(dá)到技術(shù)要求;再如:粉噴樁施工,若機(jī)械的壓力不夠很難保證深部的樁體質(zhì)量等,另外,施工質(zhì)量很難在短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn),有的甚至通車12年才有所反映。這些都會(huì)影響整個(gè)工程的質(zhì)量,留下說不明的質(zhì)量隱患。 需要強(qiáng)調(diào):需要強(qiáng)調(diào):外部影響也影響軟基處理工程質(zhì)量的一個(gè)重要原因,要正視問題積極減少影響。四、四、常見的質(zhì)量問題常見的質(zhì)量問題 2、工程質(zhì)量問題的類型工程質(zhì)量問題的類型 高速公路修建中,路基處理常見工程質(zhì)量問題有三類,即:穩(wěn)定性問題、沉降問題和結(jié)構(gòu)物問題。前兩類問題主要因勘察、設(shè)計(jì)、施工、管理,以及質(zhì)量控制不當(dāng)引起;而結(jié)構(gòu)物問題
55、除上述原因外,還與路基路段結(jié)構(gòu)物的特點(diǎn)有關(guān)。 (1)穩(wěn)定性問題)穩(wěn)定性問題 導(dǎo)致軟基穩(wěn)定性問題出現(xiàn)有三種情況: 地質(zhì)條件不明、設(shè)計(jì)有誤導(dǎo)致穩(wěn)定性問題。 盲目施工、現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)不力導(dǎo)致穩(wěn)定性問題。 不良地質(zhì)條件導(dǎo)致穩(wěn)定性問題。 (一般情況下,施工階段很重視,需要增加成本;然而,施工、管理單位態(tài)度不一。)四、四、常見的質(zhì)量問題常見的質(zhì)量問題 (2)沉降問題沉降問題 施工階段易出現(xiàn)不均勻沉降引起的裂縫等,不僅影響路堤的整體性,而且雨水的灌入易導(dǎo)致穩(wěn)定性問題 。 工后沉降大,主要原因?yàn)椋鞴探Y(jié)完成不夠(預(yù)壓時(shí)間短、排水不暢等)、處理深度不夠、路基處理質(zhì)量問題。 差異沉降大,主要原因?yàn)椋^渡段長(zhǎng)度不夠與設(shè)計(jì)
56、不合理、不同處理方法交匯區(qū)未處理、地質(zhì)條件差異大、路基處理質(zhì)量問題。另外,橋頭路段、含結(jié)構(gòu)物路段等因處理方法存在缺陷引起的差異沉降等 。 造成路面出現(xiàn)縱向裂縫、橫向裂紋,跳車等問題。(一般修建單位不太重視,社會(huì)反響較大現(xiàn)已有好轉(zhuǎn)。)四、四、常見的質(zhì)量問題常見的質(zhì)量問題 (3)結(jié)構(gòu)物問題)結(jié)構(gòu)物問題 結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)與過渡段的差異沉降問題,主要原因是因路基處理方法和荷載等不同而引起,表現(xiàn)形式為差異沉降導(dǎo)致跳車。 結(jié)構(gòu)物自身的強(qiáng)度與剛度問題,主要原因是因填土引起的側(cè)向土壓力、基底反力和上部荷載等,若采用柔性地基還有因地基沉降與不均勻沉降引起的結(jié)構(gòu)物自身的強(qiáng)度與剛度問題。表現(xiàn)形式為結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)裂縫、交接處漏
57、漿錯(cuò)位和大變形等, 結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)中樁體易出現(xiàn)的問題有兩類,即:樁體強(qiáng)度問題和樁體位移問題。(這類問題對(duì)形象影響很大,修建過程不太重視) 以上對(duì)路基常見的工程質(zhì)量問題進(jìn)行了歸納,可以講實(shí)際工以上對(duì)路基常見的工程質(zhì)量問題進(jìn)行了歸納,可以講實(shí)際工程遇到的問題表現(xiàn)形式多樣,需要具體問題具體分析處理。程遇到的問題表現(xiàn)形式多樣,需要具體問題具體分析處理。 四、四、常見的質(zhì)量問題常見的質(zhì)量問題 穩(wěn)定性穩(wěn)定性問題問題 穩(wěn)定性問題穩(wěn)定性問題現(xiàn)場(chǎng)圖:K5+700-K5+800路段右幅中心位置已出現(xiàn)較大裂縫。 沉降沉降問題問題 3、常見質(zhì)量問題常見質(zhì)量問題 在道路建設(shè)中,軟基處理的質(zhì)量問題涉及的范圍很廣(勘察、設(shè)計(jì)、
58、施工、管理等),種類也很多(材料、機(jī)械、工藝等),有主觀因素導(dǎo)致的,也有客觀因素造成的。但歸納起來可以從材料質(zhì)量材料質(zhì)量、施工質(zhì)量施工質(zhì)量、設(shè)計(jì)質(zhì)量設(shè)計(jì)質(zhì)量和管理質(zhì)量管理質(zhì)量等四方面羅列。首先將著重介紹在排水固結(jié)方法中因設(shè)計(jì)不當(dāng)設(shè)計(jì)不當(dāng)引起的一些常見的質(zhì)量問題。若需要了解更多,可參見與佛山質(zhì)檢站合作編寫“軟基軟基地基處理質(zhì)量控制方法與實(shí)踐地基處理質(zhì)量控制方法與實(shí)踐”,上海交通大學(xué)出版社出版。 四、四、常見的質(zhì)量問題常見的質(zhì)量問題 設(shè)計(jì)方面引起的質(zhì)量問題,主要由兩方面因素造成,即:(1)客觀原因,即:現(xiàn)有的設(shè)計(jì)理論自身不完備,導(dǎo)致在處理方案的選擇、控制標(biāo)準(zhǔn)確定上出現(xiàn)問題;(2)主觀原因,即:設(shè)計(jì)
59、者的業(yè)務(wù)水平、工程經(jīng)驗(yàn)和工作態(tài)度不足,導(dǎo)致的質(zhì)量問題。 有設(shè)計(jì)不足引起的質(zhì)量問題約占所有問題的30%,所以對(duì)設(shè)所以對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)估很重要計(jì)方案進(jìn)行評(píng)估很重要。下面介紹幾個(gè)出現(xiàn)頻率較高的問題。四、四、常見的質(zhì)量問題常見的質(zhì)量問題 (1)超載預(yù)壓荷載設(shè)計(jì)的不科學(xué)超載預(yù)壓法加固軟土路基的原理是在軟基路床上施加大于工作荷載(路面結(jié)構(gòu)荷載和車輛荷載),經(jīng)施工期的預(yù)壓后,使路基完成大部分(如:80%以上)或絕大部分(如:90%95%以上)的沉降,預(yù)壓完成卸去預(yù)壓荷載后,當(dāng)路基再次承受荷載時(shí),沉降的量很小,僅為卸載時(shí)的回彈量加剩余沉降量,達(dá)到減少路基工后沉降和提高地基承載力的目的。具體確定超載預(yù)壓荷載,應(yīng)
60、考慮地質(zhì)條件、路堤填筑高度和允許的施工工期等因素。四、四、常見的質(zhì)量問題常見的質(zhì)量問題 出現(xiàn)這種問題的原因是,對(duì)于超載預(yù)壓效果的掌握的還不深入,對(duì)超載量的設(shè)計(jì)多是憑經(jīng)驗(yàn)確定。當(dāng)然,關(guān)于超載預(yù)壓的許多問題至今仍一直困擾著道路特別是高速公路的設(shè)計(jì)者和建設(shè)者。例如:超載預(yù)壓是否可以減小次固結(jié)變形、部分工程超載預(yù)壓后工后沉降仍然較大如何解釋、超載量如何合理確定、超載量需不需要過渡、超載預(yù)壓在什么情況下效果更顯著等。另一方面,超載量設(shè)計(jì)是根據(jù)地質(zhì)資料進(jìn)行,由于受計(jì)算方法的不完善及計(jì)算參數(shù)確定的偏差等因素的影響,設(shè)計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性一般較差。四、四、常見的質(zhì)量問題常見的質(zhì)量問題 解決問題的方法是,為了保證超載
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