山區(qū)公路低凹濕軟地基處治技術(shù)及質(zhì)量通病防治

山區(qū)公路低凹濕軟地基處治技術(shù)及質(zhì)量通病防治1、概述《巖土工程勘察規(guī)范》中規(guī)定：天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限的細(xì)粒土應(yīng)鑒定為軟土，涉及淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭、泥炭土等，其壓縮系數(shù)大于0.5Mpa-1，不排水抗剪強(qiáng)度小于30kPa。軟土具有下述基本特性：高含水量、低密度、低強(qiáng)度、高壓縮性、低透水性和中檔靈敏度的特點(diǎn)。地基的軟土對(duì)象分類有：軟土、淤泥及淤泥質(zhì)土、沖填土、較軟弱土和動(dòng)力失穩(wěn)土。本項(xiàng)目區(qū)軟土重要為淤泥、淤泥質(zhì)土和沖填土呈零星透鏡體狀分布于沖積平地和丘間洼地。頂面埋深0m，底面埋深1.5m～4.1m，厚度一般為1～3m，局部深達(dá)4.1m，分布于淺表。2、軟基處治方法軟基處治方法很多,歸納起來有五大類,即置換、排水固結(jié)、振動(dòng)擠密,膠結(jié)和加筋等。在公路工程方面通過數(shù)年來的優(yōu)選和實(shí)踐,除在一些實(shí)驗(yàn)工程還選用一些新的方法外,較多的工程則選用常規(guī)的、傳統(tǒng)的方法,即置換、固結(jié)排水和振動(dòng)擠密等方法。這些方法的特點(diǎn)是技術(shù)可靠,經(jīng)濟(jì)合用、施工容易、效果顯著且不受時(shí)空限制,故值得推廣應(yīng)用。2.1淺層處治

淺層處治合用于表層軟土厚度小于3m的軟土路段。2.1.1砂墊層用于軟土層距地面不深且厚度較薄時(shí),不必采用深層處治或僅用堆載加壓即可使其達(dá)成沉降穩(wěn)定的情況。

砂墊層的作用是為了加固地基和增強(qiáng)排水,因此砂墊層的質(zhì)量很重要。它取決于砂粒大小和含泥量多少,一般以中、粗砂和含泥量少于3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為宜,同時(shí)又應(yīng)注意其厚度和設(shè)立位置,目前厚度多控制在50～80cm,改變了過去僅用30cm的狀況。其因素是地基原地面施工前雖然平整,但不一定抱負(fù),如出現(xiàn)凹凸不平,其厚度不盡人意等情況。因此,為了保證處治效果,應(yīng)適本地增長厚度。同時(shí)解決路段地基濕軟時(shí),應(yīng)先在原地面上鋪一層山土,經(jīng)輕壓后,再在其上鋪砂墊層,以便充足發(fā)揮砂墊層的排水作用。

當(dāng)路段采用砂路堤且砂自身粒徑和純凈度良好時(shí),不必再專門鋪砂墊層。同時(shí)原地面有硬殼層時(shí)應(yīng)加以保護(hù),砂墊層可直接鋪在硬殼層上。2.1.2換填當(dāng)軟土層距地面較近,厚度較薄,甚至地面上有魚塘、蝦池或稻田時(shí),往往表面存在有淤泥,此時(shí)可直接將這些淤泥、軟土挖掉,換填以優(yōu)質(zhì)砂礫或適宜的選料,以徹底消除其隱患。2.1.3拋石擠淤一般用于當(dāng)泥沼及軟土厚度小于3.0m,且其軟層位于水下,更換土壤施工困難或基底直接落在含水量極高的淤泥上的情況。拋石料一般以片石為宜,所用片石一般不小于30cm,擠淤的處治深度與拋石路堤自重所產(chǎn)生的地面變形有關(guān)。其實(shí)質(zhì)是使土基產(chǎn)生整體剪切滑移破壞而達(dá)成置換軟土的目的。拋石擠淤僅合用于極軟塑、流塑的軟土。為了在排淤中土基產(chǎn)生整體破壞性時(shí),不使路堤的整體性受到大的影響,在拋石擠淤后,還應(yīng)在路堤底、地表上鋪設(shè)網(wǎng)狀土工織物,為達(dá)成排水及隔離的作用,網(wǎng)狀材料或土工布應(yīng)鋪在砂或砂墊層下,砂墊層一般為30cm厚。拋石擠淤簡便、經(jīng)濟(jì),但淤泥較厚時(shí),選用此法需慎重。2.2深層處治

對(duì)于表層軟土厚度大于3m或軟土層較厚、距地表較近時(shí),或路基范圍內(nèi)既有較厚軟土又有土質(zhì)良好的山丘從而產(chǎn)生差異沉降時(shí),應(yīng)進(jìn)行深層處治。2.2.1排水固結(jié)加固法其原理是在軟基中設(shè)立袋裝砂井或塑料排水板,運(yùn)用路堤重量分級(jí)加載,使軟土中的孔隙水排出后逐漸固結(jié),地基因而產(chǎn)生壓密沉降,同時(shí)地基強(qiáng)度也逐漸提高的一種方法。常用在人工構(gòu)造物與路堤相鄰的過渡段,以達(dá)成控制嚴(yán)格的工后沉降的規(guī)定。

(1)塑料排水板是將帶狀塑料排水帶用插帶機(jī)將其插入軟土中，然后在地基面上填土預(yù)壓，土中水沿塑料排水帶的通道逸出，從而使地基土得到加固的方法。塑料排水帶應(yīng)具有良好的透水性和強(qiáng)度，其排水功能的好壞,取決于自身質(zhì)量的優(yōu)劣。因此應(yīng)用原生塑料制成,以免在施工時(shí)拉斷或折裂;另一方面是插入土中時(shí)應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定位置和深度垂直而下,不要讓其偏斜和減短。

(2)袋裝砂井一般用直徑70cm塑料編制袋內(nèi)裝粗砂、中砂,裝實(shí)后直接打入土中。在砂料就地可取的地區(qū),是比較經(jīng)濟(jì)的,但應(yīng)注意其直徑變化,也應(yīng)控制其插入長度,防止長的袋裝砂井因重量大發(fā)生拉斷現(xiàn)象。若根據(jù)計(jì)算擬定需要很長砂井時(shí),可考慮用塑料排水板或類似的復(fù)合排水體代替。砂樁中的砂粒要注意粒徑粗些、雜質(zhì)少些,防止堆放場(chǎng)地的泥土污染砂源。

采用上述兩種材料一般均能起到排水固結(jié)作用,且由于其單價(jià)低,施工簡樸,操作容易,效果良好,已成為公路軟土地基深層處治的常用方法。2.2.2土工織物加強(qiáng)法采用編織土工布和土工格柵,鋪設(shè)于軟基表面,可單獨(dú)使用,也可以聯(lián)合使用。更多地是在深層處治后鋪設(shè)。其在土工中的重要作用有反濾、排水、隔離和補(bǔ)強(qiáng)4種,可以用來有效地解決軟土地基加固的難題。施工時(shí)應(yīng)先在地面填以厚度為30cm的中粗砂,以增長土工織物摩阻力,充足發(fā)揮其調(diào)整應(yīng)力的作用。一般在鋪設(shè)時(shí)采用張拉施工,并將兩端錨固為佳,并且還要注意材料質(zhì)量和工藝流程,如接頭處要銜接平整,材料應(yīng)檢查合格后才干使用。土工織物的作用重要表現(xiàn)在增長軟基的穩(wěn)定性。同時(shí)還起著隔離過濾、保持路基填土純凈的作用,而土工格柵的加強(qiáng)度和抗滑性,也有其獨(dú)到的特點(diǎn)。2.2.3復(fù)合地基法

(1)粉噴樁、旋噴樁都是用水泥(石灰或粉煤灰等)作為固化劑,通過深層攪拌機(jī)械,在地下深層將水泥等漿液或粉體經(jīng)攪拌后產(chǎn)生的化學(xué)固化和物理作用形成的樁體,并與樁固的加強(qiáng)土體形成復(fù)合地基,以增長地基承載力、壓縮模量和抗剪切力,以承擔(dān)較大的荷載，以減少地基沉降量為目的。

粉噴樁是用干粉與濕軟土攪拌成樁,其合用的加固范圍為天然含水量大于30%的淤泥質(zhì)土、粘性土和粉性土地基。粉噴樁加固深度一般在15～20m,直徑一般為50cm,水泥用量摻入比為15%～20%,石灰粉用量摻入比為12～15%，但最佳摻入比應(yīng)根據(jù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)擬定。旋噴樁是用高壓旋噴水泥漿液與軟土拌和形成柱體,旋噴樁直徑可噴射成40～200cm的柱體,長度也可深些。

復(fù)合地基法具有施工速度快、加固深度大、效果好、能有效地解決差異沉降、對(duì)周邊環(huán)境污染少等特點(diǎn)。因而目前較多的用于公路中結(jié)構(gòu)物及結(jié)構(gòu)與路基過渡段地基處治工程,特別是工期緊迫,規(guī)定限期通車的地段。(2)碎石樁是運(yùn)用振沖器,在高壓水流下邊沖邊振在軟土中成孔,并分批在孔內(nèi)充填碎石形成樁體,與擠密土體成為復(fù)合地基。

為了保證樁基質(zhì)量,在施工前應(yīng)作好地質(zhì)勘探并取出本地土樣,做室內(nèi)最佳配合比實(shí)驗(yàn),以擬定合理固化劑摻入量。在施工時(shí)要加強(qiáng)監(jiān)視以保證樁基位置、數(shù)量、長度,以及材料質(zhì)量和用量,攪拌次數(shù)和沖振情況,同時(shí)還要做取芯檢查或其他測(cè)試手段,如觸探、荷載實(shí)驗(yàn)以了解其加固效果。(3)強(qiáng)夯置換法合用于軟塑至流塑的粘性土等軟弱地基,對(duì)于解決差異沉降效果抱負(fù)。置換材料可用粒徑不大于500mm,能配良好的碎石類土及礫砂粗砂等硬質(zhì)材料,其含量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于5%,當(dāng)解決不排水抗剪強(qiáng)度小于20kPa的土層時(shí),宜選用直徑較大的塊石或碎石等。墩位布置對(duì)于公路這樣的條形基礎(chǔ)來說,宜按正方形、矩形或等腰三角形布置,墩的間距一般為3～6m。解決范圍應(yīng)大于基底面積,應(yīng)在解決地基范圍外緣增長一排墩。在墩頂應(yīng)鋪設(shè)一層厚度為0.5～1.0倍墩凈間距的墊層,最小厚度應(yīng)大于500mm,墊層材料可采用塊石、碎石等,該方法的有效加固深度一般為4～9m。

復(fù)合地基比之前幾種方法施工時(shí)間快,效果也不錯(cuò),但由于動(dòng)用機(jī)械多,使用材料貴,相應(yīng)造價(jià)也高。本文結(jié)合目前項(xiàng)目的實(shí)際情況僅對(duì)于常用的路基淺層軟基解決中的換填墊層法來展開說明。3、換填墊層法的原理換填法是淺層軟土地基的一種解決方法。其方法是將基礎(chǔ)地面以下一定深度范圍內(nèi)的軟弱土層挖去,然后以質(zhì)地堅(jiān)硬、強(qiáng)度較高、壓縮性較小、料源豐富、性能穩(wěn)定好、具有抗侵蝕性的砂、碎石、卵石、素土、灰土礦渣等材料分層換填,同時(shí)用人工或機(jī)械方法進(jìn)行表層壓、夯、振動(dòng)等密實(shí)解決至滿足工程規(guī)定的全過程。通過換填解決后,地基可以滿足結(jié)構(gòu)物的基底規(guī)定。墊層起的作用至關(guān)重大,其重要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):1)提高基底承載力。通過換填解決后的墊層,上部荷載被擴(kuò)散至墊層下的下臥層,從而達(dá)成上部建筑所需的地基承載力。同時(shí)，承載力與地基下土層的抗剪強(qiáng)度有關(guān)，墊層材料的抗剪強(qiáng)度較軟弱土層的要大得多,換填后,可以提高地基承載力,避免地基破壞。2)減少沉降量。一般而言,地基淺層部分的沉降量在總沉降量中所占比例較大(50%左右)。通過墊層置換軟弱土層后,可明顯減少地基的沉降量。同時(shí),通過墊層的擴(kuò)散作用,使下臥層土上的壓力較小,這樣又可減少下臥層土的沉降量。3)加速軟弱土層的排水固結(jié)。不透水基礎(chǔ)或透水性差的路堤直接與軟弱土層相接觸，在荷載作用下,軟弱土層中的水被迫繞基礎(chǔ)兩側(cè)排除,從而使基底下的軟弱土不易固結(jié),形成較大的孔隙水壓力,嚴(yán)重者還能導(dǎo)致塑性破壞的危險(xiǎn)。當(dāng)用滲透系數(shù)大的墊層材料置換后,可形成良好的排水通道,使基礎(chǔ)下面的空隙水壓力迅速消散,加速了軟弱土層的排水固結(jié)和強(qiáng)度的提高。4)調(diào)整不均勻地基的剛度。當(dāng)基底地質(zhì)變化明顯時(shí),因各地質(zhì)層剛度不一,容易導(dǎo)致不均勻沉降而破壞結(jié)構(gòu)物。通過同一材料的墊層換填后,運(yùn)用其自身的剛度條件,可以很好地改善地基剛度的不均勻性。5)防止凍脹。寒冷地區(qū)的凍脹破壞歷來是工程重視的現(xiàn)象之一。通過選用粗顆粒的墊層材料,運(yùn)用其孔隙大的優(yōu)點(diǎn),不易產(chǎn)生毛細(xì)管現(xiàn)象,因此可以有效防止寒冷地區(qū)土中結(jié)冰導(dǎo)致破壞。6)消除膨脹土的脹縮作用。因墊層能起到不同作用(可起換土作用,排水固結(jié)作用等),并且可根據(jù)所換土層性質(zhì)不同而相應(yīng)地變化。所以,墊層可起到消除膨脹土的脹縮作用。4、換填墊層材料的選用按換填材料的不同，墊層可分為素土墊層、砂和砂石墊層、灰土墊層、碎石墊層和廢渣墊層等。4.1素土墊層材料素土墊層的施工順序是先挖去基礎(chǔ)下的部分或所有軟土，然后回填素土，分層壓實(shí)。不宜用于回填地下水位以下土層。素土墊層土料一般宜粘性土為宜，但土料中有機(jī)質(zhì)含量不得超過5%，也不應(yīng)具有凍土或膨脹土；不應(yīng)采用地表耕植土、淤泥、淤泥質(zhì)土或雜填土。施工中基槽內(nèi)不得地下水，夯（壓）實(shí)行工時(shí)控制土料含水量使之接近最優(yōu)含水量。分層填筑時(shí)，虛鋪厚度為150mm～300mm。施工中長根據(jù)壓實(shí)系數(shù)λ來控制填土密實(shí)度。4.2砂和砂石墊層材料砂墊層比較土有較大的強(qiáng)度和變形模量，基礎(chǔ)底面的壓力通過砂墊層的擴(kuò)散作用分布到較大的面積上，以滿足地基穩(wěn)定和變形的規(guī)定。砂墊層的選用一般應(yīng)選擇強(qiáng)度高、穩(wěn)定性較好的中砂、粗砂和砂礫等。宜選用級(jí)配良好、質(zhì)地堅(jiān)硬的粒料，使其不均勻系數(shù)大于10，材料含泥量不應(yīng)大于5%，對(duì)于用作排水固結(jié)的墊層，含泥量不應(yīng)大于3%，且不宜夾雜過大的石塊，否則會(huì)導(dǎo)致墊層的不均勻壓縮。但施工時(shí)，砂墊層中不得具有植物殘?bào)w、垃圾等有機(jī)雜質(zhì)；砂墊層較其他材料造價(jià)較高，應(yīng)進(jìn)行比較來使用。5、軟土地區(qū)換填設(shè)計(jì)5.1軟土的判別方法高速公路軟土一般采用荷蘭式輕型動(dòng)力觸探儀以貫入20cm的錘擊數(shù)小于表一所規(guī)定的錘擊數(shù)進(jìn)行判別，當(dāng)采用此法有爭議時(shí)，應(yīng)取樣進(jìn)行含水量和孔隙比實(shí)驗(yàn)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果同時(shí)符合天然含水量大于或等于液限和天然孔隙比大于或等于1.0時(shí)，則判別為軟土。高速公路填筑路堤地基承載力規(guī)定表表一路堤高度（m）0～22～66～88～1212～16≥16地基承載力規(guī)定fo（kPa）≥130≥125≥130≥145≥155≥170標(biāo)準(zhǔn)輕型動(dòng)力觸探擊數(shù)N30（擊）≥18≥17≥18≥20≥21≥23荷蘭輕型動(dòng)力觸探擊數(shù)N20（擊）≥10≥9≥10≥11≥12≥145.2軟土換填深度的擬定荷蘭式輕型動(dòng)力觸探儀對(duì)軟土的判別及其范圍和深度的調(diào)查。貫入深度為h時(shí)所相應(yīng)的錘擊數(shù)N20（擊次/20cm）大于或等于表一中所規(guī)定的軟土錘擊次數(shù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，則此時(shí)的貫入深度h即為軟土深度。荷蘭動(dòng)力觸探實(shí)驗(yàn)應(yīng)在開挖縱、橫排水溝后至少連續(xù)三個(gè)晴天后進(jìn)行?？紤]到荷蘭動(dòng)力觸探判斷軟土深度的誤差，假如按規(guī)定深度清楚軟土后目測(cè)仍有軟土存在，則必須繼續(xù)觸探以擬定重新清楚軟土的深度。軟土路基換填解決方案1）、當(dāng)軟土深度在3m以內(nèi)，且分布范圍較小時(shí)，作為一般軟土地基對(duì)待，可采用清除所有軟土，回填監(jiān)理工程師認(rèn)可的材料（砂礫或碎石土、碎石等）進(jìn)行解決。2）、當(dāng)軟土深度大于3m，且分布范圍較大時(shí)，作為特殊軟土地基對(duì)待。其解決方案視實(shí)地情況并參照設(shè)計(jì)圖紙和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)辦公會(huì)議紀(jì)要的方案擬定。6、軟弱土層的墊層設(shè)計(jì)墊層設(shè)計(jì)規(guī)定滿足對(duì)地基變形、強(qiáng)度及穩(wěn)定性的規(guī)定，同時(shí)還應(yīng)具有良好的經(jīng)濟(jì)性。墊層設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容是根據(jù)承載力的規(guī)定來擬定墊層斷面的合理厚度和寬度：規(guī)定有足夠的厚度以置換也許被剪破的軟弱土層；有足夠的寬度以防止墊層向兩側(cè)擠出。對(duì)于排水墊層則還規(guī)定形成一個(gè)排水面，以促進(jìn)軟弱土層的固結(jié)。軟弱土層的墊層設(shè)計(jì)重要是通過檢測(cè)地基承載力來驗(yàn)算置換墊層的厚度。6.1常用的地基承載力測(cè)試方法目前,在公路路基橋涵地基承載力的檢測(cè)與評(píng)估過程中,存在不少問題。重要表現(xiàn)在依據(jù)不統(tǒng)一,檢測(cè)設(shè)備混淆,檢測(cè)結(jié)果過于簡樸,對(duì)于重要工程或地質(zhì)條件復(fù)雜時(shí),沒有進(jìn)行必要的室內(nèi)外實(shí)驗(yàn),簡樸得出地基允許承載力,使構(gòu)造物地基承載力無法評(píng)估。通過度析比較,并結(jié)合公路工程實(shí)踐,提出了相應(yīng)的地基承載力檢測(cè)方法,可作為路基橋涵地基檢測(cè)的依據(jù)。

1）、檢測(cè)方法

①靜載荷實(shí)驗(yàn)

靜載荷實(shí)驗(yàn)是在一定面積的承壓板上向地基逐級(jí)施加荷載,測(cè)求地基土的壓力與變形特性的原位測(cè)試方法。它反映了壓板下數(shù)倍承壓板直徑或?qū)挾确秶鷥?nèi)地基土強(qiáng)度、變形的綜合性狀,可以測(cè)求地基土和各種復(fù)合地基的承載力。靜載荷實(shí)驗(yàn)被認(rèn)為是檢查地基承載力是否滿足工程規(guī)定的最可靠方法,也是規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法。

但是該方法也存在一些問題:第一,設(shè)備笨重,實(shí)驗(yàn)周期長,受場(chǎng)地條件限制,一個(gè)工程只能做少數(shù)幾個(gè)點(diǎn)的測(cè)試,重要用于為設(shè)計(jì)提供資料,不能滿足地基解決過程中對(duì)施工質(zhì)量跟蹤檢測(cè)的規(guī)定,也不能對(duì)地基解決效果做出全面評(píng)價(jià)；其二,單樁復(fù)合地基靜載荷實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性與載荷板的形狀和尺寸密切相關(guān),當(dāng)載荷板的形狀與尺寸與實(shí)際復(fù)合地基單元塊不符時(shí),就相稱于改變了樁的布置方式和置換率,實(shí)驗(yàn)結(jié)果就不具代表性；其三,由于載荷板的大小和加載值的限制,靜載荷實(shí)驗(yàn)影響的深度范圍有限,地基的淺部情況對(duì)承載力影響較大；其四,由于實(shí)驗(yàn)自身的荷載分級(jí)問題,使靜載實(shí)驗(yàn)的誤差在5%～10%之間；其五,靜載荷實(shí)驗(yàn)承載力的取值也存在較大的隨意性。

②觸探方法

觸探分靜力觸探和動(dòng)力觸探。靜力觸探是將一定規(guī)格的圓錐形探頭,按一定的速率壓入土中,量測(cè)土對(duì)探頭的阻力,借以推測(cè)土的性質(zhì);動(dòng)力觸探是運(yùn)用一定能量的落錘,將與探桿相聯(lián)接的一定規(guī)格的探頭打入地基土中,根據(jù)探頭貫入土中的難易限度來探測(cè)地基工程性質(zhì)的一種現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法。觸探是檢查地基解決效果的較好手段之一,具有效率高、成本低等優(yōu)點(diǎn),合用于軟土、一般粘性土、砂土及類似柔性地基的承載力預(yù)估,但是它不能模擬地基的實(shí)際受力狀態(tài),影響成果的因素較多,是較為粗略的定量方法,存在標(biāo)準(zhǔn)化和定量化的問題,此外該方法對(duì)于水泥土樁、CFG樁、大塊的碎石樁復(fù)合地基不易貫入,致使該方法的使用受到限制。

③波速測(cè)試法

彈性波在土中的傳播速度是反映土的動(dòng)力特性的一項(xiàng)重要參數(shù)。由此可以擬定地基的動(dòng)剪切模量和動(dòng)彈性模量,進(jìn)而求出地基承載力。通過對(duì)加固前后彈性波速度的比較,可檢查地基的加固效果。該方法重要是通過用測(cè)試樁和樁間土的剪切波速或瑞利波速,進(jìn)而求出復(fù)合地基承載力的一種方法。瑞利波是在地表進(jìn)行施測(cè),具有方便、快速、成本低的特點(diǎn),隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,近十年在國內(nèi)得到了迅速的發(fā)展,該方法是運(yùn)用樁和土動(dòng)力學(xué)性質(zhì),測(cè)得樁和樁間土的瑞利波速,運(yùn)用地基承載力與波速的相關(guān)關(guān)系,推算出地基承載力。由于瑞利波速度反映某一頻率波長深度內(nèi)地層的平均波速,因此可用平均值來表達(dá)地層的物理力學(xué)性質(zhì),改變激振器的振動(dòng)頻率,瑞利波的波長也隨之改變,頻率增大,波長變小;頻率減少,波長增大,勘探深度加深,所以瑞利波法可以分層計(jì)算某一深度地層的平均物理力學(xué)參數(shù),瑞利波法測(cè)試地基的剪切波速度的理論和方法技術(shù)已趨成熟,然而如何把波速參數(shù)轉(zhuǎn)換成承載力值,仍需要針對(duì)不同的地基類型,做大量的實(shí)驗(yàn)研究工作,建立其數(shù)學(xué)物理方程以及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫,提高該方法的實(shí)用性。

④動(dòng)力參數(shù)法

該方法是根據(jù)動(dòng)力學(xué)原理,分別測(cè)出復(fù)合地基中樁和土的自振頻率和初速度,計(jì)算出樁和土的抗壓剛度系數(shù),再根據(jù)抗壓剛度系數(shù)和承載力的關(guān)系計(jì)算出樁土各自的承載力,最后按樁土承載力分擔(dān)公式,計(jì)算出復(fù)合地基承載力。運(yùn)用動(dòng)力參數(shù)法檢測(cè)樁基承載力,已有可靠的理論和較為成熟的經(jīng)驗(yàn)及應(yīng)用實(shí)踐,但是用于檢測(cè)復(fù)合地基承載力尚處在實(shí)驗(yàn)階段,欲保證承載力的測(cè)試精度,必須保證參數(shù)和動(dòng)靜關(guān)系的可靠性。在動(dòng)參數(shù)中,自動(dòng)頻率及參數(shù)質(zhì)量的擬定至關(guān)重要,但是在頻譜分析圖中,有效頻率幅值不一定是最大的,因而不一定形成頻譜分析圖中的主頻峰,此外帶寬不合適,會(huì)使有效頻率隱藏或模糊,也會(huì)給有效頻率的擬定帶來困難。有效頻率擬定不準(zhǔn),會(huì)給承載力的計(jì)算帶來很大的誤差,故該方法在擬定有效頻率時(shí),需要有相稱的經(jīng)驗(yàn)。在動(dòng)參數(shù)可靠的基礎(chǔ)之上,應(yīng)根據(jù)不同的地基類型,通過相稱數(shù)量的動(dòng)靜實(shí)測(cè)對(duì)比,進(jìn)行記錄分析,以擬定可靠的動(dòng)靜轉(zhuǎn)換系數(shù),以保證檢測(cè)成果的可靠性。

⑤附加質(zhì)量法

附加質(zhì)量法,在形式上是載荷板實(shí)驗(yàn)的模擬,即通過在載荷板上附加一定的質(zhì)量塊,用重錘激振旁土,測(cè)出每級(jí)荷載作用下“附加質(zhì)量—載荷板—地基”所組成體系的自振頻率,建立自振頻率與附加質(zhì)量之間的關(guān)系,進(jìn)而求出地基動(dòng)剛度或剛度系數(shù),再根據(jù)動(dòng)靜關(guān)系求出地基承載力。附加質(zhì)量法是建立在單自由度線性振動(dòng)體系模型之上的一種方法。故實(shí)體與模型是否有較好的等效性是決定該方法能否應(yīng)用的關(guān)鍵。凡是實(shí)測(cè)地基系統(tǒng)與該方法的理論型模型足夠相似或等效,采用該方法就能獲得良好的效果,故該方法合用于彈性較好,滿足單自由度體系的天然地基,各種復(fù)合地基及單樁承載力的測(cè)定;對(duì)于橡皮土、板結(jié)層、橫向彈性不對(duì)稱等類地基,效果不太抱負(fù),但是該方法可以運(yùn)用自身的特點(diǎn),檢查方法的有效性,“多級(jí)附加質(zhì)量法”可以運(yùn)用自振頻率(f)隨附加質(zhì)量(△m)增大而減小的規(guī)律去檢查具體的測(cè)點(diǎn)與模型的等效性,假如這種規(guī)律明顯,證明等效性是好的,測(cè)出的參數(shù)是可靠的。這種方法具有廣泛的合用性、足夠的可靠性、設(shè)備簡樸、測(cè)試速度快等優(yōu)點(diǎn)。

但是附加質(zhì)量法畢竟是一種間接方法,是通過測(cè)定動(dòng)參數(shù)去測(cè)定承載力的,不能測(cè)出相應(yīng)某一承載力的地基靜變形,因此它不能替代靜載荷實(shí)驗(yàn),相反它還必須借助于靜載荷實(shí)驗(yàn),去建立其動(dòng)靜關(guān)系,方可提供較準(zhǔn)確的承載力值。6.2項(xiàng)目實(shí)際中常使用的檢測(cè)方法

項(xiàng)目一般常采用標(biāo)準(zhǔn)輕型動(dòng)力觸探儀按承載力標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)算，通過公式fo=N6.3路基基底墊層厚度的擬定墊層厚度的擬定以墊層底面處土自重壓力與附加壓力之和不超過同一標(biāo)高處軟弱土層的地基承載力設(shè)計(jì)值為標(biāo)準(zhǔn)，換填墊層厚度Z應(yīng)根據(jù)墊層底部下臥土層的承載力擬定，并符合下式規(guī)定：Pz+Pcz≤faz（1）式中Pz----墊層底面處的附加應(yīng)力設(shè)計(jì)值（kPa）；Pcz----墊層底面處土的自重壓力值（kPa）；faz----經(jīng)深度修正后墊層底面處土層的地基承載力特性值（kPa）。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，一般根據(jù)下臥層承載力擬定墊層厚度。墊層厚度先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步擬定，然后按照式（1）校核。厚度值一般在0.5m～3m范圍內(nèi)，若太小則墊層作用不顯著，若太大則施工較困難且不經(jīng)濟(jì)。墊層底面處的附加應(yīng)力值Pz可按壓力擴(kuò)散角進(jìn)行簡化計(jì)算：條形基礎(chǔ)：Pz=b(P-Pc矩形基礎(chǔ)：Pz=bl(P-式中b----矩形基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)底面的寬度（m）；l----矩形基礎(chǔ)底面的長度（m）;P----基礎(chǔ)地面壓力的設(shè)計(jì)值（kPa）；Pc----基礎(chǔ)底面處土的自重壓力值（kPa）；z----基礎(chǔ)底面下墊層的厚度（m）;θ----墊層的壓力擴(kuò)散角（0），可按下表1采用。表1壓力擴(kuò)散角θ（0）z/b換填材料中砂、粗砂、礫砂、圓礫、卵石、碎石粘性土和粉土（8＜IP＜14）灰土0.2520628≥0.503023注：當(dāng)z/b＜0.25時(shí)，除灰土仍取θ=28o外，其余材料均取θ=0o；當(dāng)0.25＜z/b＜0.5時(shí)，θ值可內(nèi)插求得。6.4路基基底墊層寬度的擬定墊層的底面寬度應(yīng)以滿足基礎(chǔ)底面應(yīng)力擴(kuò)散和防止墊層向兩側(cè)擠出為原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。關(guān)于寬度計(jì)算，目前還缺少可靠的方法一般按下式計(jì)算或根據(jù)本地經(jīng)驗(yàn)擬定。b’≥b+2ztanθ式中b’----墊層底面寬度（m）；Θ----墊層的壓力擴(kuò)散角（0），可按表1采用；當(dāng)z/b＜0.25時(shí)，仍按z/b=0..25取值。墊層頂面每邊宜比基礎(chǔ)底面大0.3m，或從墊層底面兩側(cè)向上按本地開挖基坑經(jīng)驗(yàn)的規(guī)定放坡，整片墊層的寬度可根據(jù)施工的規(guī)定適當(dāng)加寬。6.5涵洞基底墊層厚度的擬定墊層厚度一般根據(jù)墊層底部下臥層的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和不大于同一標(biāo)高處軟弱土層的允許承載力而擬定。其值應(yīng)符合下式規(guī)定:σH≤[σ](5)式中：σH----墊層底面處的計(jì)算壓應(yīng)力,kPa;[σ]----墊層底面處軟土地基的允許壓應(yīng)力,kPa。對(duì)矩形基礎(chǔ),可按下式計(jì)算:σH=abσab+(a+b+34hstanφ)式中：σ----有荷載引起的基礎(chǔ)底面的平均壓應(yīng)力，kPa;γ----原地面至墊層頂面之間的土層容重，kN/m3；γs----墊層容重，在地下水位以下時(shí)應(yīng)扣除水的浮力，kN/m3。6.6涵洞基底墊層底面尺寸的擬定墊層的底面尺寸應(yīng)滿足應(yīng)力擴(kuò)散的規(guī)定，矩形基礎(chǔ)墊層的底面尺寸可按下式擬定：A=a+2hstanφ，B=b+2hs其中，a，b為基礎(chǔ)的長度和寬度，m；A,B為墊層的長度和寬度，m；hs為墊層的厚度；φ為墊層的擴(kuò)散角。7、換填墊層的施工1）換填墊層施工時(shí)應(yīng)注意基坑排水，除采用水撼法施工砂墊層外，不得在浸水條件下施工，必要時(shí)應(yīng)采用減少地下水位的措施。2）基坑開挖時(shí)應(yīng)避免坑底土層受擾動(dòng)，可保存約200mm厚的土層暫不挖去，待鋪填墊層前再挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高。嚴(yán)禁擾動(dòng)墊層下的軟弱土層，防止其被踐踏或受水浸泡。在碎石或卵石墊層底部宜設(shè)立150～300mm厚的砂墊層或鋪一層土工織物，以防止軟弱土層表面的局部破壞，同時(shí)必須防止基坑邊坡坍土混入墊層。3）墊層底面宜設(shè)在同一標(biāo)高上，如深度不同，基坑底土面應(yīng)挖成階梯或斜坡搭接，并按先深后淺的順序進(jìn)行墊層施工，搭接處應(yīng)夯壓密實(shí)。4）墊層施工應(yīng)根據(jù)不同的換填材料選擇施工機(jī)械。粉質(zhì)粘土、灰土宜采用平碾、振動(dòng)碾或羊足碾。粉煤灰宜采用平碾、振動(dòng)碾、平板振動(dòng)器、蛙式夯。礦渣宜采用平板振動(dòng)器或平碾，也可采用振動(dòng)碾。墊層的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)可按