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用微信扫码二维码分享至好友和朋友圈建筑工程软土地基处理常用的施工方法软土主要是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。一、工程特性软土工程的特性主要有以下几点：a、不稳定性。当软土受到扰动时会变成稀释流动状态。b、高压缩及不均匀沉降。由于软土的压缩系数很大，当垂直压力达到一定值时，软土会发生压缩变形，导致建筑沉降量较大及沉降不均匀。c、低渗漏性。软土渗透系数小，固结所需时间较长。d、沉降速度快。软土地基上的建筑通常沉降量较大且沉降稳定需要的时间较长，所以处理是否合理，将关系到工程质量、进度。因此，科学、合理、有效地选择合适的地基处理方法对工程建设具有重要的意义。二、软土地基处理方法换填当软弱土地基的承载力或变形满足不了设计要求，而软弱土层的厚度又不是很大时，基础地面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除，然后分层换填强度较大的砂或其它性能稳定、无侵蚀性的材料，并压实至要求的密度为止，这种地基处理方法称为换土垫层法，简称为换填法。它适用于处理淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基。对软土厚度小于3米的情况，一般可采用全部挖除换填的方法。对厚度大于3米的情况，通常只采取部分挖除换填的方法。全部挖除换填从根本上改善了地基，不留后患，效果最佳，是最为彻底的措施。强夯法它一般是用50t左右的强夯机，将大吨位(100~400KN)的夯锤起吊到6~40米的高度，自由落下，对地基土施加强大的冲击能，在地基土中形成冲击波和动应力，使地基土压密和振密，以加固地基土，达到提高强度、降低压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性目的。强夯法施工设备简单，不需加固材料、费用低、周期短，经济易行和节省材料，有利于环境保护等特点。但应注意，强夯法有严格的土质适用范围，主要适用于处理素填土、杂填土、砂土、低饱和度粘土、粉土和黄土地基。软土的饱和度接近1，是不宜使用强夯法的。但在有些地区，软土中夹多层松砂，具“千层饼”状构造，为夯击时高孔隙水压力的消散提供了条件，故成功的实例也不少见。所以，采用强夯法首先应考虑的是地层构造。土工织物加固法通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等，使这种人工复合的土体，可承受抗拉、抗压、抗剪或抗弯作用，以提高地基承载力，减少沉降和增加地基的稳定。它适用于各种软弱地基。加固法的基本原理是通过土体与筋体间的摩擦作用，使土体中的拉应力传递到筋体上，筋体承受拉力，而筋间土承受压应力及剪应力，使加筋土中的筋体和土体能较好发挥各自的作用。排水固结法排水固结法是处理软粘土地基的有效方法之一。基本原理是软土地基在附加荷载作用下，逐渐排出孔隙水，使孔隙比减小，产生固结变形。在这个过程中，随着土体超静孔隙水压力的逐渐消散，土的有效应力增加，地基抗剪强度相应增加，并使沉降提前完成或提高沉降速率。对于天然地基，该法或是先在地基中设置砂井或塑料排水带等竖向排水体，然后利用建(构)筑物本身重量分级逐渐加载；或是在建(构)筑物建造以前，在场地先进行加载预压。因此，一般排水固结法是由排水系统和加压系统两部分组合而成。排水系统目前主要有袋装砂井和塑料排水板等竖向形式，并辅以砂垫层作横向排水体，而加压系统主要利用建筑物本身重量逐级加载或利用场外材料加载预压。加压系统与排水系统二者缺一不可，没有加压系统，孔隙水不能自然排出，而没有排水系统，孔隙水又不能快速而顺畅地被排出。这是一种使用多年的方法,至今仍被普遍采用，其主要特点是理论成熟，施工设备简单，费用低。如砂井排水法，对于盛产砂料的地区，当是首选方案。但由于排水固结法需要预压荷载，且预压时间长，对工期紧迫、缺乏压载条件的工程是难以采用的。此外，排水固结法只能加速固结沉降而不能减少固结沉降量，对于对沉降和不均匀沉降要求严格的工程必须慎重选择。大量的实测资料表明，排水固结法的有效处理深度约为12~15m，超过这一深度，孔隙水压力消散相当困难和缓慢，故设计时应加以考虑。当地基中有下伏透水层时，排水速度将大大加快。近年来，塑料排水板应用日广，施工机械应以静压插板机为好，而实际工程中多采用振动插入法，这对灵敏度高的软土来说，扰动太大，破坏了软土的结构强度。所以，无论是砂井或塑料排水板,其间距均不易太密。它主要适用于处理软粘土、淤泥和淤泥质土等地基。但当粘土层与有充足水源补给的透水层相间，有大量地下水流入时，或地质条件比较复杂时，不宜采用。化学加固法01、水泥土搅拌法此种方法是通过搅拌机械将水泥或(石灰)等材料与软弱地基土搅拌成桩柱体，这种桩柱体成为水泥粘土桩、石灰粘土桩或某胶结物粘土桩，它具有一定的强度和水稳性。搅拌桩柱体与四周软土组成复合地基，可以提高地基承载力、提高地基强度、增大地基变形模量，减少地基沉降，阻止水体流动，增强地基的稳定性，阻止地下水的渗透。水泥土搅拌法不仅可以较大地提高地基土的承载力，而且在加固深度内可以减少原地基沉降量的1/3至2/3，沉降较快趋于稳定，在方案选择时，具有明显优势。与其他处理方法相比，水泥土搅拌法一般造价较高，水泥用量大。适用于处理正常固结的淤泥、淤泥质土和含水量较高的粘性土、粉土等软土地基，用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时宜通过试验确定其适用性。分为喷粉法(或称干法)及喷浆法(或称湿法)两种，这两种方法的加固机理和设计方法相同，仅施工方法不同，因而从实用条件出发也宜分别采用。天然含水量小于30%的软弱土层，例如杂填土及粉粒含量高的粉土、砂土宜采用喷浆法；如地基土为天然含水量大于30%、塑性指数大于10的软土则宜采用喷粉法。从搅拌效果看，相对于同样的搅拌时间，喷粉法比喷浆法获得的强度高，且强度离散性小。但喷浆法施工简单，质量容易控制，尤其在加固料的计量方面，水泥浆的计量比水泥粉的计量容易得多。02、旋喷法这种方法是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻到设计深度的土层，将浆液或水从喷嘴中高压喷射出来，形成喷射流冲击破坏土层。当能量大、速度快呈脉动状的射流，其动压大于土层结构强度时，土颗粒便从土层中剥落下来，一部分细颗粒随浆液或水冒出，其余土粒在射流的冲击力、离心力和重力等力的作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例和质量大小，有规律的重新排列，浆液凝固后，便在土层中形成一个固结体，可提高地基承载力，减少沉降，还可起到支挡与防渗的作用。它适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。03、灌浆法这种方法是指利用液压、气压或电化学原理通过注浆管把浆液均匀的注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方式，赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置，一定时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水防渗性能高的和化学稳定性好的“结石体”。按灌浆理论分为：渗透灌浆、压密灌浆和霹雳灌浆。灌浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高，且地基承载力标准值不大于120kPa的粘性土等地基。大家都在搜：智能打桩定位系统、智能压实度监测系统、智能路面摊铺系统、拌合站质量监管系统、智能测斜仪、智能表面沉降监测仪、地下水位监测系统、尾矿库监测系统、边坡监测系统、山体滑坡应急监测箱、工程机械智能引导系统、地面沉降监测系统特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.相关推荐热点推荐
2024-04-20 21:36:49
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时间：2023-04-22 03:36:07摘要：地下水对施工过程质量影响很大，处理不当，直接影响到后期结构安全和隧道行车运营安全。对此，文章以郑万铁路奉节隧道为实例，就地下水发育段施工展开讨论，初支背后埋设盲管、支护后径向注浆、开槽引流、边墙设置泄水孔、隧底设置纵向盲管及逆向导水管等措施，有效地避免了后期渗水的施工质量隐患，保证了隧道结构安全及避免后期运营期间二衬渗漏水风险，较好地解决了这一问题。关键词：隧道施工；基岩裂隙水；渗漏水处理目前，我国高铁建设发展迅速，实际施工中必定会碰到各种不良地质条件。在长大隧道施工中，由于地下水的影响，势必造成施工质量问题，给后期隧道的运营带来一定的影响，且后期维护整治渗漏水的难度大，费用大，因此，必须从根本上解决地下水的引排。1工程概况郑万铁路奉节隧道位于重庆市奉节县朱衣镇境内，起讫里程DK721+150.10～DK734+622.55，正线长13482.45m，其中DK726+480～DK728+200属剥蚀低山地貌，斜坡基岩大部分裸露，隧道范围上覆第四系坡洪积、坡残积、坡崩积粉质粘土及碎块石等，洞身穿越基岩为三叠系中统巴东组三段泥质灰岩夹灰岩、页岩与四段泥质砂岩。隧道位于朱衣背斜南翼，岩层陡倾，构造节理较发育，岩体较破碎，隧道埋深320m～580m，地下水主要为基岩裂隙水，岩溶裂隙水，在可溶岩与非可溶岩接触溶蚀破碎带地下水易富集，易发生涌水。2现场情况及防排水措施选定DK726+480～DK728+200段地下水发育，设计涌水量达9000m3/d，施工过程中出现大面积散水，局部出现线状及股状水，同时由于施作系统锚杆钻孔时经常会钻出股状水，喷射混凝土未初凝便被水流冲落，垮塌严重，喷射混凝土回弹量增大，混凝土消耗量达到无地下水时的2倍以上。围岩经地下水长期浸泡后软化严重，找顶排险过程中围岩掉块严重，且喷浆料易出现不密实，初支背后出现空洞现象严重。初期支护施作完成地段喷射混凝土易掉块，导致初支表面不平整。此段设计常规防排水措施为拱墙铺设土工布+防水板，施工缝采用“外贴橡胶止水带+中埋橡胶止水带”的方式进行防水；排水措施为边墙设置纵向φ150mm盲管+环向φ50mm盲管。此防排水方式已不能满足渗水处理要求，需进行加强处理，采用增加初支背后埋设盲管、支护后径向注浆、开槽引流、隧底设置纵向盲管及逆向导水管等散水收集、引排、隧底引排的综合排水措施，加强施工过程中渗水的引排，有效提高施工进度和初支质量。3基岩裂隙水处理技术针对DK726+480～DK728+200地下水发育地段，在开挖后及初支后采取收集、引排等措施，或同时采用多种加强措施治理会起到较好的效果。3.1开挖后初支前对渗漏水点集流引排富水段开挖后揭示基岩股状水、线状滴水，在初支喷混凝土前尽量处理，以减小初支面处理渗漏水的工作量及难度。初支喷混凝土前，于渗漏水较集中区域或出水点钻设不小于φ76mm集流孔，钻孔深入基岩大于50cm，孔内插埋φ50mm盲管，插管孔口用土工布包裹并用快凝水泥砂浆封堵管与孔之间的缝隙，沿隧道边墙预埋盲管将渗漏水集流引接至拱脚，并最终接排入侧沟，集流引排管水量较大时接入隧道中心水沟。3.2初支后采用径向注浆堵裂隙散水掌子面后方已开挖段的隧道初支完成后渗漏水点较多，水量较大时，考虑高铁100年寿命，做到宁强勿弱，不留运营隐患，隧道拱墙、仰拱采取径向注浆止水及加固方案，以确保结构安全及降低后期二衬渗漏水风险。径向注浆孔环向间距150cm，纵向间距150cm，交错布置，钻孔孔径50mm，终孔不小于42mm，钻孔深度5m；埋置孔口管，孔口管采用φ42mm壁厚3.5mm无缝钢花管，管长1m，孔口管采用锚固筋锚固并采用快凝砂浆堵管与孔口缝隙。注浆采用水泥砂浆，水量较大且存在一定水压时选用水泥-水玻璃双液浆注浆，注浆压力按0.5～1.5MPa控制。3.3初支面线状水采用钻孔引排经前面两步处治后，初支混凝土面仍有较大面积渗水、线状水时，在出水点部位钻φ76mm孔，打入基岩不小于50cm，孔内埋设盲管外包土工布，在初支面开槽70×70mm（宽×深）并埋设φ50mm打孔波纹管，必要时再增加防水板引流，引排至拱脚并最终接至隧道侧沟。3.4边墙钻设泄水孔减压措施富水段初支完成后，在边墙纵向排水波纹管以下至侧沟面以上约50cm部位，每隔2m钻孔径不小于φ110mm的泄水孔，入基岩不小于50cm，孔内插入φ100mm以上比钻孔孔径小一号的盲管或波纹管，盲管或波纹管包裹土工布，距离环向施工缝不大于1m，仰拱二衬及沟槽混凝土施工时，通过PVC管引接至隧道侧沟。钻设减压泄水孔可以有效避免二衬施工缝后期可能承受较大水压而渗水的质量隐患。3.5增加富水段防排水系统设计加强防排水措施，防排水施工参数调整为拱墙环向盲管加密至2m一道，环向施工缝设置一道凸壳式排水板，幅宽1m，散水较多段落初支表面满铺凸壳式排水板；环向、纵向中埋止水带由橡胶止水带变更为镀锌钢板止水带，以增强抵抗施工缝可能存在的水压力；富水地层段于隧底中心沟下增设纵向“φ200mm外裹土工布打孔波纹管+无砂混凝土”中心盲沟，沿纵向每隔10m铺设一道横环向φ50mm打孔波纹管，并通过四通接头与隧底纵向φ200mm波纹管联通，而纵向φ200mm波纹管每隔20m通过三通接头连接无缝镀锌钢管φ150mm导水管接入中心水沟，导水管口高于中心沟沟底50cm，并安设单向止水阀。4注意事项4.1加强超前预报施工过程中，通过红外探水检测掌子面及周围渗水情况，对检测存在渗水较大的地方，先采用注浆止水的方式进行封堵，减少开挖后对渗水的处理，提前做好渗水检测工作，避免后期处理难度大。4.2盲管外包土工布采用盲管引排时，孔口盲管和隧底盲管必须使用100g/m2土工布包裹，防止地下水中因长时间沉积的结晶物堵塞盲管，不能有效将水排出，保证排水通畅。4.3适当加密排水盲管在渗水处理过程中，根据渗水量的大小，可适当加密排水盲管或多种引排措施并用，以能及时有效地将水引排为前提。4.4使用快凝水泥渗水量较大的地方，采取注浆止水封堵时，需采用快凝水泥，注浆配合比根据现场试验试配确定，以达到良好的止水效果。5结语奉节隧道地下水发育地段，通过增加初支背后埋设盲管、支护后径向注浆、开槽引流、边墙设置泄水孔、隧底设置纵向盲管及逆向导水管等引排、散水收集、隧底引排的综合排水措施，与常规的防排水设计措施相比，既能及时有效地将水引排，又避免了后期渗水的施工质量隐患，保证了隧道结构安全及避免后期运营期间二衬渗漏水风险，对类似隧道渗漏水处理具有一定的实际意义。参考文献[1]Q/CR9604-2015.高速铁路隧道工程施工技术规程[S].[2]刘国强.可溶岩中隧道初支局部堵水注浆施工技术[J].铁道建筑技术,2016（9）:13-17.作者：张文杰 单位：中铁十六局集团第三工程有限公司}