软弱地基的处理方法分析_开题报告

一、文献综述

（一）国内研究现状

1. 软土工程特性研究现状

    软土具有高含水量、大孔隙、低密度、高压缩性、低透水性以及中等灵敏度等特点。多年来,国内岩土工程方面的专家及学者对软土地基特性方面的研究进行了大量的工作。龚晓楠教授对粘土结构性对其力学性质的影响及形成原理、复合地基理论等方面进行了研究,编著了《地基处理手册》。沈珠江教授对软土工程特性、软土地基设计及软土地基处理方面也进行了深入的研究。叶书麟、林宗元、白冰、高大钊、孙更生、冯铭章、郑大同等专家都开展了许多的软土地基方面的理论研究工作。

工程实际中的研究发现,即使同样可归类为软土,但在不同地区或在同一地区的不同路段,所表现出来的工程特性有很大的不同。在区域性软土地基研究方面,孙更生、郑大同对上海软土、福建沿海软土和天津新港软土的一般工程特性进行了一定的研究白冰、肖宏彬对软粘土基本物理力学特性的研究主要针对湖北省宜昌至黄石一级公路仙桃至江陵段的软粘土魏道垛、高大钊等人对上海软土的工程性质进行了一定研究陈艺南等人对连云港滨海软土工程特性进行了一定研究吴礼年等人对某电厂长江漫滩相软土成因及工程特性研究进行了一定研究彭意对连云港扒山头区海域软土的特性进行了一定研究。

近些年,学者针对软土地基处理及区域性的工程特性软土进行了大量的研究。1998年,龚晓南、徐日庆、郑尔康等主编了《高速公路软弱地基处理理论与实践》,该书收录的大量对高速公路软基处理的理论计算与分析、试验研究与分析以及处理技术的工程实践等进行了研究的文章。1998年,折学森编著了《软土地基沉降计算》,对软土地基的土中应力计算、应力应变关系、沉降分析及稳定性分析等方面进行了研究。2001年,李镜培等发表了《土性指标的变异性研究》,针对土性物理力学指标的变异性进行了研究。2001年,王晓谋、袁怀宇等编著了《高等级公路软土地基路堤设计与施工技术》,针对我国软土的分布及特点、软土地基路堤设计与施工等方面进行了研究。2002年,王煌霞等发表了《连云港海相沉积软土的工程特性》,对连云港的海相沉积软土的工程特性进行了一定的研究分析。2002年,梁国钱、张民强、俞炯奇、孙伯永等发表了《浙江沿海地区软土工程特性》,分析研究了浙江沿海地区软土物理力学指标地域分布规律及

指标间的相互关系。2003年,章定文、刘松玉、于新豹等发表了《连云港海相软土工程特性及处治方法探讨》,系统分析了连云港海相软土的基本物理力学性质指标统计特征,并总结了该地区海相软土主要物理力学性质指标之间的相关关系。2004年,张留俊、王福胜、李刚等编著了《公路地基处理设计施工实用技术》,研究了软土的成因类型及分布特点,及我国各地软土物理力学指标的范围值或经验值。

多年来针对天津软土方面的研究也取得了一定的成果。侯钊、陈环、钱征等人对天津软土地基进行了一定研究郭连清、蔡友明等人对天津新港地区码头岸坡设计进行了一定研究。这些研究成果反映了地区或区域性软土的工程特性,对当地的工程实践具有较高的参考价值。2002年,王旭东、肖树芳、房后国等发表了《天津海积软土结合水固结分析》,从微观角度入手,对比理论固结曲线与试验压缩曲线,分析产生偏差的原因,提出结合水固结新概念。2002年,雷华阳、肖树芳等发表了《天津软土的次固结变形特性研究》,通过对天津市海积软土进行的固结试验,从微观的角度出发,结合净势能曲线解释了固结曲线上拐点的意义,研究了次固结系数的变化规律,同时建立了次固结系数与时间、固结压力和压缩指数的关系。2007年,夏卜敬、盛建龙、姚尧等发表了《天津软土地区地基承载力确定方法研究》,通过原位测试、直剪试验等方法确定地基承载力,并进行了比较和分析,分别建立了本地区承载力的理论值、原位测试值与力学指标确定值之间的线性回归关系。2008年,杜东菊、杨爱武、柳艳华、刘举、吴永红等发表了《天津滨海新区软土微结构与地基处理新技术研究》,将天津滨海新区海积软土作为

研究对象,以软土微结构特征及结构强度为基础,初步建立软土微结构特征与宏观力学行为的关系。

2. 软土地基处理技术评价研究现状

由于软土地基处理的费用巨大,国内外软基评价的研究主要集中在处理方案的比选上,通过对软基处理方案从技术和经济上进行对比分析,最后优选得出最佳方案,从而达到技术可行、经济合理的目的。

近些年国内外学者提出的灰色理论、模糊理论、理论等,在软土地基处理方案的优化选择上得到了不同程度的应用。现己有祝启坤等利用模糊数学理论,通

过专家调查及工程类比分别给出一些影响处理方法的因素的影响程度,然后通过对评价指标的排序决定施工工艺`王广月等采用层次分析法,根据地基处理的性质和所要达到的目标,将影响处理方法的因素分解为不同的组成因素,并最终把系统分析归结为最低层相对于最高层的相对重要性权值的确定或相对优劣的排序,进而可以确定最合适的处理方法。这些研究只采用单一的综合评价方法进行评价,由于人为因素的影响存在一定的不准确性。

从对国内外资料的调研来看,对于软土地基处理方案评价的研究较多,而对软基处理技术本身评价的研究很少。软土地基处理技术评价要考虑的因素很多,比如工期、造价、处理效果、材料来源及消耗、机具条件、施工因素、环境影响等。要使每一个目标都达到最优是很困难的,甚至是不可能的,只能考虑各个目标的相对重要性,最终得出对处理技术的综合评价。

软土地基处理技术评价是一个既含有定量因素,又包括定性因素的问题,运用传统的数学方法来建立评价模型是比较困难的,借鉴国内外关于软基处理方案评选的研究,利用模糊理论对非定量问题进行分析,从而将复杂的技术评价问题简单化、直观化。

国外研究现状

   

1.地基处理技术的创新    

近几年来，世界各地因地制宜的发展了许多新的地基处理方法。 

（1）添掺外加剂方面 

以前的地基处理方法大多从机械设备着手，从而建立某种工法，而从材料入手提高地基处理质量和效果的较少。高性能土壤固化剂土壤混合后，特别是与高含水量和富含有机质的淤泥发生一系列物理化学反应，形成相互连接的网状结构，从而提高固化土的强度，减少地基变形。通过室内实验和现场试验证明，用高性能土壤固化剂作地基处理特别是对软弱地基的处理很有效，比普通水泥加固效果好的多，此项技术在国外应用已相当普遍已有很成熟的研究机构和公司，但在国内尚属起步阶段。

（2）水泥土搅拌法方面

水泥浆搅拌法是美国在第二次世界大战后研制成功,称之为就地搅拌桩。后来日本等国又将其进一步发展,并研制了各种深层搅拌的施工机具。国内1977年由冶金部建筑研究院和交通部水运规划设计院对水泥深层搅拌法进行了引进、开发,并于1980年正式投入使用。铁道部第四勘测设计院于1983年初开始进行粉体喷射搅拌法加固软土的试验研究,并在软土地基加固工程中使用,获得良好效果。目前,水泥土搅拌桩复合地基己在实际工程中已得到比较广泛的应用。

关于水泥土搅拌桩设计方面的研究很多。刘利民等从工作荷载作用下水泥

土搅拌桩存在着一个临界桩长这一事实出发,通过大量的理论计算和实测资料分析,提出了以沉降控制为基础的水泥土搅拌桩设计方法。许成祥等针对水泥土搅拌桩设计中存在简化受力情况的问题,在分析桩体侧向土压力和水泥土三向受压强度的基础上,提出了考虑侧向土压力影响的水泥土搅拌桩设计方法。李志华对桩土应力比作了详细而深入的研究分析,在此基础上,进行了基于桩土应力比的复合地基的优化设计。熊辉对水泥搅拌桩复合地基设计中的一些问题进行了探讨,提出了基于沉降控制理论应用复形调优法的水泥搅拌桩复合地基设计思想。胡文平等运用优化理论,对沉降控制水泥土搅拌桩复合地基进行优化设计,提出了优化设计数学模型和实用分析方法夕'。赵东亮认为水泥搅拌桩桩长是复合地基设计中的一个主要参数,桩长应控制在有效桩长范围内,有效桩长不仅与桩土特性有关,还与群桩及荷载分布有关,桩一桩相互作用降低了桩的刚度,并使群桩的有效桩长加大了。冯仲仁等将遗传算法应用于深层搅拌桩设计中,以单位面积内深层搅拌桩的水泥用量为优化目标函数,提出了基于遗传算法的优化设计方法。叶观宝对水泥土搅拌法处理高速公路软基的理论和设计方法进行总结与分析,并提出设计要点和设计理念。李二兵等研究表明,造成水泥搅拌桩复合地基沉降过大、沉降不均等问题的主要因素有面积置换率、桩长和桩体强度三个方面,应根据实际情况选取合适的面积置换率和水泥掺入比,适当增加桩长能有效控制复合地基的沉降,地基设计时应同时满足承载力和沉降要求,并应以沉降控制为主。蒋希雁认为水泥土桩复合地基的沉降随桩长、置换率、桩身强度等因素变化的关系,具体地提出了水泥土桩复合地基的设计步骤,并对其沉降实用计算方法进行了分析,提出了较符合实际、简便的计算方法,为水泥土桩复合地基的设计提供了一定的参考。徐超等利用载荷试验研究了水泥土搅拌桩的有效桩长。孔祥国分析了深层水泥搅拌桩设计与应用中的若干问题,讨论了单桩承载力的确定方法和复合地基的沉降计算方法以及设计中若干参数的取值问题,提出了一些改进意见。焦国强阐述了水泥土搅拌桩在设计中常用的公式,特别是对承载力、沉降做了详细的讨论,指出了公式选用的方法,对这类桩的设计与应用有一定的参考价值。苏阳分析了深层搅拌形成的水泥土桩体有其固有的荷载传递规律,并对基础平面尺寸及桩长的优化设计进行了探讨。陈永强、崔正聪结合珠三角西北部地区地质情况和软土地基物理力学特点,阐述水泥深层搅拌桩在高等级道路软基处理中的设计、施工、检测控制。梁晨探讨现行规范中关于水泥搅拌桩在计算方法中存在的问题,并分析其原因,根据经验提出在设计阶段应注意的问题和改进意见。

研究现状表明,迄今还没有明确的水泥土搅拌法处理高速公路软基优化设计方法,设计多以经验类比为主。很多设计人员由于对水泥土搅拌桩复合地基的特点缺乏足够的认识,常常盲目设计,从而给工程带来许多问题。例如由于设计不合理发生工程事故,或者由于设计太保守造成经济上的浪费。

^范文提纲

1软弱地基处理概述

1.1软弱地基的性质

1.1.1软弱地基的形成原因

1.1.2软弱地基处理的目的及意义

1.1.3软弱地基处理方法的选择原则

2 施工处理措施

2.1 一般处理方法

2.2 其它处理方法

3 软弱地基处理

3.1软弱地基的处理方法 

3.1.1换填垫层法

3.1.2预压法

3.1.3挤密法

3.1.4深层搅拌法

3.1.5高压喷射注浆法

3.1.6灌浆法

3.1.7强夯法

3.1.8加筋法   

3.2软弱地基的局部处理方法 

3.2.1松土的处理

3.2.2砖井和土井的处理

3.2.3局部范围内硬土处理

3.2.4管道处理

3.2.5橡皮土的处理 

4软弱地基处理方法的综合应用 

4.1地基与构造物处理的综合运用

4.2软弱地基处理方法的选择 

4.2.1地质条件

4.2.2设计施工条件

4.2.3场地环境条件

4.2.4结构物条件

5建筑设计中采用的措施 

5.1建筑设计简单化和划分

5.2增强结构整体刚度

5.3注意相连建筑物的相互影响

5.4减轻建筑物的自重

6软弱地基处理的创新与可持续发展 

6.1添渗外加剂

6.2综合应用水平方面

6.3可持续发展方面

7工程案例分析

8结束语

三、参考文献

[1] 叶文麟,叶观宝.地基处理[ M] .北京:中国建筑工业出版社, 1997. 35-37. 

[2] 唐大雄,刘佑荣.工程岩土学[ M] .北京:地质出版社,1999. 22-24. 

[3] 王广月,王盛桂.地基基础工程[ M] .北京:中国水利水电出版社,2001. 77-78. 

[4] 桩基工程手册编写委员会.桩基工程手册[ M] .北京:中国建筑工业出版社,1995. 49-50. 

[5] 龚晓南,张航. 第四届地基处理学术讨论会^范文集[ C ] . 浙江大学出版社,1995.65-67

[6 ]黄绍铭，高大钊.软土地基与地下工程[M].北京:中国建筑工业出版社，2005.25-27 [7]叶书麟，叶观宝.地基处理与托换技术[M].北京:中国建筑工业出版社，2005.38-40 [8]顾晓鲁，钱鸿缙，刘惠珊等.地基与基础[M].北京.中国建筑工业出版社，2003.45-47 [9]马小峰，谭龙.浅谈软土地基处理方法[J].山西建筑，2008.52-54 [10]杨峰，谭龙.软弱地基处理方法的运用[J].工程建设与档案,2003.

[11]陈莞尔软弱地基加固方法的合理选择[J]地基基础,2004