『壹』 軟土路基處理方法有哪些
根據地基土的工程特性,選用適當的處理措施。經過長期的實踐,在公路、鐵路中形成了多種形式的軟土地基處理方法,結合很多的施工企業多年施工經驗及有關專家學者的論述進行總結歸納如下:
1 換填墊層法
當軟弱土層厚度不很大時,可將路基面以下處理范圍內的軟弱土層部分或全部挖除,然後換填強度較大的土或其它穩定性能好、無侵蝕性的材料(通常是滲水性好的中粗砂)稱為換填或墊層法。此法處理的經濟實用高度為2~3m,如果軟弱土層厚度過大,則採用換填法會增加棄方與取土方量而增大工程成本。
通過換填具有較高抗剪強度的地基土,從而達到增強地基承載力的目的,滿足構築物對地基的要求。
主要加固方法有換填、拋石擠淤、墊層、強夯擠淤幾種。墊層法根據材料的不同可分為砂(礫石)墊層、碎石墊層、粉煤灰墊層、干渣墊層、土(灰土、二灰)墊層。代表方法有砂墊層法及換填法。
砂礫墊層:當路堤高度小於極限高度的2倍,軟土層較薄,填築材料比較困難,或雨季施工時,採用砂礫(砂)墊層,在填土與基底之間設一排水面,從而使地基在受到填土荷載後,迅速地將地基土中的孔隙水排出,加快固結速度,提高地基的承載力,減少沉降,防止地基局部剪切變形。要注意控制填土速度,所用的材料為含泥量不大於5%的潔凈中粗砂,或最大粒徑小於5cm的天然級配砂礫。 換填法:在軟土厚度不大於2m 時,利用滲水性材料(砂礫或碎石)進行置換填土,可以降低壓縮性,提高承載力,提高抗剪強度,減少沉降量,改善動力特性,加速土層的排水固結。它的特點是施工工藝簡單,但費用比較高。
拋石擠淤:當軟土或沼澤土位於水下,更換土施工困難,且厚度小於3m,表層無硬殼、基底含水量超過液限、路堤自重可以擠出的軟土之上,排水比較困難時,採用拋片石(直徑一般不小於 30cm)擠淤的方法。從中部開始拋石,逐漸向兩邊延伸,擠出淤泥,提高路基強度。
2 深層密實法
採用爆破、夯擊、擠壓和振動及加入抗剪強度高的材料等方法,對地基深層的軟弱土體進行振密和擠密的地基加固方法稱為深層密實法。適用於軟土厚度>3m的中厚軟土的加固,分布面積廣的軟基加固處理,其加固深度可達到30m。
通過振動、擠壓使地基中土體密實、固結,並利用加入的具有高抗剪強度的樁體材料置換部分軟弱土體中的三相(氣相、液相與固相)部分,形成復合地基,達到提高抗剪強度的目的。
主要加固方法:強夯法、土(或灰土、粉煤灰加石灰)樁法、砂樁法、爆破法、碎石樁法(振沖置換法)、石灰樁法、水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁法)、粉噴樁法、旋噴樁法。代表方法有碎石樁法、強夯法、水泥粉煤灰碎石樁法、粉噴樁法。
強夯法:對於砂土地基及含水量在一定范圍內的軟弱粘性土地基,可採用重錘夯實或強夯。它的基本原理是:土層在巨大的沖擊能作用下,土中產生很大的壓力和沖擊波,致使土體局部壓縮,夯擊點周圍一定深度內產生裂隙良好的排水通道,使土中的孔隙水(氣)順利排出,土體迅速固結。強夯後地基承載力可提高3~4倍,壓縮性可降低200%~1000%。其佳夯擊能:從理論上講,在最佳夯擊能作用下,地基土中出現的孔隙水壓力達到土的自重壓力,這樣的夯擊能稱最佳夯擊能。因此可根據孔隙水壓力的疊加值來確定最佳夯擊能。在砂性土中,孔隙水壓力增長及消散過程僅為幾分鍾,因此孔隙水壓力不能隨夯擊能增加而疊加,可根據最大孔隙水壓力增量與夯擊次數關系來確定最佳夯擊能。 蘭海高速公路某滑坡體的堆積破碎泥岩堆積物厚度4~12M.從土樣的土工試驗報告可知為低液限黏土含
水量29.8~20.2,凝聚力13.8~12.2KPA,內摩擦角13.8~20.2.
擠密砂樁、碎石樁加固法:屬於復合地基的一種,當軟土層較厚,換填處理比較困難,地基土屬於非飽和粘性土或砂土時,採用擠密砂樁或碎石樁加固法,可以使地基土密實,容重增加,孔隙比減少,防止砂土在地震或受震動時液化,提高地基土的抗剪強度和水平抵抗力,減少固結沉降,使地基變均勻,起到置換、擠密、排水作用,防止地基產生滑動破壞,提前完成沉降,減少沉降差。
3排水固結法
在軟土地基上加壓並配合內部排水,加速軟土地基的排水,加快軟土固結的處理方法稱為排水固結法。適用於處理各類淤泥、淤泥質粘土及沖填等飽和粘性土地基。
軟土地基在附加荷載的作用下,逐漸排出孔隙水,使孔隙比減小,產生固結變形。在這個過程中,隨著土體超靜孔隙水壓力的逐漸擴散,土的有效應力增加,並使沉降提前完成或提高沉降速度。
主要加固方法:堆載預壓法、砂井法、袋裝砂井、真空預壓法、電滲排水法、降低地下水位法、塑料排水板法。
預壓處理:分為超載預壓、等載預壓和欠載預壓等,其施工工藝簡單,但工期較長,超載預壓的時間一般為6個月,通常與排水處理地基相結合使用。廣州市新窯南路道路工程就是利用堆載法加固軟土路基的.新窯南路道路工程起點為廣州大道K4+600,終點為北山村K11+700,全長約7KM.道路沿線地層結構自上而下分別為:地殼硬殼包括鬆散狀雜填土,素填土和軟塑狀耕土,厚度為0.40~2.20;軟土層包括流塑狀淤泥和淤泥質土,厚度為1.51~9.39,沿線厚度變化大;下伏層包括粘性土和砂層.堆載預壓時間從1995年到2003年,大約7~8年.
袋裝砂井:對於軟土厚度大、路堤穩定、填土高的軟土路基,採用袋裝砂井,可增加軟土豎直方向的排水能力,縮短水平方向的排水距離,加速軟土的強度。砂袋灌入砂後,砂井可採用錘擊法或振動法施工。它的施工工藝復雜,費用相對較高,所用的時間較長,可採用矩形或梅花形布樁。珠江地區某市公路的地質勘探表明,地基土質分布比較均勻,除表層1。0m左右耕植土外,接著為8.6m厚的高含水量、高壓縮性、低強度,高含粘性的超軟弱淤泥。第三層為厚約1.0m的貝殼粉砂土;第四層又為7.6m厚的淤泥質粘土;以下分別是0.5m厚粘土和3.0m厚粉細砂。往下為擊數(SPT)大於19擊的含礫粗砂層,再往下土質更好。地基土質為20m左右深厚的淤泥,含水量高達85.7%,十字板剪切強度僅4Kpa,且淤泥分布深度大致由前方向後方陸域傾斜,前淺後深,前方相對有利。在這樣大面積超軟弱的淤泥地基上築路需作軟基深層處理,以防止施工期軟基沉降緩慢,引起工程完工後仍有較大剩餘沉降量,同時不致因載入引起地基失穩破壞。這一帶因軟基不當而出現工程質量或安全事故是較常見的,就設計採用Ф7cm袋裝砂井加砂墊層堆載預壓排水固結進行軟基加固,目的是通過打設砂井使第二、四層淤泥土排水固結後,土質強度獲得提高、減少工程投產後的沉降,保證工程的正常使用,滿足工程設計要求。
塑料排水板:排水原理與袋裝砂井相同,由於是工廠製作,它的質量穩定、重量輕、運輸保管方便,施工工藝比較簡單,投入勞力少,費用相對較低,並且滲濾吸水性好,具有一定的強度和延伸率,對土的擾動小,預壓時間較長,在工程中得到廣泛應用,但對於提高土層的抗剪能力不如袋裝砂井。
4.化學加固法
通過在軟土地基中加入水泥或其它化學材料,進行軟土地基處理的方法稱為化學加固法。適用於處理砂土、粉土、淤泥質粘土、粉質粘土、粘土和一般人工填土,也可以在處理裂隙岩體及已有構築物地基加強中。
水泥或其它化學材料注入土體後,與土體發生化學反應,吸收和擠出土中部分水與空氣形成具有較高承載力的復合地基。
主要加固方法:硅化法、粉噴樁、旋噴樁、注漿、水泥土攪拌法。
硅化法:用水玻璃為主的混合溶液對軟土進行化學加固的方法稱為硅化法,藉助於電的作用進行加固稱為電硅化法。它的特點是加固作用快,工期短,但造價較高,不適用於滲透系數太小的土。
旋噴樁:旋噴樁可分為粉體噴射樁、高壓噴射注漿法等。對於強度低、壓縮性高、排水性能較差的軟土,採用灰土樁(水泥土樁、石灰土樁、二灰土樁等)與地基組成復合地基,大部分荷載由樁體承受,從而提高地基承載力,減少工後沉降。它的施工工藝比較復雜,需要配置專門的旋噴設備。利用粉噴樁施工造價較高,處理效果可靠,適用土層范圍廣。
5. 加固路基法
通過在路基中埋入高強度、大韌性的土工聚合物、拉筋、受力桿件或柴(木)梢排等方法加強路基的自身強度,增加抵抗地基變形沉降的能力。適用於軟弱岩體、土體中的路堤與路塹。
主要加固方法:加筋土路基、土工聚合物、土釘牆、土層錨桿、土釘、樹根樁法、柴(木)梢排法。
加筋路基法(土工布或土工格柵法):對於沉降量不大的路堤,高路堤填土適當採用土工布墊隔,限制了軟基和路基的側向位移,增加了側向約束,從而降低應力水平,加強了路基剛度與穩定性,提高了路基的水平橫向排水,使荷載均布。採用土工布覆蓋攤鋪,既提高路基剛度,也使邊坡受到維護,有利於排水,增加地基穩定性。
樁架支擋法(柴木梢排):用柴木梢扎排,鋪於路基底面,以擴大其承載作用,保持路基穩定,適用於交通量不大,且柴木梢豐富的地區,高等級公路中不宜採用。
6. 其它加固方法
除了上述軟土路基處理方法外,比較常用的還有樁基、沉井、側向約束法、反壓護道法。樁基與沉井常用於在軟土地基中建設重要構築物(橋梁、大型涵洞等)的基礎中,根據軟弱土層的厚度其下承層土質情況,樁基設計可分為柱樁與摩擦樁兩種。常用的樁基有鑽孔樁、挖孔樁、管樁、木樁。
反壓護道法:當軟土和沼澤較厚,路堤高度不超過極限高度的2倍時,路堤兩側填築適當厚度和寬度的護道,在護道附加荷載的作用下,保持地基的平衡,增加抗滑力矩,防止路堤的滑動破壞。施工時,護道盡量與路堤同時填築,且壓實度要達到90%以上。它的特點是施工工藝簡單、費用較低,但施工用地增大。側向約束與反壓護道的加固機理均是限制軟弱土體向旁擠出,以增加路堤的抗剪能力。側向約束法適合軟土層厚度較小,軟土體面積較大的軟土地基的加固。反壓護道法適合軟土體分布面狹窄而軟土體厚度較大的軟土地基的處理。
『貳』 軟土地基的處理方法有幾種
1、強夯法處理。強夯法是利用重錘自由落下的巨大沖力能所產生地沖擊波反復夯擊地基土,將夯面以下一定深度地土層夯實,以提高地基的承載力和土體的穩定性,降低壓縮性。由於夯擊能力大,加固深度也大。對於一般的軟土地基加固有著良好的效果。現在常用的強夯技術加固軟土地基的方法有:擠密碎石樁加夯法、砂樁加夯法、真空/堆載預壓加強夯、強夯碎石墩。
2、粉煤灰應用法。粉煤灰具有容量小,滲透性好,有較高的靜力抗剪強度,較低的壓縮性,與石灰等鹼性物質產生水化反應後產生凝硬性。根據軟土地基存在的弱點,利用粉煤灰可處理軟土地基。粉煤灰應用的主要有二灰樁,粉煤灰混凝土樁,粉煤灰固結樁等,與土體形成復合地基加固深層軟土地基。
2.1二灰樁法。(1)以粉煤灰為主的二灰樁,主要是對軟土地基產生擠密和置換作用。用於軟土地基加固時,使復合地基承載力較天然地基承載力提高了142%,樁間土承載力提高了46%.(2)以石灰為主的石灰—粉煤灰樁,配比為粉煤灰:生石灰=3:7-1:9,主要對地基產生置換,成孔擠密,膨脹擠密,脫水擠密和膠凝作用。
2.2粉煤灰固結樁。在軟土地基中採用粉煤灰固結樁,具有成型可靠,形狀任意選擇,造價低廉,改良地基的效果好,抗變形能力強,樁體密實度高等優點。粉煤灰固結樁由粉煤灰,石膏,水泥加水而成,加壓注入尼龍袋中,擠密周圍土體,必要注漿管可上下反復二次壓漿,尼龍袋具有模板,過濾脫水,加壓和增強等作用,由於灌注加壓排水措施,尼龍袋微孔在灰漿向外滲出的過程中,水只能向外滲,並被隔離在袋外,形成固結硬化均勻的樁體。
2.3粉煤灰混凝土樁。粉煤灰混凝土樁由粉煤灰,碎石,中粗砂和水泥組成,在軟土地區採用鑽孔壓漿工藝施工粉煤灰混凝土樁時,必須使混凝土的塌落度達到140-180mm,且碎石最大粒徑為1-3cm,為保證樁身強度和降低成本,摻入35%-45%中粗砂作為細骨料。粉煤灰樁和樁間土一起通過鋪設在其上的褥墊層形成復合地基,其承載力的提高具有很大的可調性,沉降變形小,造價低。加入粉煤灰後,使樁體具有明顯的後期強度。根據其樁身強度較高的特點,在軟土地基中採用就可得到更高的承載力。
3、水泥土粉噴樁法。粉噴樁與周圍的土體形成復合地基,與土體結合緊密,承載能力較大,其樁體上存在應力集中現象,大部分荷載由樁體承擔,樁間土上的應力相應的減少,使復合地基承載力較原土層有所提高,沉降量有所降低。採用該法加固軟土地基時,水泥粉具有較大的吸水,發熱和膨脹作用,對樁間土起到一定的加固作用,同樣提高復合地基的強度。
在利用水泥土粉噴樁加固軟土地基時,需考慮各種因素對加固強度的影響:①要以水泥粉為加固料,其強度最高;②攪拌時間為2min時就可以達到最佳的攪拌效果,若攪拌時間太長,強度會有所降低,若攪拌的時間未達到2min時,強度會很低;③置換率越高,強度越高,而隨著齡期的增加,強度大致呈線性增加;④當含水量為某值時,樁體的強度達到最高,一般樁體的需水量為4kg/m.
4、振沖法。在軟土地基中應用振沖法,就是在地基中嵌入一根根砂石樁柱,形成一種復合地基,這種地基的承載力標准應根據現場復合地基荷載試驗確定。振沖法就是利用振沖器的振動力和水沖作用形成連續的孔洞,直至設計的加固深度。
5、渣土樁法。在加固過程中,由於重錘的沖擊能造成一系列壓縮波,使土體內出現排水網路,土的滲透性驟然增大,孔隙水迅速排出,孔隙壓力很快消散,從而產生瞬時沉降,使土體壓密,強度提高;同時重錘的沖擊作用使填料向夯擊方向和側向擠密,從而對其周圍的土體產生擠密加固作用,形成一個自內向外的擠密圈。在擠密過程中,周圍土體的孔隙水壓力隨之增高,形成超靜孔隙水壓力。根據巴倫固結原理因為固結時間與排水距離的平方成正比,所以,增加排水途徑,縮短排水距離,才能加速軟土固結,提高地基承載力。加固柱體本身與軟基有不同強度,它既是軟土固結的排水體,又是基礎的渣土樁。渣土樁和擠密後的地基土共同組成復合地基,從而提高地基強度並減小地基變形。
6、排水固結法。目前公路軟基的處理要綜合考慮經濟適用、穩妥可行、施工簡便的方法。首選是排水固結,它通過在軟土地基設置的豎向排水體,改變原有地基的邊界條件,增加孔隙水的排除途徑,大大縮短了固結時間,一般採用袋裝砂井和塑料排水板配合砂墊層來達到上述目的。
7、復合地基處理法。復合地基是用專門機械將固化劑、水泥、石灰或摻加粉煤灰單一的或混合物噴出後,在地基深處就地與軟土強制攪拌,利用固化劑和軟土間發生的一系列物理化學作用,在原地基中形成強度、剛度較大的加固樁體,同時也使樁周土體性質得到改善,使樁體與樁間土體形成復合地基共同承擔外部荷載,可實現穩定條件下的快速填土。這些加固土樁,不考慮加固土樁加快地基的排水固結速度和對地基的擠密作用,僅考慮樁的置換作用、應力集中效應,進而減少總沉降量。加固土樁按施工劃分有拌和法和粉噴法。
『叄』 軟土地基處理的基本方法主要有哪些請分別闡述
這個方法很多,簡單地說一下。
1、當軟基深度不大於3米時,採用換填加固地基,拋石擠淤;
2、當軟基深度在3~8米之內,採用碎石樁或者塑料排水板,松木樁;
3、當軟基深度在8米~20米之內時,採用塑料排水板、袋裝砂井、水泥攪拌樁;
4、當軟基深度超過20米,小於40米時,一般採用預應力管樁、粉噴樁。
5、當軟基深度超過40米時,一般不好處理,而且也難遇到這種情況。