-
軟土地基常見的加固方法
軟土由于具有含水量高、壓縮性大、透水性差和流變性強(qiáng)等工程特性,一般不能直接作為天然地基使用,需經(jīng)過加固處理以減小道路路基在荷載作用下引起的沉降或不均勻沉降。軟土路基處理方法較多,分類也各有不同,常用的處理方法主要有:
(一)表層排水法
表層排水法是在路基填筑前,在地面開挖水溝,以排除地表水,同時降低地基表層的含水量,確保施工機(jī)械的作業(yè)條件,為了使開挖水溝在施工中發(fā)揮盲溝作用,常用透水性良好的砂礫回填。水溝布設(shè)應(yīng)全面考慮地形與土質(zhì)情況,使排水暢通。水溝斷面尺寸一般取寬0.5m,深0.5~1.0m。路堤填筑前,宜用砂礫回填成盲溝,若埋設(shè)孔管,必須用良好的過濾材料保護(hù)。
(二)強(qiáng)夯法
強(qiáng)夯法是反復(fù)將重錘提到高處使其自由落下夯擊地基,從而使地基的強(qiáng)度提高、壓縮性得到降低的方法。強(qiáng)夯法適用于處理碎石土、砂土、粉土、粘性土、雜填土和素填土等地基,它不僅能提高地基的強(qiáng)度、降低其壓縮性、還能改善其抗振動液化的能力和消除土的濕陷性,所以還常用于處理可液化砂土地基和濕陷性黃土地基等。強(qiáng)夯法對于飽和度較高的粘性土,一般來說處理效果不顯著,尤其是淤泥和淤泥質(zhì)土地基,處理效果更差。因此在強(qiáng)夯時,為了取得更好的效果,根據(jù)軟土的物理力學(xué)性質(zhì),可以采用綜合加固方法進(jìn)行,但是此種方法費(fèi)用較高,對路基大面積采用得不償失。
(三)換填法
換填法就是將基礎(chǔ)地面以下不太深的一定范圍內(nèi)的軟弱土層挖去,然后以質(zhì)地堅(jiān)硬、強(qiáng)度較高、性能穩(wěn)定、具有抗侵蝕性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、礦渣等材料分層充填,并同時以人工或機(jī)械方法分層壓、夯、振動,使之達(dá)到要求的密實(shí)度,成為良好的人工地基。當(dāng)?shù)鼗浫跬翆虞^薄,而且上部荷載不大時,也可直接以人工或機(jī)械方法進(jìn)行表層壓、夯、振動等密實(shí)處理,同樣可取得換填加固地基的效果。換填法適用于淺層地基處理,包括淤泥、淤泥質(zhì)土、松散素填土、雜填土、已完成自重固結(jié)的回填土等地基處理以及暗塘、暗洪、暗溝等淺層處理和低洼區(qū)域的填筑。換填法還適用于一些地域性特殊土的處理:用于膨脹土地基可消除地基上的脹縮作用,用于濕陷性黃土地基可消除黃土的濕陷性,用于山區(qū)地基可用于處理巖面傾斜、破碎、高低差,軟硬不勻以及巖溶與土洞等,用于季節(jié)性凍土地基可消除凍脹力和防止凍脹損壞等。
(四)土工合成材料法
土工合成材料是以人工合成的聚化物為原料制成的各種類型產(chǎn)品??芍糜趲r土或其它工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部、表面或各種結(jié)構(gòu)層之間,具有過濾、防滲、隔離、排水、加筋和防護(hù)等多種功能,發(fā)揮加強(qiáng)、保護(hù)巖土或其它結(jié)構(gòu)功能的一種新型巖土工程材料。比如在土體中放置了筋材,構(gòu)成了土體-筋材的復(fù)合體。由于土的抗拉抗剪性能差,在土體中加筋,以筋材料為抗拉構(gòu)件,與土產(chǎn)生相互摩擦作用,限制其上下土體及土體的側(cè)向變形,等效于給土體施加了一個側(cè)壓力增量,從而增強(qiáng)土體內(nèi)部的強(qiáng)度和整體性,提高土體的抗剪強(qiáng)度。
(五)水泥攪拌樁法
水泥攪拌樁加固軟土地基的機(jī)理主要是通過水泥的水解和水化反應(yīng)及水泥水化物與黏土的化學(xué)反應(yīng)及碳酸化作用,而形成強(qiáng)度相對較高的樁體與樁周軟土一起形成復(fù)合地基,以起到提高地基承載力、增強(qiáng)路基穩(wěn)定性及減少路基沉降的作用。水泥攪拌樁目前有噴漿法(濕法)和噴粉法(干法)之分,均通過深層攪拌機(jī)械將軟土和固化劑強(qiáng)制攪拌,固化劑采用水泥漿液時,稱為水泥漿攪拌樁法或濕法,固化劑采用水泥粉時,稱為粉體攪拌樁法或干法。一般認(rèn)為濕法水泥劑量容易控制,攪拌均勻,成樁質(zhì)量較為可靠,而干法噴粉量相對較難控制攪拌質(zhì)量不容易控制,成樁質(zhì)量相對較差,濕法質(zhì)量有保證的成樁長度也比干法成樁長度大,但干法采用粉體作固化劑,不再向地基中附加水分,反而能充分吸收軟土的自由水,因此,加固后地基的初期強(qiáng)度較高,特別是對高含水量的軟土加固效果顯著,在國外得到廣泛應(yīng)用。
軟土地基常見的加固方法
軟土由于具有含水量高、壓縮性大、透水性差和流變性強(qiáng)等工程特性,一般不能直接作為天然地基使用,需經(jīng)過加固處理以減小道路路基在荷載作用下引起的沉降或不均勻沉降。軟土路基處理方法較多,分類也各有不同,常用的處理方法主要有:
(一)表層排水法
表層排水法是在路基填筑前,在地面開挖水溝,以排除地表水,同時降低地基表層的含水量,確保施工機(jī)械的作業(yè)條件,為了使開挖水溝在施工中發(fā)揮盲溝作用,常用透水性良好的砂礫回填。水溝布設(shè)應(yīng)全面考慮地形與土質(zhì)情況,使排水暢通。水溝斷面尺寸一般取寬0.5m,深0.5~1.0m。路堤填筑前,宜用砂礫回填成盲溝,若埋設(shè)孔管,必須用良好的過濾材料保護(hù)。
(二)強(qiáng)夯法
強(qiáng)夯法是反復(fù)將重錘提到高處使其自由落下夯擊地基,從而使地基的強(qiáng)度提高、壓縮性得到降低的方法。強(qiáng)夯法適用于處理碎石土、砂土、粉土、粘性土、雜填土和素填土等地基,它不僅能提高地基的強(qiáng)度、降低其壓縮性、還能改善其抗振動液化的能力和消除土的濕陷性,所以還常用于處理可液化砂土地基和濕陷性黃土地基等。強(qiáng)夯法對于飽和度較高的粘性土,一般來說處理效果不顯著,尤其是淤泥和淤泥質(zhì)土地基,處理效果更差。因此在強(qiáng)夯時,為了取得更好的效果,根據(jù)軟土的物理力學(xué)性質(zhì),可以采用綜合加固方法進(jìn)行,但是此種方法費(fèi)用較高,對路基大面積采用得不償失。
(三)換填法
換填法就是將基礎(chǔ)地面以下不太深的一定范圍內(nèi)的軟弱土層挖去,然后以質(zhì)地堅(jiān)硬、強(qiáng)度較高、性能穩(wěn)定、具有抗侵蝕性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、礦渣等材料分層充填,并同時以人工或機(jī)械方法分層壓、夯、振動,使之達(dá)到要求的密實(shí)度,成為良好的人工地基。當(dāng)?shù)鼗浫跬翆虞^薄,而且上部荷載不大時,也可直接以人工或機(jī)械方法進(jìn)行表層壓、夯、振動等密實(shí)處理,同樣可取得換填加固地基的效果。換填法適用于淺層地基處理,包括淤泥、淤泥質(zhì)土、松散素填土、雜填土、已完成自重固結(jié)的回填土等地基處理以及暗塘、暗洪、暗溝等淺層處理和低洼區(qū)域的填筑。換填法還適用于一些地域性特殊土的處理:用于膨脹土地基可消除地基上的脹縮作用,用于濕陷性黃土地基可消除黃土的濕陷性,用于山區(qū)地基可用于處理巖面傾斜、破碎、高低差,軟硬不勻以及巖溶與土洞等,用于季節(jié)性凍土地基可消除凍脹力和防止凍脹損壞等。
(四)土工合成材料法
土工合成材料是以人工合成的聚化物為原料制成的各種類型產(chǎn)品??芍糜趲r土或其它工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部、表面或各種結(jié)構(gòu)層之間,具有過濾、防滲、隔離、排水、加筋和防護(hù)等多種功能,發(fā)揮加強(qiáng)、保護(hù)巖土或其它結(jié)構(gòu)功能的一種新型巖土工程材料。比如在土體中放置了筋材,構(gòu)成了土體-筋材的復(fù)合體。由于土的抗拉抗剪性能差,在土體中加筋,以筋材料為抗拉構(gòu)件,與土產(chǎn)生相互摩擦作用,限制其上下土體及土體的側(cè)向變形,等效于給土體施加了一個側(cè)壓力增量,從而增強(qiáng)土體內(nèi)部的強(qiáng)度和整體性,提高土體的抗剪強(qiáng)度。
(五)水泥攪拌樁法
水泥攪拌樁加固軟土地基的機(jī)理主要是通過水泥的水解和水化反應(yīng)及水泥水化物與黏土的化學(xué)反應(yīng)及碳酸化作用,而形成強(qiáng)度相對較高的樁體與樁周軟土一起形成復(fù)合地基,以起到提高地基承載力、增強(qiáng)路基穩(wěn)定性及減少路基沉降的作用。水泥攪拌樁目前有噴漿法(濕法)和噴粉法(干法)之分,均通過深層攪拌機(jī)械將軟土和固化劑強(qiáng)制攪拌,固化劑采用水泥漿液時,稱為水泥漿攪拌樁法或濕法,固化劑采用水泥粉時,稱為粉體攪拌樁法或干法。一般認(rèn)為濕法水泥劑量容易控制,攪拌均勻,成樁質(zhì)量較為可靠,而干法噴粉量相對較難控制攪拌質(zhì)量不容易控制,成樁質(zhì)量相對較差,濕法質(zhì)量有保證的成樁長度也比干法成樁長度大,但干法采用粉體作固化劑,不再向地基中附加水分,反而能充分吸收軟土的自由水,因此,加固后地基的初期強(qiáng)度較高,特別是對高含水量的軟土加固效果顯著,在國外得到廣泛應(yīng)用。