2011年一級結構工程師專業(yè)考試精講班講義第十三講(4)

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    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等工程特性,一般不能直接作為天然地基使用,需經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。水溝布設應全面考慮地形與土質情況,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,若埋設孔管,必須用良好的過濾材料保護。
    (二)強夯法
    強夯法是反復將重錘提到高處使其自由落下夯擊地基,從而使地基的強度提高、壓縮性得到降低的方法。強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土地基,處理效果更差。因此在強夯時,為了取得更好的效果,根據(jù)軟土的物理力學性質,可以采用綜合加固方法進行,但是此種方法費用較高,對路基大面積采用得不償失。
    (三)換填法
    換填法就是將基礎地面以下不太深的一定范圍內的軟弱土層挖去,然后以質地堅硬、強度較高、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,并同時以人工或機械方法分層壓、夯、振動,使之達到要求的密實度,成為良好的人工地基。當?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械方法進行表層壓、夯、振動等密實處理,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、淤泥質土、松散素填土、雜填土、已完成自重固結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品??芍糜趲r土或其它工程結構內部、表面或各種結構層之間,具有過濾、防滲、隔離、排水、加筋和防護等多種功能,發(fā)揮加強、保護巖土或其它結構功能的一種新型巖土工程材料。比如在土體中放置了筋材,構成了土體-筋材的復合體。由于土的抗拉抗剪性能差,在土體中加筋,以筋材料為抗拉構件,與土產生相互摩擦作用,限制其上下土體及土體的側向變形,等效于給土體施加了一個側壓力增量,從而增強土體內部的強度和整體性,提高土體的抗剪強度。
    (五)水泥攪拌樁法
    水泥攪拌樁加固軟土地基的機理主要是通過水泥的水解和水化反應及水泥水化物與黏土的化學反應及碳酸化作用,而形成強度相對較高的樁體與樁周軟土一起形成復合地基,以起到提高地基承載力、增強路基穩(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,均通過深層攪拌機械將軟土和固化劑強制攪拌,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。一般認為濕法水泥劑量容易控制,攪拌均勻,成樁質量較為可靠,而干法噴粉量相對較難控制攪拌質量不容易控制,成樁質量相對較差,濕法質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,在國外得到廣泛應用。