摘要:本文简单叙述了软土地基的基本特征和破坏失稳机理,介绍了堤防工程软土地基常用的八种处理措施和适用范围。通过案例说明了相应的处理效果。
关键词:堤防工程软土地基处理效果
软土地基是指压缩层主要由淤泥、淤泥质土或其他高压缩性土构成的地基。其承载能力很低,一般不超过50KN/m2。在软土地基修筑堤防工程,必须解决好四个方面的问题:①地基的强度和稳定性问题。②地基的变形问题。③地基的渗漏和溶蚀问题。④地基的振动液化与振沉问题。因此,研究堤防工程软土地基的特征,提出相应的处理措施就十分重要了。
一、软土地基的特征
软弱土包括淤泥、淤泥质土、杂填土及饱和松散粉细砂与粉土。堤防工程中主要是指天然孔隙比大于或等于1.5的亚粘土、粘土组成的淤泥和天然孔隙比大于1.0小于1.5的粘土组成的淤泥质粘土。其主要特征如下:
1.孔隙比和天然含水量大
我国软土的天然孔隙比e一般在1~2之间,淤泥和淤泥质土的天然含水量W=50~70%,高的可达200%,普遍大于液限。
2.压缩性高
我国淤泥和淤泥质土的压缩系数一般a1~2都大于0.5MPa-1,建造在这种软土上的建筑物将发生较大的沉降,尤其是沉降的不均匀性,会造成建筑物的开裂和损坏。
3.透水性弱
软弱土尽管其含水量大,透水性却很小,渗透系数K≤1(mm/d)。因此,土体受到荷载作用后,呈现很高的孔隙水压,影响地基的压密固结。
4.抗剪强度低
软土通常呈软塑~流塑状态,在外部荷载作用下,抗剪性能极差,我国软土无侧限抗剪强度一般小于30KN/m2(相当于0.3KN/m2)。不排水剪时,其内摩擦角几乎为零,抗剪强度仅取决于凝聚力C,一般C<30KN/m2;固结快剪时,内摩擦角=5°~15°。
5.灵敏度高
软粘土上尤其是海相沉积的软粘土,在结构未被破坏时具有一定的抗剪强度,但一经扰动,抗剪强度将显著降低。其灵敏度(含水量不变时原状土与重塑土无侧限抗压强度之比)一般在3~4之间,有的甚至更高。
二、软土地基失稳的机理
引起软土地基上堤防滑动破坏的原因,在于软弱地基中某一面上的剪应力大于等于它的极限抗剪强度。究其原因主要有两个方面:一是由于剪应力的增加。例如:堤防加高加宽引起堤身重量加大、降雨使土体容重增加、水位降落产生渗透压力,地震和打桩引发动荷载等。二是由于软土地基本身抗剪强度的减小。例如:孔隙水压力的升高、气候变化旌干裂和冻融、粘土夹层因浸水而软化以及粘性土的蠕变等。
根据《堤防工程设计规范
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