A. 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。
B. 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。
C. 软土地基处理方法有哪些
软土地基处理方法如下:
众所周知,在当今的建设工程中,经常会遇到鱼塘、池塘和常年积水的浅水区,形成一种软土路基段。由于日常生活造成的生活垃圾、腐殖土等土层
众所周知,在当今的建设工程中,经常会遇到鱼塘、池塘和常年积水的浅水区,形成一种软土路基段。由于日常生活造成的生活垃圾、腐殖土等土层,局部土层含水量过大,地基达不到设计承载力要求。那么我们应该如何处理这种软弱的地基呢?接下来,我们一起来了解一下。
1.软土地基处理的方法有哪些?
1、碾压法和压实法
碾压是道路施工、路堤施工和地基表面加固最常用的简单处理方法。通过处理,可以减少填土或地基表层松散土的孔隙体积,提高密实度,从而降低土的压缩性,提高其抗剪强度和承载力。目前国内普遍采用机械碾压、振动压实和重锤压实,强夯法发展于20世纪70年代。
2.振动压实法
振动压实法是一种在地基表面拉振浅层松散土的方法,可用于处理砂土和由炉灰、炉渣、碎砖组成的杂填土地基。
3.换土垫层法
换土垫层法是将地基下一定深度内的软弱土层挖开,回填强度较高的砂、砾石或灰土,将其夯实成非常密实的地基的一种地基处理方法。常用的垫层方法有:砂垫层、砂卵石垫层、碎石垫层、灰土或素土垫层、煤渣垫层、炉渣垫层以及其他性能非常稳定且无侵蚀的材料制成的垫层等。
二、软基有什么特点?
1、含水量越高,孔隙率越大。
据相关统计,软土含水量一般为35% ~ 80%,空隙率为1 ~ 2。
2.高压缩性
软土的压缩性会在0.5 MPa-1到1.5 MPa-1之间,有的会高达4.5MPa-1,其压缩性会随着液限的增大而增大。
3.剪切强度非常低
软土自然不排水,其抗剪强度一般小于20kPa,范围在5 ~ 25 kPa左右。
4.渗透性差
软土的渗透系数一般在I10-5 ~ I10-7mm/s之间(I=1,2. 9).因此,软土层在自身重量或荷载作用下达到完全固结需要很长时间。
D. 公路软土地基施工处理方法
公路软土地基施工处理方法
软土是指淤泥、淤泥质土以及天然强度低、压缩性高、透水性小的一般粘性土。对高速公路路基定义为:标准贯击数小于4,无侧限抗压强度小于50Kpa,含水量大于50%的粘性土和标准贯击数小于10,含水量大于30%的砂性土统称为软土。根据《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ017—96)规定:符合天然水含水量≥35%或液限、天然孔隙比≥1.0、十字板剪切强度<35Kpa等三项指标的称软土。公路软土地基施工处理方法如下:
①排水固结法:
包括堆载预压法、真空预压法、降水预压法、电渗排水法。它们的适用范围:适用于处理厚度较大的饱和软土和冲填土地基,但对于较厚的泥炭层要慎重对待。
②胶结法:包括如下方法:
a水泥搅拌桩:它的适用范围为淤泥、淤泥质土、含水量较高地、地基承载力不大于120KPa的粘性土、粉土等软土地基。
b高压喷射注浆法:它的适用范围为淤泥、淤泥质土、粘性土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。对于陷性黄土以及土中含有较多的大粒径块石、坚硬性粘性土、大量植物物根茎或过多有机质时,应根据现场试验结果确定其适用程度。对地下水流速较大或涌水工程以及对水泥有严重侵蚀的地基,应慎用。尤其适用于软弱地基的加固。
c送浆法:适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高,且地基承载力标准值不大于120KPa的粘性土等地基。当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时,宜通过试验以确定其使用程度。
d水泥土夯实桩法:适用于地下水位以上的素填土,淤泥质土和粉土等。
③加筋土法:包括如下方法:
a加筋土:适用范围为人工填土、砂土的路堤、挡墙、桥台等。
b土工积物:适用于砂土、粘性土和软土的加固,或用于反滤、排水和隔离的材料。
c树根桩:适用于各类土。主要用于既有建筑物的加固及稳定土坡、支挡结构物。
d锚固法:它能可靠锚固土层和岩层。对软弱粘土宜通过重复高压灌浆或采用多段扩体或端头扩体以提高锚固段锚固力。对液限大于50%的.粘性土,相对密度小于0.3的松散砂土以及有机质含量较高的土层,均不得作为永久性锚固地层。
④置换法、挤密法及挤密置换法
a振冲置换法:它适用于不排水剪切强度20KPa≤CU≤50KPa的饱和软粘土、饱和黄土和冲填土。对不排水剪切强度小于20KPa的地基、应慎重对待。能使天然地基承载力提高20%—60%左右。
b CFG桩法:对于淤泥、淤泥质土、杂填土、饱和及非饱和的粘性土、粉土。能使天然地基承载力提高70%以上。
c钢渣桩法:适用于淤泥、淤泥质土、饱和及非饱和的粘性土、粉土。
d石灰桩法:适用于渗透系数适中的软粘土、杂填土、膨胀土、红粘土、湿陷性黄土。不适合地下水位以下的渗透系数较大的土层。当渗透系数较小时,软土脱水加固效果不好的土层慎用。
e强夯置换法:适用于饱和软粘土,一般适合于3—6m底浅层处理。
f砂桩法:适用于软弱粘性土,但应慎用,且需要较长的时间,对不排水剪切强度小于15KPa的软土应采用袋装砂井桩。
g夯坑基础法:适用于软粘土非饱和的粘性土、夯填土、湿陷性黄土。
h强夯法:适用于碎石土、砂土、杂填土、素填土、湿陷性黄土和低饱和度的粉土与粘性土。对于高饱和度的粉土和粘性土,需经试验论证后,方可使用,且应设置竖向排水通道。该法最大处理深度达40m。强夯的震动可能会对周围环境造成不良影响。因此,使用时要求考虑周围环境因素。
i振冲法:是一种不添加砂、石材料的振冲挤密法,一般宜用于0.75mm以上颗粒占土体20%以上的砂土,而添加砂、石材料的振冲挤密法宜用于颗粒小于0.005mm的粘性含量不超过10%的粉土和砂土。
j挤密碎石桩法:适用于松散的非饱和粘性土、杂填土、湿陷性黄土、疏松的砂性土。对饱和软粘土,应慎重使用。
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