1樓:
地基基礎加固,就是因為天然地基軟弱無法滿足地基強度、變形等要求,那麼就需要事先對地基進行處理,利用換填、夯實、擠密、排水、膠結、加筋和熱學等方法改良
路基軟基處理的常用方法有哪幾種
2樓:命運終點
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範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效能好、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、幹渣墊層、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,防止地基區域性剪下變形。要注意控制填土速度,所用的材料為含泥量不大於5%的潔淨中粗砂,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,分佈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,形成複合地基,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(振衝置換法)、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範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:
土層在巨大的衝擊能作用下,土中產生很大的壓力和衝擊波,致使土體區域性壓縮,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鐘,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係來確定最佳夯擊能。
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:屬於複合地基的一種,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**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、淤泥質粘土及衝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2023年到2023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。
它的施工工藝複雜,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,地基土質分佈比較均勻,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%,十字板剪下強度僅4kpa,且淤泥分佈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,也可以在處理裂隙巖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複合地基。
主要加固方法:矽化法、粉噴樁、旋噴樁、注漿、水泥土攪拌法。
矽化法: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矽化法,藉助於電的作用進行加固稱為電矽化法。它的特點是加固作用快,工期短,但造價較高,不適用於滲透係數太小的土。
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、排水效能較差的軟土,採用灰土樁(水泥土樁、石灰土樁、二灰土樁等)與地基組成複合地基,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。
它的施工工藝比較複雜,需要配置專門的旋噴裝置。利用粉噴樁施工造價較高,處理效果可靠,適用土層範圍廣。
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、受力杆件或柴(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。適用於軟弱巖體、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、土層錨杆、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(橋樑、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佈面狹窄而軟土體厚度較大的軟土地基的處理。
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