膨胀土地基基本处理方法
1 换土法
即将膨胀土全部或部分挖掉,换填非膨胀黏性土、砂砾土、砂土或灰土以及其他性能稳定、无侵蚀性的材料,消除或减小地基胀缩变形。该法本质是回避膨胀土的---工程特性,强夯施工技术规范,从源头上---地基,是膨胀土地基处理方法中简单而且有效的方法。
2 垫层法
该法与换土法施工过程基本相同,主要应用于较薄的膨胀土层及主要胀缩变形层不厚的情况,但对膨胀土层较厚的地基可采用部分挖除,铺设碎石垫层、砂垫层抑制膨胀土的升降变形引起的危害,其作用主要是减小地基胀缩变形和调节膨胀土地基沉降量,具有补偿功能。此外,砂土层还具有防止地下水毛细作用上升的作用,避免地基受膨胀作用的影响。
3 压实控制法
膨胀土压实需考虑压实后的干容重关、含水量、压实的方法、附加荷载等因素,但在实际施工中因目前的压实设备基本均能满足压实功的要求,采用该法的工程一般荷载不大,因此附加荷载也不大,故后两个因素可忽略。但因膨胀土具有湿胀干缩的性质,且该性质具有反复性,压实到较大容重后湿水必然带来的膨胀。因此,使用该法施工时一般是在含水量略高于自然含水量的情况下进行压实,压实在一个相对低容重的标准。压实法需在现场作试验,建立含水量、干容重、膨胀潜势之间的关系,以指导施工。并应---注意控制含水量,以免含水量过大导致水分向下层缺水的土层中转移,导致膨胀。
4 土质改良法
即利用石灰、水泥或其他固化材料通过与膨胀土的物理化学作用进行膨胀土的改性处理,以达到降低膨胀土膨胀潜势、增强强度和水稳性的目的。具体来说,石灰的固化作用是由于盐基交换、次生碳酸钙胶结性、粘土颗粒与石灰相互作用形成新的含水硅酸钙、铝酸钙等新矿物而显现出来;水泥的固化作用是由于钙酸盐与铝的水化物和颗粒间的胶结作用,胶结物逐渐脱水和新生矿物的结晶作用,从而降低膨胀土的液限,增大膨胀土的塑限和抗剪强度;ncs固化材料除具有石灰、水泥的优点消除土的胀缩性外,还有吸水增强作用,---土的压实性并生成微型加筋结构,提高土的强度。
5 湿度控制法
湿度控制法是通过控制膨胀土含水量的变化,保持地基中的水分少受蒸发及降雨入渗的影响,进而抑制地基的胀缩变形。当前较成功的保湿方法有四种,即暗沟保湿法、预浸水法、全封闭法及帐幕保湿法。
1、场地地表下是否有地下水:如果强夯场地地表下有地下水,强夯过程需要有排放地下水的措施,如挖集水坑、排水沟等进行抽水排水;如果没有排除地表下的地下水,强夯过程,土体中的空隙水将无法被挤压排出、土体的空隙率将---、密实度差,场地经强夯后无法达到设计要求。
2、---场地周边建筑物、地下管线情况,是否设置隔震沟:由于强夯对地面的挤压作用比较大,所以必须---强夯区域场地周边建筑物、地下管线、市政设施情况,以面强夯破坏现有建筑物基础、地下管线和市政设施,如果有上述构筑物等,则应设置隔震沟,由于设计规范和施工规范没有涉及强夯隔震沟如何设置的内容,笔者依据个人工程实践认为隔震沟的---宜为强夯影响---的0.7倍以上或者宜现场试验决定,隔震沟的开挖需符合土方放坡稳定要求。
3、开工前检查夯锤重量、形状、面积、锤底静接地面积:由于强夯机械的型号各种各样,而且不同的夯锤其重量、面积、形状、锤底静接地面积也不相同;夯锤的重量不同、面积不同,强夯过程将造成夯锤对地面的冲击力不同,所以施工、监理人员必须检查锤型号是否符合设计要求,强夯施工工艺流程图,这是有些工程人员不重视、不注意的。
4、施工过程夯点的布置、间距问题: 强夯的夯点布置放样需符合设计要求,夯点形状、间距(一遍强夯或者二遍强夯)都需符合设计要求,夯点夯锤之间重合、叠加的部位需符合设计和施工规范要求,如果夯点间距过大或者夯点布置形状将改变将改变地基处理的积率,使有部分土体的地基处理效果变差。
5、检查核实夯击能:强夯的夯击能必须达到设计要求,即夯锤的锤重、面积、夯锤提升高度需满足设计所要求的冲击能,施工、监理人员需旁站核实强夯夯击能量。
6、检查记录点夯累计夯击数、后两夯的平均沉降量:由于部分工程人员对设计条文不理解,没有重视控制核查点夯的累计夯击数和后两击平均沉降量,使得场地强夯后地基处理---无法达到设计要求,土体颗粒的密实度和孔隙率也不能达到密实要求,这是我们工程人员要理解和注意的。
7、地基处理范围(宽度和长度)需符合设计要求:由于基础的受力范围为1.5~3倍基础宽度所以建筑地基处理的范围需符合设计要求、如果不能处理得到的或者无法处理的建筑物、构筑物地基需进行另外的地积处理(如置换法、桩基础、水泥搅拌桩等)。
8、个别土质情况不同的夯点:如果强夯过程由于土质情况不同导致累计沉降量比较大的夯点需进行回填补土、强夯处理,采用多次夯击、后三击的平均沉降量需符合设计要求。
9、强夯点夯后需进行低夯能量的满夯:强夯点夯完成后,需推平场地、以低能量满夯,把场地表面的松土夯实,所以满夯后无需进行场地平整,这是一项施工内容和工序,强夯施工,无需再进行场地平整以增加建设成本。
夯地基计算固结总沉降的分层总和法与应力路径法我们已经了解了,现在就另外两种方法进行下的剖析。
1、数值计算法
目前用于沉降分析的数值计算方法有:差分法、有限单元法、边界元法和无单元法等。其发展趋势是有限元法与差分法或者与边界元法相结合解决问题。有限元可以结合土的变形特性,一般除了能选用弹塑性、非线弹性、黏弹塑性等多种描述土体应力与应变关系之间的模型以外,还能够考虑比较复杂的土体本构关系,例如一些考虑流变的黏弹塑性模型,考虑损伤效应的弹塑性损伤模型等。求得的沉降可以同时包含瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降三部分。此外,有限单元法还可以考虑复杂的边界条件、土体应力-应变关系的非线性特性、土体的应力历史、水与骨架上的应力的耦合效应,可以模拟现场逐级加荷处理超填土问题,能考虑侧向变形、三维渗流对沉降的影响,填石路基强夯施工,并能求得任-时刻的沉降、水平位移、孔隙水压力和有效应力的变化。尽管有限元法的适应性很强,但是由于其采用的模型中所涉及的计算参数多且不易确定,程序复杂难以为一般工程设计人员接受,在实际工程中并没有得到普遍应用。
2、现场试验法
此方法是通过不同的现场或原位试验结果与土的性质指标之间的统计相关关系,估算土的变形指标,然后仍按弹性理论的基本公式估算沉降,在对某些取原状土样进行室内试验有困难的情况下,它不失为一种可行的途径。目前常用的有静、动力触探试验法、标准贯入试验法及旁压仪试验等。不论是标准贯入试验、静力触探试验,还是瞬态波,在建立土性指标相关关系时,不可能考虑士层的诸多因素,例如应力历史、各向---、实际应力状态、土的剪胀性、基础形状大小等。其---性在很大程度上依赖于实际经验,它只是一种粗略的估算方法。
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