❶ 修建公路时遇到软土地基该怎么处理
修公路时遇到软土地基,可以按以下方法操作:1.垫层和浅层处理
(1)垫层和浅层处理适用于表层软土厚度小于3m的浅层软弱地基处理。浅层处理可采用换填垫层、抛石挤淤、稳定剂处理等方法,处理深度不宜大于3m。
(2)砂砾垫层宜采用级配良好、质地坚硬的中、粗砂或砂砾;粉煤灰垫层可采用电厂排放的硅铝型低钙粉煤灰;灰土垫层宜采用Ⅲ级钙质消石灰或Ⅱ级镁质消石灰;抛石挤淤宜采用粒径较大的未风化石料。
(3)碎石、砂砾、石屑、矿渣垫层施工可以采用碾压法、平板式振动器或者插入式振动器;垫层应水平铺筑,当地面有起伏坡度时应开挖台阶,台阶宽度宜为0.5~1.0m。
(4)粉煤灰垫层施工最大干密度和最佳含水率应由室内击实试验确定。
(5)灰土垫层施工先施作排水设施;分段施工时,上下两层的施工缝应错开不小于0.5m。
(6)抛石挤淤施工时当下卧地层具有明显横向坡度时,应从下卧层高的一侧向低的一侧扩展;在抛石高出水面后,应采用重型机具碾压紧密,然后在其上设反滤层,再填土压实。
2.竖向排水体
(1)竖向排水体适用于深度大于3m的软土地基处理。用于对淤泥质土和淤泥地基进行处理时,宜与加载预压或真空预压方案联合使用。采用竖向排水体处理软土地基时,应保证有足够的预压期。
(2)袋装砂井和塑料排水板可采用沉管式打桩机施工,塑料排水板也可用插板机施工。袋装砂井宜采用圆形套管,套管内径宜略大于砂井直径;塑料排水板宜采用矩形套管,也可采用圆形套管。宜配置能够检测排水体施工深度的设备。
(3)砂袋顶部埋入砂垫层的长度不应小于0.3m,应竖直埋入,不得横置。
(4)袋装砂井施工工艺程序:整平原地面摊铺下层砂垫层机具定位打入套管沉入砂袋拔出套管机具移位埋砂袋头摊铺上层砂垫层。
(5)塑料排水板施工工艺程序:整平原地面摊铺下层砂垫层机具就位塑料排水板穿靴插入套管拔出套管割断塑料排水板机具移位摊铺上层砂垫层。
3.真空预压
(1)真空预压法适用于对软土性质很差、土源紧缺、工期紧的软土地基进行处理。
(2)真空预压施工停止抽气条件:连续5昼夜实测沉降速率小于或等于0.5mm/d;满足工程对沉降、承载力的要求;地基固结度达到设计要求的80%以上。
4.粒料桩
(1)粒料桩可采用振冲置换法或振动沉管法成桩。振冲置换法适用于处理十字板抗剪强度不小于15kPa的软土地基;振动沉管法适用于处理十字板抗剪强度不小于20kPa的软土地基。
(2)振冲置换法施工可采用振冲器、吊机或施工专用平车和水泵。起吊机械可采用履带或轮胎吊机、自行井架式专用平车或抗扭胶管式专用汽车等。振动沉管法施工宜采用振动打桩机和钢套管。
(3)工艺程序:整平地面振冲器就位对中成孔清孔加料振密关机停水振冲器移位。
5.加固土桩
(1)加固土桩适用于处理十字板抗剪强度不小于10kPa、有机质含量不大于10%的软土地基。
(2)粉喷桩施工应随时记录喷粉压力、瞬时喷粉量和累计喷粉量、钻进速度、提升速度等有关参数的变化。浆喷桩施工时超过2h的浆液应废弃,随时记录喷浆压力、喷浆量、钻进速度、提升速度等有关参数的变化。
6.水泥粉煤灰碎石桩
(1)水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)适用于处理十字板抗剪强度不小于20kPa的软土地基。
(2)CFG桩宜采用振动沉管灌注法成桩,施工设备宜采用振动沉管打桩机。
(3)混合料搅拌时间不得少于lmin;桩顶超灌高度不宜小于0.5m;当设计桩距较小时,宜按隔桩跳打的顺序施工。施打新桩与已打桩间隔的时间不应少于7d。
7.刚性桩
(1)刚性桩适用于处理深厚软土地基上荷载较大、变形要求较严格的高路堤段、桥头或通道与路堤衔接段。
(2)预应力混凝土薄壁管桩宜采用静力压桩机施工,也可采用锤击沉桩机施工,施工现场应配有起吊设备,其起吊能力宜大于5t.现浇混凝土大直径管桩宜采用振动沉管设备施工。
8.爆炸挤淤
(1)爆炸挤淤法适用于处理海湾滩涂等淤泥和淤泥质土地基。处理厚度不宜大于15m。
(2)从事爆破工作的施工单位应取得当地公安部门核发的爆破作业许可证,从事爆破工作的人员应持证上岗。采用电雷管作为起爆器材时,应采用两发同厂、同批号的并联电雷管。
❷ “软基”处理有几种方法
施工现场常用处理软土路基方法
在施工中经常碰到的情况多数不是软土地基,因为如果有软土地基一般情况在设计时应该根据地质资料,提出处理方法。多数情况是有局部地段地质情况和原来设计不同,出现局部地基承载力达不到设计要求,或者由于局部地段含水量过大(原有排水系统不畅,原有地基土质渗水性不好)造成地基软弹(翻浆,弹簧土地段)。根据出现的这些情况一般常用的方法主要有:
1、换填。这是最常用的方法。这种方法最大有效处理深度3米。采用人工或机械挖除路堤下全部软土,换填强度较高的粘性土或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料。换填的深度要根据承载力确定。
2、抛石填筑。就是在有软土或弹簧土以及有积水的路段填石头,填石的高度以露出要处理的路段原有土层(或积水)高度为宜。在填石的过程中注意一定要用推土机把石块压实,不能出现软弹现象。然后再填筑土方。
3、盲沟。就是在要处理的路段根据要处理的路段的长度,在横向或纵向挖盲沟,盲沟通常用渗水性大孔隙填料或片石砌筑而成。也可以填入不同级配的石块起到排水的功能。注意盲沟的出口要与排水沟连接,以便把路基中的水排出路基。
4、排水砂垫层。排水砂垫层是在路堤底部地面上铺设一层砂层,作用是在软土顶面增加一个排水面,在填土的过程中,荷载逐渐增加,促使软土地基排水固结渗出的水就可以从砂垫层中排走。为确保砂垫层能通畅排水,要采用渗水性良好的材料。砂垫层一般的厚度为0.6~1.0米。为了保证砂垫层的渗水作用,在砂垫层上应该填一层粘性土封住水不让水返上路基。在路基两侧要修好排水沟,通过砂垫层渗出的水通过排水沟排出路基外,保持路基的稳定。
5、石灰浅坑法。由于粘性土含水量影响,施工中经常出现"弹簧土"松软现象。一般较轻的可以采用挖土晒干,敲碎回填的方法:"石灰浅坑法"可以用于各种不同面积的路段(就是说大面积可以使用,小面积也可以使用)。具体做法是:挖40~50cm方形或圆形,深一般1m上下的坑,清除坑内的渗水(最好挖好坑后,第二天清除渗水),放入深为坑深1/3的生石灰,即可回填碾压。坑的行距和坑距在轻度弹簧路段为5~6m,在严重弹簧路段为3~4m。
软基处理广泛地应用在我国沿海及内地。例如:天津、连云港、上海、杭州、宁波、温州、福州、厦门、湛江,广州等沿海地区,以及昆明、武汉、南京等内地地区。特别是填海的一些地区,一般建筑前都需要进行勘测,然后进行软基处理,否则存在很大的风险和后患。
❸ 软土路基常用加固方法有哪些
软土路基常用加固方法有哪些?
当路堤经稳定验算或沉降计算不能满足设计要求时,必须对软土地基进行加固。加固的方法很多,常用的方法有:
(1)塑料排水板:塑料排水板是带有孔道的板状物体,插入土中形成竖向排水通道。因其施工简单、快捷,应用较为广泛。最大有效处理深度18米。
(2)砂井:砂井是利用各种打桩机具击入钢管,或用高压射水、爆破等方法在地基中获得按一定规律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。由于这种砂井在饱和软粘土中起排水通道的作用,又称排水砂井。砂井顶面应铺设垫层,以构成完整的地基排水系统。砂井适用于软土层厚度大于5m时。最大有效处理深度18米。
(3)袋装砂井:井经对固结时间的影响没有井距那样敏感。但一般砂井如果井经太小,既无法施工,也无法防止因地基变形而断开失效。因此,现在广泛采用网状织物袋装砂井,其直径仅8cm左右,比一般砂井要省料得多,造价比一般砂井低廉,且不会因施工操作上的误差或地基发生水平和垂直变形而丧失其连续性。最大有效处理深度18米。
(4)排水砂垫层:排水砂垫层是在路堤底部地面上铺设一层较薄的砂层。将水从砂层中排出去。最大有效处理深度,路堤极限高2倍。
(5)土工织物铺垫:在软土地基表层铺设一层或多层土工织物,可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降,又可以提高地基的承载能力,同时也不影响排水。对于淤泥之类高含水量的超软弱地基,在采用砂井及其他深层加固法之前,土工织物铺垫可作为前期处理,以提高施工的可能性。
(6)预压:在软土地基上修筑路堤,如果工期不紧,可以先填筑一部分或全部,使地基经过一段时间固结沉降,然后再填足和铺筑路面。最大有效处理深度30米。
(7)挤实砂(碎石)桩:挤实砂桩是以冲击或震动的方法强力将砂、石等材料挤入软土地基中,形成较大的密实柱体,提高软土地基的整体抗剪强度,减少沉降。最大有效处理深度20米。
(8)旋喷桩:利用工程钻机,将旋喷注浆管置入预定的地基加固深度,通过钻杆旋转,徐徐上升,将预先配制好的浆液,以一定的压力从喷嘴喷出,冲击土体,使土和浆液搅拌成混合体,形成具有一定强度的人工地基。最大有效处理深度20米。
(9)生石灰桩:用生石灰碎块置于桩孔中形成桩体,称为生石灰桩。最大有效处理深度20米。
(10)换土:采用人工或机械挖除路堤下全部软土,换填强度较高的粘性土或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料。最大有效处理深度3米。
(11)反压护道:反压护道是在路堤两侧填筑一定宽度和一定高度的护道。它利用力学平衡以保持路基的稳定。
❹ 软土地基的处理方法
在公路工程中处理软土地基主要采用以下几种方法: 对于沉降量不大的路堤,高路堤填土适当采用土工布垫隔,限制了软基和路基的侧向位移,增加了侧向约束,从而降低应力水平,加强了路基刚度与稳定性,提高了路基的水平横向排水,使荷载均布。采用土工布覆盖摊铺,既提高路基刚度,也使边坡受到维护,有利于排水,增加地基稳定性。
此外,在确定地基处理方法时,还要注意节约能源。注意环境保护,避免因为地基处理对地面水和地下水产生污染,避免振动噪音对周围环境产生不良影响等。 通过在软土地基中加入水泥或其它化学材料,进行软土地基处理的方法称为化学加固法。适用于处理砂土、粉土、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土,也可以在处理裂隙岩体及已有构筑物地基加强中。
水泥或其它化学材料注入土体后,与土体发生化学反应,吸收和挤出土中部分水与空气形成具有较高承载力的复合地基。
主要加固方法:硅化法、粉喷桩、旋喷桩、注浆、水泥土搅拌法。
硅化法:用水玻璃为主的混合溶液对软土进行化学加固的方法称为硅化法,借助于电的作用进行加固称为电硅化法。它的特点是加固作用快,工期短,但造价较高,不适用于渗透系数太小的土。
旋喷桩:旋喷桩可分为粉体喷射桩、高压喷射注浆法等。对于强度低、压缩性高、排水性能较差的软土,采用灰土桩(水泥土桩、石灰土桩、二灰土桩等)与地基组成复合地基,大部分荷载由桩体承受,从而提高地基承载力,减少工后沉降。它的施工工艺比较复杂,需要配置专门的旋喷设备。利用粉喷桩施工造价较高,处理效果可靠,适用土层范围广。
❺ 公路工程中软基处理的常用方法
公路路基下软土地基的处理方法
2.1 经过水塘、水库地段的处理方法
( 1 ) 当路堤经过农业蓄水塘( 因农业生产需要而不能将水放掉或面积较大不易抽干的水库,且塘底表面无硬壳) 时,应采用抛石挤淤的方法,即强迫将淤泥挤走,路基底部换用强度较高、不易风化的片石。要求片石强度不小于30 MPa,直径小于30cm 。施工要点是: 当路基从池塘( 水库) 中间穿过时,采取从路基断面中 间向两侧抛石,标高比塘埂( 最低处) 略高( 一般高出30 cm ) 。抛填宽度比普通路基加宽1 m~ 2 m ,抛填出水面后,需用15t~ 18t的重型压路机( 震动碾更好) 反复辗压至抛石顶面无明显下降时为止,然后顶面铺设碎石反滤层10 cm~ 20 cm ,其上填筑普通土即可。
( 2 ) 当路基从池塘边通过,路堤断面一侧基本靠近岸上时,应采取由岸边向塘中抛填,以便将淤泥挤走,其他工序同上。
2.2 经过软土盆地时的加固处理方法
当路基经过已干涸的软土盆地时,其加固处理的方法较多。下面分别作一介绍。
2.2.1 换填土法
当路基下的软土地基厚度较薄( 一般小于3 m ) 时,挖除软土,用强度较高的粘性土、砂砾土或碎石、卵石土换填,分层碾压密实即可。在有渗水土( 砂类碎石或卵石) 的条件下,可优先考虑。其特点是方法简单、直观、后期沉降小,但需要有弃土场,弃土方量较大。
2.2.2 爆破排淤法
当软土厚度小于5 m 时,工期紧张,路基又处在废弃荒地时,可用爆破排淤法,将软土扬弃。但此种方法不常用。
2.2.3 反压护道法
反压护道是在路堤两侧填筑一定高度和宽度的护道,运用力学平衡原理,平衡路堤自重作用而产生的滑动力矩,以提高路基的稳定性。其优点是不需要控制填土速率,施工简便,缺点是土方量较大。其高度为一般路堤高度的1/3~ 1/2,宽度大于2.0 m 后期路堤沉降较大。此法为常用处理软土的方法。护道有单级护道与多 级护道之分,以单级护道最为普及。
2.2.4 砂垫层法
在路堤底部的原地面上铺设一层较厚的砂垫层,一般厚度为0.5 m~ 0.8 m ,砂质为中粗砂,含泥量不大于5% ,除尽植物杂质,并在填筑时适当加水,分层压实,使软土在路堤填筑时逐渐增加荷重的作用下加速排水固结,从而达到提高地基应力的目的。其优点是施工简易、占地面积小,缺点是要求施工工期不甚紧张,施工过程中要控制填土速率, 附近有丰富的砂源,软土强度相对较高且表面无渗透性能差的硬壳;两侧平坦,排水状况较好。 此种方
法亦常用,一般与土工布或土工格栅结合使用。
2.2.5 砂井、袋装砂井及石灰桩法
砂井是在软土地段地面以下做成的按一定规格排列的圆形砂柱,砂柱直径一般为20cm~ 30cm,深度不大于8 m,井距按8~ 10 倍的井径尺寸梅花桩布置。 袋装砂井是将砂事先灌入以聚丙稀编织布缝成的直径为 7 cm 左右,长度 5 m~ 10 m 的袋中,然后埋入软土中, 以保持砂井的连续性。其目 的是使地基在填土荷定的作用 下,加速软土的排水固结, 提高强度,同时因砂井( 或袋装砂井) 对路基有一定的支承作用,从而也提高了地基的承载力 。其优点是少占农田 、 减小填土工程量、后期沉降量减小( 由于砂井深入地基深处,加速了排水固结速度) 。 缺点是要求填料为粗砂,并需要控制 施工速率,在工期不紧的工程中 应用,施工机械设备较多 。适用于软土层较厚、路堤填土高的路段,或软土底部有透水层的路段。
施工方法是:采用砂井时,以设计砂井的长度定,当砂井设计较短时,可以由人工打入钢管,成孔后立即灌入粗砂,并边填边捣实,直至地面;当砂井设计较长时,可用履带吊机或带滚动的支架上加压重( 或用 穿心锤) 和提拔设备插打钢管成孔。钢管底部带有活瓣桩尖,当钢管插打到标高后,边拔管边从管内灌入粗砂,直到地面。在有水源的条件下亦可采用高压射水成孔方法施工。而当采用袋装砂井时,则需要用履带吊机或能走行的自 制吊架配上小型震动锤将钢套管打入地层中 ( 带桩头) ,装砂袋从套管中 放入地基、 拨出套管,则砂袋便留 在软土中,砂袋上端留有 30 cm 左右余长,以便埋入地基表面铺设的砂垫层中,利 于排水,砂垫层厚度一般为 0.5 m~ 0.8 m,在软土地基沉降的过程中能使砂垫层始终露出原地面,保证地下水通过砂井及砂垫层顺利排出,加快软土排水固结,提高地基应力 。石灰桩的施工方法同砂井,只是打好孔后立即在孔内混入粗砂与生石灰块的混合物,达到吸干水分,加快固结,提高土层承载力,稳定地层的目的。
2.2.6 塑料排水板法
将带状的塑料板由专用插板机插入地基中 ,然后路基填土加 荷时,使地下孔隙水经塑料板芯从沟槽排出 , 从而加 速固结,提高地基承载力,实质上是以塑料排水取代砂井。其结构由塑料芯板( 聚乙烯或聚氯乙烯) 和外包滤膜( 涤纶或合成纤维无纺布)组成, 这种方法施工速度快、质量稳定 经济省力,施工时对地基的扰动小,透水性较好。此法已渐渐得到大范围推广及使用。
2.2.7 土工合成材料加固法
随着我国的化纤及塑料工业的迅速发展,高强度的土工合成材料也逐渐用于公路路堤的软土地基加固处理。它是横向铺设在路堤底部( 地基表面) 的砂垫层中,能承受较大的拉力,使地基在外荷载作用下不致向两旁隆起,达到稳定路基的目的。加固地基的土工合成材料主要有土工布和土工格栅。土工布分为编织土工布和无纺土工布,编织土工布一般以聚乙烯、 聚氯乙烯和聚丙烯为原料的编丝布。具有重量轻、强度高、延伸率少、价格低、渗透性强、整体性好等特点。而无纺布则是以绦纶、丙纶聚酯为原料的纤维,采用 粘合剂高压粘合而成,具有耐久性好、渗透性强、强度高、整体性好等特点。土工格栅是以高强度聚乙烯、聚丙烯塑料聚合物经热加工并拉伸成网 格状的土工材料,有单向和双向两种格栅,同样具备了 强度高、施工简便等特点。一般以单向格栅加固较多,特殊地方采用双向 格栅( 因双向 格栅价格较高) 。其功能就是通过土工布或土工格栅自身的抗拉力产生稳定力矩,使地基整体受力均匀,从而达到加固地基的目的。
施工方法: 清除原地面的杂物,铺设一层 15 cm~ 20 cm 的砂垫层,找平地面,履带推土机初步碾压,根据路基的设计宽度铺设土工布或土工格栅,将其人工拉紧崩直,然后用 竹钉 ( 20 cm长) 由 中间向两侧将其固定在地面上,再依次铺设第二层砂垫层( 厚度约 25 cm ) 后,继续第二层土工布或土工格栅的铺设施工。第一层与第二层土工布 ( 或土工格栅) 应错开覆盖搭接 0.5 m 以上。
2.2.8 综合加固措施
以上是处理软土地基常用的几种方法,我们要根据所处的环境及条件选择最适宜的方法来处理软土地基,才会达到理想的效果。为了使软土路基能够得到更好的处理,并如何使其达到固结较快的效果较佳。常常将上述几种方法结合起来使用,如砂井( 或袋装砂井或塑料排水板) 与反压护道并用;砂井( 或袋装砂井或塑料排水板) 与土工合成材料并用;砂垫层与反压护道并用;甚至将砂井( 或袋装砂井或塑料排水板) 与土工合成材料、压 护道三者同时使用进行地基加固,确保公路路堤的稳定性。
❻ 软土路基处理方法有哪些
根据地基土的工程特性,选用适当的处理措施。经过长期的实践,在公路、铁路中形成了多种形式的软土地基处理方法,结合很多的施工企业多年施工经验及有关专家学者的论述进行总结归纳如下:
1 换填垫层法
当软弱土层厚度不很大时,可将路基面以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除,然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料(通常是渗水性好的中粗砂)称为换填或垫层法。此法处理的经济实用高度为2~3m,如果软弱土层厚度过大,则采用换填法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。
通过换填具有较高抗剪强度的地基土,从而达到增强地基承载力的目的,满足构筑物对地基的要求。
主要加固方法有换填、抛石挤淤、垫层、强夯挤淤几种。垫层法根据材料的不同可分为砂(砾石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层。代表方法有砂垫层法及换填法。
砂砾垫层:当路堤高度小于极限高度的2倍,软土层较薄,填筑材料比较困难,或雨季施工时,采用砂砾(砂)垫层,在填土与基底之间设一排水面,从而使地基在受到填土荷载后,迅速地将地基土中的孔隙水排出,加快固结速度,提高地基的承载力,减少沉降,防止地基局部剪切变形。要注意控制填土速度,所用的材料为含泥量不大于5%的洁净中粗砂,或最大粒径小于5cm的天然级配砂砾。 换填法:在软土厚度不大于2m 时,利用渗水性材料(砂砾或碎石)进行置换填土,可以降低压缩性,提高承载力,提高抗剪强度,减少沉降量,改善动力特性,加速土层的排水固结。它的特点是施工工艺简单,但费用比较高。
抛石挤淤:当软土或沼泽土位于水下,更换土施工困难,且厚度小于3m,表层无硬壳、基底含水量超过液限、路堤自重可以挤出的软土之上,排水比较困难时,采用抛片石(直径一般不小于 30cm)挤淤的方法。从中部开始抛石,逐渐向两边延伸,挤出淤泥,提高路基强度。
2 深层密实法
采用爆破、夯击、挤压和振动及加入抗剪强度高的材料等方法,对地基深层的软弱土体进行振密和挤密的地基加固方法称为深层密实法。适用于软土厚度>3m的中厚软土的加固,分布面积广的软基加固处理,其加固深度可达到30m。
通过振动、挤压使地基中土体密实、固结,并利用加入的具有高抗剪强度的桩体材料置换部分软弱土体中的三相(气相、液相与固相)部分,形成复合地基,达到提高抗剪强度的目的。
主要加固方法:强夯法、土(或灰土、粉煤灰加石灰)桩法、砂桩法、爆破法、碎石桩法(振冲置换法)、石灰桩法、水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩法)、粉喷桩法、旋喷桩法。代表方法有碎石桩法、强夯法、水泥粉煤灰碎石桩法、粉喷桩法。
强夯法:对于砂土地基及含水量在一定范围内的软弱粘性土地基,可采用重锤夯实或强夯。它的基本原理是:土层在巨大的冲击能作用下,土中产生很大的压力和冲击波,致使土体局部压缩,夯击点周围一定深度内产生裂隙良好的排水通道,使土中的孔隙水(气)顺利排出,土体迅速固结。强夯后地基承载力可提高3~4倍,压缩性可降低200%~1000%。其佳夯击能:从理论上讲,在最佳夯击能作用下,地基土中出现的孔隙水压力达到土的自重压力,这样的夯击能称最佳夯击能。因此可根据孔隙水压力的叠加值来确定最佳夯击能。在砂性土中,孔隙水压力增长及消散过程仅为几分钟,因此孔隙水压力不能随夯击能增加而叠加,可根据最大孔隙水压力增量与夯击次数关系来确定最佳夯击能。 兰海高速公路某滑坡体的堆积破碎泥岩堆积物厚度4~12M.从土样的土工试验报告可知为低液限黏土含
水量29.8~20.2,凝聚力13.8~12.2KPA,内摩擦角13.8~20.2.
挤密砂桩、碎石桩加固法:属于复合地基的一种,当软土层较厚,换填处理比较困难,地基土属于非饱和粘性土或砂土时,采用挤密砂桩或碎石桩加固法,可以使地基土密实,容重增加,孔隙比减少,防止砂土在地震或受震动时液化,提高地基土的抗剪强度和水平抵抗力,减少固结沉降,使地基变均匀,起到置换、挤密、排水作用,防止地基产生滑动破坏,提前完成沉降,减少沉降差。
3排水固结法
在软土地基上加压并配合内部排水,加速软土地基的排水,加快软土固结的处理方法称为排水固结法。适用于处理各类淤泥、淤泥质粘土及冲填等饱和粘性土地基。
软土地基在附加荷载的作用下,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扩散,土的有效应力增加,并使沉降提前完成或提高沉降速度。
主要加固方法:堆载预压法、砂井法、袋装砂井、真空预压法、电渗排水法、降低地下水位法、塑料排水板法。
预压处理:分为超载预压、等载预压和欠载预压等,其施工工艺简单,但工期较长,超载预压的时间一般为6个月,通常与排水处理地基相结合使用。广州市新窑南路道路工程就是利用堆载法加固软土路基的.新窑南路道路工程起点为广州大道K4+600,终点为北山村K11+700,全长约7KM.道路沿线地层结构自上而下分别为:地壳硬壳包括松散状杂填土,素填土和软塑状耕土,厚度为0.40~2.20;软土层包括流塑状淤泥和淤泥质土,厚度为1.51~9.39,沿线厚度变化大;下伏层包括粘性土和砂层.堆载预压时间从1995年到2003年,大约7~8年.
袋装砂井:对于软土厚度大、路堤稳定、填土高的软土路基,采用袋装砂井,可增加软土竖直方向的排水能力,缩短水平方向的排水距离,加速软土的强度。砂袋灌入砂后,砂井可采用锤击法或振动法施工。它的施工工艺复杂,费用相对较高,所用的时间较长,可采用矩形或梅花形布桩。珠江地区某市公路的地质勘探表明,地基土质分布比较均匀,除表层1。0m左右耕植土外,接着为8.6m厚的高含水量、高压缩性、低强度,高含粘性的超软弱淤泥。第三层为厚约1.0m的贝壳粉砂土;第四层又为7.6m厚的淤泥质粘土;以下分别是0.5m厚粘土和3.0m厚粉细砂。往下为击数(SPT)大于19击的含砾粗砂层,再往下土质更好。地基土质为20m左右深厚的淤泥,含水量高达85.7%,十字板剪切强度仅4Kpa,且淤泥分布深度大致由前方向后方陆域倾斜,前浅后深,前方相对有利。在这样大面积超软弱的淤泥地基上筑路需作软基深层处理,以防止施工期软基沉降缓慢,引起工程完工后仍有较大剩余沉降量,同时不致因加载引起地基失稳破坏。这一带因软基不当而出现工程质量或安全事故是较常见的,就设计采用Ф7cm袋装砂井加砂垫层堆载预压排水固结进行软基加固,目的是通过打设砂井使第二、四层淤泥土排水固结后,土质强度获得提高、减少工程投产后的沉降,保证工程的正常使用,满足工程设计要求。
塑料排水板:排水原理与袋装砂井相同,由于是工厂制作,它的质量稳定、重量轻、运输保管方便,施工工艺比较简单,投入劳力少,费用相对较低,并且渗滤吸水性好,具有一定的强度和延伸率,对土的扰动小,预压时间较长,在工程中得到广泛应用,但对于提高土层的抗剪能力不如袋装砂井。
4.化学加固法
通过在软土地基中加入水泥或其它化学材料,进行软土地基处理的方法称为化学加固法。适用于处理砂土、粉土、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土,也可以在处理裂隙岩体及已有构筑物地基加强中。
水泥或其它化学材料注入土体后,与土体发生化学反应,吸收和挤出土中部分水与空气形成具有较高承载力的复合地基。
主要加固方法:硅化法、粉喷桩、旋喷桩、注浆、水泥土搅拌法。
硅化法:用水玻璃为主的混合溶液对软土进行化学加固的方法称为硅化法,借助于电的作用进行加固称为电硅化法。它的特点是加固作用快,工期短,但造价较高,不适用于渗透系数太小的土。
旋喷桩:旋喷桩可分为粉体喷射桩、高压喷射注浆法等。对于强度低、压缩性高、排水性能较差的软土,采用灰土桩(水泥土桩、石灰土桩、二灰土桩等)与地基组成复合地基,大部分荷载由桩体承受,从而提高地基承载力,减少工后沉降。它的施工工艺比较复杂,需要配置专门的旋喷设备。利用粉喷桩施工造价较高,处理效果可靠,适用土层范围广。
5. 加固路基法
通过在路基中埋入高强度、大韧性的土工聚合物、拉筋、受力杆件或柴(木)梢排等方法加强路基的自身强度,增加抵抗地基变形沉降的能力。适用于软弱岩体、土体中的路堤与路堑。
主要加固方法:加筋土路基、土工聚合物、土钉墙、土层锚杆、土钉、树根桩法、柴(木)梢排法。
加筋路基法(土工布或土工格栅法):对于沉降量不大的路堤,高路堤填土适当采用土工布垫隔,限制了软基和路基的侧向位移,增加了侧向约束,从而降低应力水平,加强了路基刚度与稳定性,提高了路基的水平横向排水,使荷载均布。采用土工布覆盖摊铺,既提高路基刚度,也使边坡受到维护,有利于排水,增加地基稳定性。
桩架支挡法(柴木梢排):用柴木梢扎排,铺于路基底面,以扩大其承载作用,保持路基稳定,适用于交通量不大,且柴木梢丰富的地区,高等级公路中不宜采用。
6. 其它加固方法
除了上述软土路基处理方法外,比较常用的还有桩基、沉井、侧向约束法、反压护道法。桩基与沉井常用于在软土地基中建设重要构筑物(桥梁、大型涵洞等)的基础中,根据软弱土层的厚度其下承层土质情况,桩基设计可分为柱桩与摩擦桩两种。常用的桩基有钻孔桩、挖孔桩、管桩、木桩。
反压护道法:当软土和沼泽较厚,路堤高度不超过极限高度的2倍时,路堤两侧填筑适当厚度和宽度的护道,在护道附加荷载的作用下,保持地基的平衡,增加抗滑力矩,防止路堤的滑动破坏。施工时,护道尽量与路堤同时填筑,且压实度要达到90%以上。它的特点是施工工艺简单、费用较低,但施工用地增大。侧向约束与反压护道的加固机理均是限制软弱土体向旁挤出,以增加路堤的抗剪能力。侧向约束法适合软土层厚度较小,软土体面积较大的软土地基的加固。反压护道法适合软土体分布面狭窄而软土体厚度较大的软土地基的处理。
❼ 软土地基的常用处理方法有哪些
软土路基处理方法较多,分类也各有不同,常用的处理方法主要如下描述:
1.砂垫层法
砂垫层法是在软土地基顶面铺设厚度为0.6-1.0m的砂垫层(具体厚度视路堤高度、软土层厚度及压缩性而定,太厚施工困难,太薄效果差)作为软土层固结所需要的上部排水层,以加速沉降的发展,缩短固结过程的方法。砂垫层可作为路堤内的地下排水层,以降低堤内水位,改善施工时重型机械的作业条件。
砂垫层法具有施工简单,不需要特殊机具设备等特点。主要适用于以下情况:路堤高度小于2倍极限高度;软土表面无透水性低的硬壳;软土层不很厚、或具有双面排水条件的情况;当地有砂,且运距不太远,施工期限不甚紧迫的工程。
采用砂垫层,砂宜采用中砂及粗砂,要求级配良好。颗粒的不均匀系数不大于5,且含量不宜超过3%-5%。砂垫层一般用自卸汽车及推土机配合摊铺,摊铺应均匀,注意不要有很大的集中载荷作用。当路堤为粉土类土,透水性不好时,路堤坡脚附近砂垫层被路堤覆盖,可能会阻碍侧向排水,必须注意做好砂垫层端部的处理。
在路堤的填筑过程中,填筑的速度要合理安排,使加载的速率与地基承载力增加的速率相适应,以保证地基在路堤填筑过程中不发生破坏。通常可利用埋设在路堤中线的地面沉降板以及布置在路堤坡脚的位移边桩进行施工观测,随时掌握地基在路堤填筑过程中的变形情况和发展趋势,借以判断地基是否稳定,控制填土的速度。
2.强夯法
强夯法处理软土地基是利用重锤自山落下产生的冲击波使地基密实,这种冲击引起的振动在土中是以波的形式向地下传播的。对于饱和无粘性土,夯击过程中,土体可能会产生液化,其致密过程与爆破和振动压密过程相似;对于饱和细粒粘土的效果尚不明确,成功和失败的例子均有报道,对于这类饱和的细颗粒土,要求破坏土的结构、产生超孔隙水压力、山裂隙形成排水通道。
如果将地基视为弹性板空间体,则夯锤自由下落过程也就是势能转换为动能的过程,即随着夯锤下落势能越来越小,动能越来越大,在落到地面以前的瞬间,势能的极大部分都转换为动能,夯锤夯击地面时,这部分动能除一部分以声波形式向四周传播,一部分由于夯锤和土体摩擦而变成热能外,其余的大部分冲击能则使土体产生自由振动,并以压缩波(也称为纵波)、剪切波(也称为横波)和瑞利波(也称为表面波)的波体系联合在地基内传播,在地基中产生一个波场。
此外,压缩波大部分通过液相运动,使孔隙水压力增大,同时使土颗粒错位,土体骨架解体。而随后到的剪切波使土颗粒处于更密实的状态。占总能量67%的瑞利波,其竖向分量起到松动土的作用,但其水平分量可使土得到密实。
3.换填法
换填法就是将基础地面以下不太深的一定范围内的软弱土层挖去,然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料分层充填,并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动,使之达到要求的密实度,成为良好的人工地基。当地基软弱土层较薄,而且上部荷载不大时,也可直接以人工或机械方法(填料或石填料)进行表层压、夯、振动等密实处理,同样可取得换填加固地基的效果。
换填法适用于浅层地基处理,包括淤泥、淤泥质土、松散素填土、杂填土、已完成自重固结的回填土等地基处理以及暗塘、暗洪、暗沟等浅层处理和低洼区域的填筑。换填法还适用于一些地域性特殊土的处理:用于膨胀土地基可消除地基上的胀缩作用,用于湿陷性黄土地基可消除黄土的湿陷性,用于山区地基可用于处理岩面倾斜、破碎、高低差,软硬不匀以及岩溶与土洞等,用于季节性冻土地基可消除冻胀力和防止冻胀损坏等。
4.静力排水固结法
静力排水固结法地对天然地基,或先在地基中设置砂井等竖向排水体,然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载,或是在建筑物建造以前,在场地先行加载预压,使土整体的孔隙水排出,逐渐固结,地基发生沉降,同时强度逐步提高的方法。静力排水固结法可以解决以下两个问题:
(1)沉降问题:使地基沉降在加载预压期间,即修筑路面之前沉降大部分或基本完成,路面在使用期间不致产生不利的沉降和沉降差。
(2)稳定问题:排水固结法加速地基土的抗剪强度的增长,从而提高地基的承载力和稳定性,公路是条带状荷载,在横断方向受力面积较小,稳定问题尤为重要。
排水固结法是由排水系统和加压系统两部分共同组合而成的。排水系统有竖向排水体(包括普通砂井、袋装砂井和塑料排水板)和水平排水体(砂垫层);加压系统包括堆载法、真空法、降低地下水位法、电渗法和联合法。设置排水系统主要在于改变地基原有的排水边界条件,增加孔隙水排出的途径,缩短排水距离。加压系统即是起固结作用的荷载,要使地基土的固结压力增加而产生固结。
5.碎石桩法
利用一个产生水平向振动的管状设备在高压水流作用下边振边冲,在软弱粘土中成孔后,再往孔内分批填入碎石等坚硬材料制成一根根桩体,由碎石桩体和桩间土组成复合地基,从而提高原有地基承载力,减少沉降量,这种加固地基技术叫作振冲置换或碎石桩法。此种方法由挤密砂体的振冲技术演变发展而来,其主要作用是置换部分软土,形成一个类似于钢筋混凝土复合结构,由于此种方法不受地下水位影响,且造价低,又能减少路基沉降,所以建设中越来越受到普遍重视。
碎石桩的施工质量控制,实质上就是对施工中作用的水、电、料三者的控制。对于粘性土的质量控制,目前尚无严格的规范可循,必须通过现场试验进行综合分析,以便制订出合理的控制数据。
(1)控制好桩位中心轴线及桩底标高。按要求振冲器尖端喷水中心与孔径中心偏差不得大于5cm。尤其是桩底标高,在造孔过程中,一定要测量其桩底标高,确保达到设计高程。
(2)控制好成孔质量,防止塌孔。造孔时应根据要求掌握好水压,水量和灌入速度,每灌入1m左右将振动器提起留振约5s进行扩孔,当接近桩底标高时要降低水压,以免破坏桩底以下土层。在整修造孔过程中孔内应充满水,以防塌孔。
(3)振密工序是确保碎石桩质量的关键,当造孔完毕并清孔后,应立即进行填料振密工作。要严格控制填料的粒径和每批填料量,粒径宜选择2cm-5cm孔隙率最小的级配为好。粒径大于10cm容易卡住振冲器。一定要按照试验所确定的振密电流和留振时间操作。
(4)制桩完成后应逐桩进行标准贯入试验,连续5击,下沉小于7cm视为合格。连续出现下沉量大于7cm的桩长达0.5m,或间断出现大于7cm的累计桩长1m以上的桩,视为不合格,应采取衬强措施。
(5)该段地基处理完毕后,立即进行填筑作业以使地基有一充足的沉降时间。