淤泥軟土的物理力學(xué)性質(zhì)及在航道護(hù)岸工程中的應(yīng)用

淤泥軟土的物理力學(xué)性質(zhì)及在航道護(hù)岸工程中的應(yīng)用

一、般的地基一般情況在沿海、河流和湖泊附近，表面下埋著厚厚的松樹覆蓋率。它們的原因不同，但特點(diǎn)相似。主要是軟粘土、泥漿、粘土或沉積物渣，不應(yīng)用作天然土壤。其中，泥漿是軟粘土的典型代表，污泥的物理和力學(xué)性質(zhì)包括。(1)淤泥含有很多細(xì)顆粒及大量的有機(jī)物腐植質(zhì)在干燥時(shí)比較硬,手搓無砂的感覺。(2)顏色一般為深灰色或暗綠色,有臭味。(3)含水量和孔隙比較大,容量較小。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)淤泥強(qiáng)度極低,標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N<3,承載力很小,且靈敏度很大。對于這種地基應(yīng)盡量避免擾動(dòng),破壞其結(jié)構(gòu),從而降低強(qiáng)度。(5)壓縮性很大,有些地區(qū)淤泥含水量W在60%左右,壓縮系數(shù)av>0.1cm2/kg,因此基礎(chǔ)沉降量很大。(6)滲透性很小,該地基的固結(jié)過程很長,沉降緩慢。因此,在淤泥層上建造水工建筑物,很可能會(huì)使基礎(chǔ)破壞,產(chǎn)生過大的沉降量或沉降差,建筑物在外力的作用下發(fā)生傾斜、滑動(dòng)等,因此建筑物的設(shè)計(jì)需要進(jìn)行地基處理。二、按加固法和嚴(yán)格控制土1、改善地基變形與穩(wěn)定性條件。例如:墊層法、鎮(zhèn)壓法和擠淤法等。2、使土的孔隙減小,也就是使土顆盡量靠攏,例如:預(yù)壓加固法強(qiáng)力夯實(shí)法和震動(dòng)水沖法等。3、使土顆粒膠結(jié)在一起,例如:硅化法、旋噴法和石灰加固法等。三、軟基墊層的作用軟土地基處理的方法很多,但根據(jù)航道護(hù)岸的實(shí)際情況,主要采用墊層法。當(dāng)建筑物基底下的持力層為軟粘土、淤泥等軟弱土層不能滿足設(shè)計(jì)要求,在其厚度不超過2m時(shí),可將該土層全部挖出,把基礎(chǔ)置于硬土層上,但如持力層的軟土層較厚時(shí),深度開不現(xiàn)實(shí),就可考慮采用墊層法處理。沉積土,淤泥層較厚,對于重力式護(hù)岸結(jié)構(gòu)型式來說一般采用墊層法處理軟基墊層所用的材料按照“就地取材,經(jīng)濟(jì)實(shí)用”的原則,通常采用的是碎石墊層(或塊石墊層)。墊層的主要作用有三個(gè)方面:(1)增加地基的穩(wěn)定性,由于碎石墊層像筏式基礎(chǔ),它不僅加深了建筑物基礎(chǔ)的埋置深度,而且使建筑物的荷載通過碎石墊層均勻地?cái)U(kuò)散到軟土地基上,減少了軟土層所受的附加應(yīng)力,這對防止地基內(nèi)部局部應(yīng)力集中所引導(dǎo)起的剪切破壞是有一定作用的,不致引起深層滑動(dòng),又因基礎(chǔ)底部與碎石墊層間的摩擦力較大,增強(qiáng)了抵抗水平滑動(dòng)的穩(wěn)定性。(2)減少基礎(chǔ)沉降量,因?yàn)槌两盗渴桥c地基的附加應(yīng)力成正比的,而緊靠底域內(nèi)的附加應(yīng)力比較大,這部分的沉降量也就大,將持力層的部分軟土換為碎石墊層后,就能夠大大減少基礎(chǔ)的沉降量,并可調(diào)整基礎(chǔ)的不均勻沉降。(3)加速下臥層軟土的固定,因?yàn)殇佋谲浲翆由系乃槭瘔|層實(shí)質(zhì)上又是排水層,軟土受壓縮后固結(jié)擠出水分,通過透水的墊層滲出,加速軟土的固結(jié),促使軟土由于固結(jié)所產(chǎn)生的抗剪強(qiáng)度較快增長,從而提高了地基的強(qiáng)度。碎石墊層在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)作為基礎(chǔ)的一部分考慮,其寬度應(yīng)為護(hù)岸基礎(chǔ)的寬度加上2倍墊層的厚度,一般碎石墊層的厚度在0.3~0.5m,施工時(shí)要將其夯實(shí)。四、樁基樁基結(jié)構(gòu)方面的作用通常情況下,采用墊層法處理軟基即可滿足護(hù)岸設(shè)計(jì)要求,但有時(shí)軟土層很厚,土質(zhì)又差,采用碎石墊層仍不能解決問題,或者護(hù)岸建在遠(yuǎn)離岸邊的水域中,采用墊層法不現(xiàn)實(shí),此時(shí)應(yīng)考慮采用樁基將建筑物的荷載傳遞到深處的硬土層上,或傳遞給樁周的土體,以保證建筑物對穩(wěn)定性和沉降的要求。樁基是一種深基礎(chǔ)地基處理方法,一般在下列情況下采用:(1)接近地表為軟弱土層,下臥硬土層,而挖去土層不經(jīng)濟(jì)或不現(xiàn)實(shí)時(shí)。護(hù)岸工程的質(zhì)量在于軟地基的處理;采用墊層法處理軟地基的要求和碎石墊層的作用;樁基的適用范圍、作用、結(jié)構(gòu)形式以及單樁垂直承載力的計(jì)算。(2)建筑物的荷載大,不容許發(fā)生較大沉降,而基礎(chǔ)范圍內(nèi)的地基壓縮性相差懸殊時(shí)。(3)基坑開挖遇到流砂層較厚時(shí),滲水現(xiàn)象嚴(yán)重,基坑不成型,采用降低水位開挖基坑不經(jīng)濟(jì)或不現(xiàn)實(shí)時(shí)。(4)利用樁承臺(tái)側(cè)向推力,以穩(wěn)定邊坡時(shí)。(5)護(hù)岸有特殊要求,如作為碼頭設(shè)施等。航道護(hù)岸工程的樁基結(jié)構(gòu)采用的是木樁和鋼筋混凝土樁,一般為摩擦樁,確定單樁承載力,通常通過靜力觸探估算單樁垂直承載力,靜力觸探在樁基中的應(yīng)用主要是確定打入式預(yù)制樁(或木樁)的單樁垂直承載力,以及沉樁的可能性和樁尖持力層等。靜力觸探與打入式預(yù)制樁的工作原理很相似,探頭阻力能反應(yīng)土層天然結(jié)構(gòu)及其沿深度的變化,能確定各層土的摩阻力。采用的單樁承載力公式為(樁長15m以內(nèi)):式中:Pb——總的樁尖極限承載力Ps——總的樁側(cè)極限摩阻力ab——樁尖阻力修正系數(shù),對粘性土ab=1/2,對砂性土ab=1/3Pb——樁尖附近