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道路软土地基处理的几种措施

道路软土地基处理的几种措施
文/王海涛
软土一般是指在静水和缓慢流水环 境中沉积,以黏粒为主并伴有微 生物作用的近代沉积物。软土是一种呈 软塑到流塑状态,其外观以灰色为主的 细土粒,如淤泥和淤泥质土、泥炭土和 沼泽土,以及其他高压缩性饱和黏性 土、粉土等。其中淤泥和淤泥质土是软 土的主要类型。
在未经处治的天然软土地基单位 面积荷重达到天然地基极限承载力时, 能够填筑的路堤高度称为极限高度。路 堤超过极限高度后,必然发生大量的沉 陷、坍滑,必须采取加固措施,才能保 证路堤的稳定与正常施工。在软土上修 筑路堤后建造人工构造物时,会产生较 大的沉降及侧向变形,这种沉降及变形
对于深度不太大的软基工程,在 路堤范围内,将需要处理的软土挖除, 动力触探合格后,用碎片石换填,可采 用分段挖除,分段分层回填的方法。用 于换填的石料强度应不小于15MPa, 分层厚度不宜大于30cm,石料最大粒 径不应大于层厚的2/ 3。依据规范,分 层回填的碎片石应碾压合格,表面石块 嵌挤紧密无松动,用镐刨不动,一般采 用激震力320kN以上的压路机强震碾压 无轮迹。
固结的排水距离,加速土体固结,在地 基中设置竖向排水通道,常用形式有普 通砂井、袋装砂井、塑料排水板等。当 采用竖向排水通道时,也分别称为袋装 井法、袋装砂井法或塑料排水带法等。
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18m。
袋装砂井
井径对固结时间的影响没有井距 那样敏感。但一般砂井如果井径太小, 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18m。
强夯置换法
原理是采用边填碎石边强夯的强 夯置换法在地基中形成碎石墩体,由碎 石墩、墩间土以及碎石垫层形成复合地 基,以提高地基承载力、减少沉降。适 用于人工填土、砂土、粘性土和黄土、 淤泥和淤泥土地基。使用的主要材料有 碎石、矿渣等。使用的主要机械设备有 夯锤、起重设备、脱钩装置及运输装卸 机械。
挖除换填碎片石方法
必须控制在容许范围之内。软基上路基 的整体稳定性必须等于或大于容许稳定 安全系数,而沉降量则要求在路面设计 使用年限内的工后沉降必须小于容许工 后沉降,否则应进行地基处理。软基的 处理方法多种多样,主要的处理方法有 以下几种。
加载预压法
原理是在建造建筑物之前,天然 地基在预压荷载作用下压密、固结,地 基产生变形,地基土强度提高,卸去预 压荷载后再建造建筑物,完工后沉降 小,地基承载力也得到提高。堆载预压 有时也利用建筑物自重进行。当天然地 基土渗透性较小时,为了缩短土体排水
观测频率
第一个月每7d观测一次,第二个 月至第三个月每15d观测一次,从第四 个月起每一个月观测一次。
水准点的设置
水准点应设在不受垂直和水平方 向变形影响的坚固的地基或永久建筑物 上,其位置应尽量满足观测时不转点的 要求,每三个月用路线测设中设置的水 准点作为基准点,对设置的判断及观测结果
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
件,并对现场强度进行监测。 工程质量评价:为了检验该施
工工艺的使用效果,对该台背进行沉 降观测。
观测点位的布设
在台背设置一组沉降观测点,观 测点位于台背一侧,离涵背约2m处。
挤密振密法
挤密振密法是借助于机械、夯锤 或爆破产生的夯压或振冲,使土的孔隙 比减小,或在地基内打砂桩、碎石桩、 土桩或灰土桩,挤密桩间土体而达到处 理目的。其中主要有重锤夯实法、强夯 法、振冲法以及砂石桩、土桩或灰土桩 挤密法等,可用于处理无粘件土、杂填 土、非饱和粘性土及湿陷性黄土等地 基,但振冲挤密法的适用范围一般只限 于砂土和粘粒含量低的粘性土。
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 30m。
灌浆法
灌浆法是靠压力传送或利用电渗 原理,把含有胶结物质并能固化的浆 液灌入土层。使其渗入土的孔隙或充 填土岩中的裂缝和洞穴中,或者把很 稠的浆体压入事先打好的钻孔中,借 助于浆体传递的压力挤密土体并使其 上抬,达到加固处理目的。其适用性 与灌浆方法和浆液性能有关,一般可 用于处理砂土、砂砾石、湿陷性黄土 及饱和粘性土等地基。
当连续三个月观测的沉降量平均 不超过5mm时。
结论:经现场沉降观测,台背与 桥梁主体应没有产生明显的错台,台背 处也未见沉陷现象。
注意事项
浇筑前,一定要将基坑进行彻底 清理,基坑内应无虚碴、浮土、积水, 基坑两侧模板及支护要牢固,且模板上 的缝隙要填塞密实。
混合料的拌和一定要提前测定现 场粉煤灰(湿)的含水量,根据其含水 量确定混合料的加水量,配合比一定要 准确计量。现场水泥用量应比配合比设
计增加1.0%~2.0%,以确保现场强度 合格,混合料的搅拌时间一定要保证搅 拌均匀,以不离析为准。
进行浇筑前,以1m的灌注高度为 单位,每灌注一次自然晾晒2d~3d, 待自然强度形成和开裂后,对裂缝以 1:2的水泥浆灌注后,再进行下次灌 注。且灌注过程中,要尽量保持同一平 面,不应形成太大坡度。每次灌注结束 后用刮板人工整平至2%横坡,刷搅拌 罐废水自行处理到路基范围之外。
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20m。
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 20m。
总之,软土地基的强度或变形的 问题是工程土中必须十分注意的问题, 过大的沉降及不均匀的沉降造成软土地 区大量的工程事故。因此,在软土地区 进行设计与施工的建筑物与构筑物时, 必须从地基、建筑、结构、施工、使用 等多个方面综合考虑,采取相应的措 施,减少地基的不均匀沉降,保证建筑 物的正常使用。
170 TRANSPOWORLD 2011No.9 (May)
施工过程中,每天至少做2组试 件,且每侧基坑至少留取1组试件, 且28d后进行钻芯取样,强度7d达到 0.4MPa,28d达到0.6MPa。
作者单位:河北路桥集团有限公司
2011年第9期 (5月上) 《交通世界》 169
H现代公路 IGHWAY
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 18m。
排水砂垫层
砂垫层为设置于路堤填土与软土 地基之间的透水性垫层,可起排水的 作用,从而保证了填土荷载作用下的 地基中空隙水的顺利排出,既加快了 地基的固结,还可以保护路堤免受空 隙水浸泡。砂垫层多采用中、粗砂, 厚度一般为0.6~1.0m,宽度比路堤 底宽多0.5~1.0m。设置砂垫层要注 意防止被细粒污染而造成排水空隙堵 塞,在砂垫层的上下应设反滤层。砂 垫层适于施工期限不紧、路堤高度为 极限高度的2倍以内、砂源丰富、软 土地基表面无隔水层的情况。当软土 层较薄,或软土垫层又有透水层时, 效果更好。砂垫层往往还与其它处 治配合使用,如塑料排水板、袋装砂 井、砂井等加固措施配合设置。
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 20m。
加筋法
采用强度较高、变形较小、老 化慢的土工合成材料,如土工积物、 塑料格栅等,其受力时伸长率大于 4%~5%,抗腐蚀耐久性好,埋设在土 层中。加筋法常用于公路路堤的加固, 在地基处理中,加筋法可用于处理软弱 地基。
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。
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