毕业设计(论文)加筋法在软土地基处理中的应用.doc
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1、陕西交通职业技术学院毕 业 设 计(论 文)论文题目: 加筋法在软土地基处理中的应用所属系部: 公路工程系专 业: 道路桥梁工程技术(设计与施工方向)学生姓名: 班级、学号:路桥0834班-19号 指导老师: 2011年 5 月 23 日加筋法在软土地基处理中的应用【摘要】加筋法处治是在路堤底部铺设土工材料,以加强路堤抵抗地基不均匀的沉降的能力,适用于土层性质相对较好的软基路段。加筋前,应对地表的耕植层进行清表处理,清表厚度一般为30cm,清底、整平后,按标准填筑作业填筑至原地面,先铺设一层土工布,上面铺60cm砂砾垫层,然后铺设土工格室,再铺设土工格栅,最后上面铺土进行压实。垫层为排水通道作
2、用,宜用级配良好、颗粒强度高的砂砾或碎石,粘粒含量应不大于5%,结合地基地质实际情况,垫层底面要求略向路基边缘倾斜,并以震动压路机碾压使之密实。关键词:加筋法,土工材料,砂砾Abstract:Reinforced in Treatment of laying in the bottom of the embankment geotechnical materials, to strengthen the foundation of differential settlement of embankment against the ability of soil properties for t
3、he relatively good soft ground section. Reinforced before the deal with the surface layer of cultivated plants and clear the table processing, clearing the table thickness is 30cm, clear bottom, after leveling, filling jobs at the standard filling to the original ground, first laying a layer of geot
4、extile fabric, 60cm above the shop Gravel Cushion, and then laying geocell, then laying geogrid, the final compaction of soil above the shop. Cushion the effect of the drainage channel, to use the well-graded particles of grit or gravel high strength, clay content should not exceed 5%, with the actu
5、al situation of geological foundation, the bottom cushion tilt requires a little edge to the roadbed, and vibration compacting roller compacted to make it.目录1.软土地基的概述31.1软土31.2软土地基31.3软土地基的处理的基本方法31.4施工现在常用的施工方法51.5地基处理目的62.加筋法中用到的材料介绍62.1无纺土工布62.1.1无纺土工布概述62.1.2无纺土工布铺设工艺62.1.3无纺土工布的应用72.1.4土工布功能、作用
6、82.2土工格室82.2.1土工格室的概念82.2.2土工格室有哪些特性92.2.3土工格室的工程应用92.3钢塑土工格栅102.3.1产品特点102.3.2土工格栅施工要点112.3.3土工格栅施工工艺流程112.4砂砾石123.加筋法在软土地基中的处理方法133.1施工前的准备133.2加筋法的施工技术过程133.3施工方案及工艺流程153.4质量保证体系及措施153.5安全保证体系及措施193.6加筋法施工过程中的安全21结束语21致谢22文献221软土地基的概述1.1软土 所谓软土,从广义上讲,就是强度低、压缩性高的软弱土层。在软土地基上修筑路基,若不加处理,往往会发生路基失稳或过量沉
7、陷,导致公路破坏或不能正常使用。习惯上常把淤泥、淤泥质土、软粘性土总称为软土。软土的特性主要表现为天然含水率高、孔隙比大。含水量在34%72%之间,孔隙比在1.01.9之间,饱和度一般大于95%,液限一般为35%60%,塑性指数为1330.我国软土多分布在江河湖海等处,但也在丘陵低洼和山区谷地赋存。由于其成因类型不同,厚度不一,性质各异,因此不能一律对待,首先应查明各地区特点和地质、土质条件,有针对性地采取有效对策,作出合理的处理。 过去在一般公路通过软土地区,由于线路等级标准不高,路基宽度窄、立交少、纵坡要求不严,且多低路堤,故对路基大部分地段处理工程少,仅对桥头高路堤部位重视些。但从高速公
8、路出现后,因要求全立交、桥涵通道多,路堤高度多超过软土填土极限高度。加之软土中含有大量亲水胶体微粒,土体多呈海棉状结构,因其孔隙比大、含水量多、透水性小、抗剪强度低、压缩性强在路堤高填土的自重作用下,要经过较长时间才能趋地压密稳定、因此其沉降稳定要花费长时间。此外软土结构在大交通量、重载车辆的作用下,路基容易产生侧向膨胀挤出滑动,基底沉降现象也严重,为了增强压密稳定力度和较短时间达到最终沉降,消除侧向滑动位移,以免路堤向两侧膨胀挤出,确保路基及其外侧建筑物或其他农田、虾池、鱼塘的安全,因此必须对软基进行处理。 1.2软土地基 主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及
9、松散砂等土层构成。地下水位高,其上的填方及构造物稳定性差且发生沉降的地基。规范还对软土地基做了分类,提出了类型概略判断标准。在给出软土地基定义时指出:软土地基不能简单地只按地基条件确定,因填方形状及施工状况而异,有必要在充分研究填方及构造物的种类、形式、规模、地基特性的基础上,判断是否应按软土地基处理。1.3软土地基的处理的基本方法当路堤经稳定验算或沉降计算不能满足设计要求时,必须对软土地基进行加固。加固的方法很多,常用的方法有: 1、塑料排水板:塑料排水板是带有孔道的板状物体,插入土中形成竖向排水通道。因其施工简单、快捷,应用较为广泛。最大有效处理深度18米。 2、砂井:砂井是利用各种打桩机
10、具击入钢管,或用高压射水、爆破等方法在地基中获得按一定规律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。由于这种砂井在饱和软粘土中起排水通道的作用,又称排水砂井。砂井顶面应铺设垫层,以构成完整的地基排水系统。砂井适用于软土层厚度大于5m时。最大有效处理深度18米。 3、袋装砂井:井经对固结时间的影响没有井距那样敏感。但一般砂井如果井经太小,既无法施工,也无法防止因地基变形而断开失效。因此,现在广泛采用网状织物袋装砂井,其直径仅8cm左右,比一般砂井要省料得多,造价比一般砂井低廉,且不会因施工操作上的误差或地基发生水平和垂直变形而丧失其连续性。最大有效处理深度18米。 4、排水砂垫层:排水砂垫层是在路堤底部
11、地面上铺设一层较薄的砂层。将水从砂层中排出去。最大有效处理深度,路堤极限高2倍。 5、土工织物铺垫:在软土地基表层铺设一层或多层土工织物,可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降,又可以提高地基的承载能力,同时也不影响排水。对于淤泥之类高含水量的超软弱地基,在采用砂井及其他深层加固法之前,土工织物铺垫可作为前期处理,以提高施工的可能性。 6、预压:在软土地基上修筑路堤,如果工期不紧,可以先填筑一部分或全部,使地基经过一段时间固结沉降,然后再填足和铺筑路面。最大有效处理深度30米。 7、挤实砂(碎石)桩:挤实砂桩是以冲击或震动的方法强力将砂、石等材料挤入软土地基中,形成较大的密实柱体,提高软土地基的整
12、体抗剪强度,减少沉降。最大有效处理深度20米。 8、旋喷桩:利用工程钻机,将旋喷注浆管置入预定的地基加固深度,通过钻杆旋转,徐徐上升,将预先配制好的浆液,以一定的压力从喷嘴喷出,冲击土体,使土和浆液搅拌成混合体,形成具有一定强度的人工地基。最大有效处理深度20米。 9、生石灰桩:用生石灰碎块置于桩孔中形成桩体,称为生石灰桩。最大有效处理深度20米。 10、换土:采用人工或机械挖除路堤下全部软土,换填强度较高的粘性土或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料。最大有效处理深度3米。 11、反压护道:反压护道是在路堤两侧填筑一定宽度和一定高度的护道。它利用力学平衡以保持路基的稳定。 1.4施工现在常用的施工
13、方法在施工中经常碰到的情况多数不是软土地基,因为如果有软土地基一般情况在设计时应该根据地质资料,提出处理方法。多数情况是有局部地段地质情况和原来设计不同,出现局部地基承载力达不到设计要求,或者由于局部地段含水量过大(原有排水系统不畅,原有地基土质渗水性不好)造成地基软弹(翻浆,弹簧土地段)。根据出现的这些情况一般常用的方法主要有: 1、换填。这是最常用的方法。这种方法最大有效处理深度3米。采用人工或机械挖除路堤下全部软土,换填强度较高的粘性土或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料。换填的深度要根据承载力确定。 2、抛石填筑。就是在有软土或弹簧土以及有积水的路段填石头,填石的高度以露出要处理的路段原有
14、土层(或积水)高度为宜。在填石的过程中注意一定要用推土机把石块压实,不能出现软弹现象。然后再填筑土方。 3、盲沟。就是在要处理的路段根据要处理的路段的长度,在横向或纵向挖盲沟,盲沟通常用渗水性大孔隙填料或片石砌筑而成。也可以填入不同级配的石块起到排水的功能。注意盲沟的出口要与排水沟连接,以便把路基中的水排出路基。 4、排水砂垫层。排水砂垫层是在路堤底部地面上铺设一层砂层,作用是在软土顶面增加一个排水面,在填土的过程中,荷载逐渐增加,促使软土地基排水固结渗出的水就可以从砂垫层中排走。为确保砂垫层能通畅排水,要采用渗水性良好的材料。砂垫层一般的厚度为0.61.0米。为了保证砂垫层的渗水作用,在砂垫
15、层上应该填一层粘性土封住水不让水返上路基。在路基两侧要修好排水沟,通过砂垫层渗出的水通过排水沟排出路基外,保持路基的稳定。 5、石灰浅坑法。由于粘性土含水量影响,施工中经常出现“弹簧土”松软现象。一般较轻的可以采用挖土晒干,敲碎回填的方法:“石灰浅坑法”可以用于各种不同面积的路段(就是说大面积可以使用,小面积也可以使用)。具体做法是:挖4050cm方形或圆形,深一般1m上下的坑,清除坑内的渗水(最好挖好坑后,第二天清除渗水),放入深为坑深1/3的生石灰,即可回填碾压。坑的行距和坑距在轻度弹簧路段为56m,在严重弹簧路段为34m。 1.5地基处理目的地基处理的目的是利用换填、夯实、挤密、排水、胶
16、结、加筋和热学等方法对地基土进行加固,用以改良地基土的工程特性。 (1)提高地基的抗剪强度(2)降低地基的压缩性(3)改善地基的透水特性(4)改善地基的动力特性(5)改善特殊土的不良地质特性地基处理的对象是软弱地基和特殊土地基2加筋法中用到的材料介绍2.1无纺土工布2.1.1无纺土工布概述无纺土工布(涤纶土工布,无纺土工布)又称土工织物,它是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料。成品为布状,一般宽度为4-6米,长度为50-100米。土工布分为有纺土工布和无纺土工布。土工布具有优秀的过滤、隔离、加固防护作用、抗拉强度高、渗透性好、耐高温、抗冷冻、耐老化、耐腐蚀。2.1.2无纺土工布铺
17、设工艺1、储存、运输和处理土工布 土工布卷在安装展开前要避免受到损坏。土工布卷应该堆放于经平整不积水的地方,堆高不超过四卷的高度,并能看到卷的识别片。土工布卷必须用不透明材料覆盖以防紫外线老化。在储存过程中,要保持标签的完整和资料的完整。 在运输过程中(包括现场从材料储存地到工作地的运输),土工布卷必须避免受到损坏。 受到物理损坏的土工布卷必须要修复。受严重磨损的土工布不能使用。任何接触到泄漏化学试剂的土工布,不允许使用在本工程上。 2、土工布的铺设方法: 2.1用人工滚铺;布面要平整,并适当留有变形余量。 2.2土工布的缝合 所有的缝合必须要连续进行(例如,点缝是不允许的)。在重叠之前,土工
18、布必须重叠最少150mm。最小缝针距离织边(材料暴露的边缘)至少是25mm。 缝好的土工布接缝最包括1行又线锁口链形缝法。用于缝合的线应为最小张力超过60N的树脂材料,并有与土工布相当或超出的抗化学腐蚀和抗紫外线能力。 任何在缝好的土工布上的“漏针”必须在受到影响的地方重新缝接。 必须采取相应的措施避免在安装后,土壤、颗粒物质或外来物质进入土工布层。 布的搭接根据地形及使用功能可分为自然搭接、缝接或焊接。 2.1.3无纺土工布的应用(1) 公路(包括临时道路)铁路、堤岸、土石坝、机场、运动场等工程中,用以加强软弱地基,同时起隔离和过滤的作用。江、河、湖、海的岸坡置土工织物,还可以防止流水冲浊。
19、 (2) 作挡土墙回填中的加筋,或用于锚固挡土墙的面板。修筑包裹式挡土墙或桥台。 (3) 加固柔性路面,修补道路上的裂缝,防止路面反射裂缝。 (4) 增加碎石边坡及加筋土的稳定性,防止水土流失和低温时土体的冻害。 (5) 路道碴与路基之间的隔离层,或路基与软基之间的隔离层。 (6) 人工填土、堆石或材料场与地基的隔离层,不同冻土层之间的隔离。起反滤和加固作用。 (7) 储灰坝或尾矿坝的初期上游坝面的滤层,挡土墙回填土中排水系统的滤层。 (8) 排水暗管周边或碎石排水暗沟周边的滤层。 (9) 水利工程中水井、减压井或斜压管的滤层。 (10)公路、机场、铁路道喳和人工堆石等与地基之间的土工织物的隔
20、离层。 无纺土工布(5张) (11)土坝内部垂直或水平排水,埋入土体中消散空隙水压力。 (12)土坝或土堤中的防渗土工膜后面或混凝土护面下部的排水。 (13)排除隧洞周边渗水,减轻衬砌所承受的外水压力及各建筑物周围渗水。 (14)人工填土地基运动场地基的排水。 2.1.4土工布功能、作用1. 隔离 即利用土工布对具有不同物理性质(粒小径大、分布、稠度及密度等)的建筑材料(如土体与砂粒、砂粒与砾石、土体与混凝土等)进行隔离。使两种多种材料间不流失、不混杂,保持材料的整体结构和功能,使构筑物载荷承受能力加强 2. 过滤 当水由细料土层流入粗料土层时,利用针刺土工布良好的透气性和透水性使水流通过,而
21、有效的截流土颗粒、细砂、小石料等,以保持水土工程的稳定。3. 排水 针刺土工布是良好的导水材料,它可以在土体内部形成排水通道,将土体结构内多余的液体和气体外排。4. 加筋 利用针刺土工布增强土体的抗拉强度和抗变形能力,增加建筑结构的稳定性,以改善土体质量。5. 防护 有效地将集中应力扩散、传递或分解,防止图体受外力作用而破坏。 6. 封闭 针刺土工布与其它材料(主要是沥青或塑料膜)配合,在土层中形成不透水隔层。(用于公路重铺修补等)2.2土工格室2.2.1土工格室的概念土工格室是由强化的HDPE片材料,经高强力焊接而形成的一种三维网状格室结构。 2.2.2土工格室有哪些特性1、具有伸缩自如,运
22、输可缩叠,施工时可张拉成网状,填入泥土、碎石、混凝土等松散物料,构成具有强大侧向限制和大刚度的结构体。 2、材质轻、耐磨损,化学性能稳定、耐光氧老化、耐酸碱,适用于不同土壤与沙漠等土质条件。 3、较高的侧向限制和防滑,防变形、有效的增强路基的承载能力和分散荷载作用。 4、改变土工格室高度、焊距等几何尺寸可满足不同的工程需要。 5、伸缩自如,运输体积小;联接方便、施工速度快。 2.2.3土工格室的工程应用1、 处理半填半路基 在地面自然坡度徒于1:5的斜坡上修筑路堤时,路堤基底应挖台阶,台阶宽度不得小于1M时,分期修建或改建公路加宽时,新旧路基填方边坡的衔接处,应开挖台阶,高等级公路台阶宽度一般
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