软土路基的处理方法简介
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软土路基的处理方法简介
随着中国经济的快速发展,公路建设也取得很高的成就,大量建设道路,不可避免地遇到地质条件不好或软弱地基,这样的地基不能满足路基结构物的承载需求需要人工处理、加固,这就要求我们了解软土的特点。
软土层的特点是强度较低、压缩性能较大、渗透性较小。原因是松软土层的空隙比较大、含水量较高。在荷载的作用下,产生较大的沉降,导致路基的破坏影响公路的质量。
地基处理的目的是针对软土地基,采用人工方法提高地基土的抗剪强度,增大地基的承载能力,避免可能出现的剪切破坏;改善地基的压缩性,减少基础的沉降和不均匀沉降;改善地基的渗透性,加速渗透、固结;达到对软土地基的处理。
对软基进行浅层或深层处理的方法很多,归纳为:换土(垫层)法,排水固结法,碾压夯实法,挤密法,化学加固和反压护道法。
1软土路基处理方法概述
1.1换土(垫层)法
换土(垫层)法采用人工、机械等方法,将基底一定深度的松软土层预先挖除,换上强度较高的材料,如砂砾、卵石、石灰土、或素土等,分层压实至规定密实度。作为基础的持力层。常用作浅层地基的处理方法。
1.2排水固结法
排水固结法效果的好坏取决于土层的固结特性、土层的厚度、预压荷载的大小和预压时间的长短等因素。
在软土地基中设置竖直排水井,在外围施加荷载预压,排出地下水,加速土体固结,同时对土体起到一定的压密作用,提高土体抗剪强度。该方法适用于含水量较多,土层较厚的软土地基。根据垂直排水井材料的不同,可分为塑料排水板法,砂柱和袋装砂井法。
1)塑料排水板:塑料排水板是具有排水孔道的板状物,塑料排水插入土中形成竖向排水通道,在外荷载的作用下能够快捷的排出地下水,施工简单,在高速公路软土地基处理应用较为广泛。
2)砂柱:砂柱是利用各种打桩机具在地基中打出按一定规律排列的竖向孔眼,并灌入中、粗砂形成的砂柱。由于砂的透水性较好,施加压力将地下水排出,对土体起到一定的挤密作用。
3)袋装砂井:与砂柱的原理相同,但是用编织袋装砂使得连续性不会受到砂井错位、断颈的影响。施工简便,效益高。广泛应用于高速公路的软土地基的处理。
1.3碾压夯实法
软土在含水量适当时,经过碾压或夯实后,可以降低压缩性,提高承载能力。碾压夯实法可对浅层或深层土加固。有碾压法和重锤夯实法。
碾压法是利用各种压实机械的自身重量对土体进行压实,一般适用于软土层较浅的基础,并且采取分层碾压,效果更好。
重锤夯实法是利用起重机械将重锤提升到一定高度,然后让自由下落,重复夯实地基,使表面形成一层比较密实的硬层,从而提高地基土的强度。重锤夯实法一般使用于地下水低于有效夯实深度的各种稍湿的黏性土、砂土、湿陷性黄土和杂填土地基。不适用于软黏土或在地下水位以下的黏土。重锤夯实次数以最后两次的夯实沉降量不超的差不超过规定值来控制,一般黏性土和湿陷性黄土为1 cm~2 cm:砂土为0.5 cm~1.9 cm,该项技术尽管迄今仍没有一套成熟、完善的理论和设计方法,但已在工程中得到广泛应用,且在加固软土地基方面取得了丰富的经验。
1.4挤(压)密法
挤(压)密法是应用振动、冲击、或打入套管等方法,在地基中形成土孔,然后填入中、粗砂,石灰土等,并予捣实而形成直径较大的桩,利用桩体之间的横向的挤密作用,减小地基土的孔隙率,使地基土在较大深度范围内得以挤密,桩体和土基形成以整体地基。根据桩的材料不同可分为:砂桩、碎石桩和旋喷桩。
1)砂桩:桩孔内填中、粗砂而形成的砂桩,砂桩加固一般应不小于基础宽度的1.2倍而且每边放出不少于0.5 m,根据经验大直径砂桩加固效果更好,但从考虑经济效益,桩径一般采用30 cm~40 cm。砂桩间距与要求将地基土加密的程度有关。经验表明,群桩面积约占松散土加固面积的20%,通常间距为桩径的3~5倍。
2)碎石桩:碎石桩是成孔后再将碎石挤入土中形成由碎石构成的大直径密实桩体。桩体与原地基土组成复合地基,使承载能力提高减少沉降。碎石桩法一般用于处理松散砂或粘土层。桩位布置一般采用正方形或正三角形,桩的间距要保证达到地基承载能力设计要求,一般桩距可取1.5 m~2.5 m,桩长应达到强度较高的下卧土层。桩径取决于地基土质情况和成桩设备等因素,一般0.7 m~1.2 m。
3)旋喷桩:是利用钻机将带有喷嘴的注浆管钻进至土层预定位置后,高压将加固水泥浆液从喷嘴喷射出冲击土层,土层与浆液搅拌在一起,浆液固结后,
便在土中形成一个固结桩体。达到对软土基的处理。
1.5化学加固法
化学加固法是在软土地基中渗入水泥、石灰等,用喷射、搅拌等方法使之与土体充分混合固化;或把一些能固化的化学浆液(水泥浆、水玻璃、氯化钙等)注入路基土孔隙,以改善地基土的物理力学性质,达到加固目的。所用的化学加固材料可以分为粉体类(水泥、石灰粉末)浆液类(水泥浆),加固的类型有搅拌桩法及胶结法。
水泥搅拌桩是利用深层搅拌机械由上而下逐步搅拌,将软土与喷射的水泥浆强制拌合使软土结硬成柱桩而得到加固。此方法适用于较多的软黏土加固。
灌浆胶结法利用压力或电化学原理通过注浆管将加固浆液注入地层中,以浆液挤压土粒之间或岩石缝隙中的水分和气体,经过一定时间后,浆液松散的土体或裂隙胶结成整体,形成强大、防水防渗性能好的人工地基。灌浆胶结法所用的浆液材料有水泥和化学浆液两大类。
1.6反压护道法
反压护道法。反压护道法是在路堤的一侧或两侧填筑适当高度的护道,在护道上施加荷载碾压,护道对路堤有挤压力,使路堤下的软土向两侧隆起的趋势得到平衡,同时使得路堤荷载的分布宽度变大,减少了路堤的基底应力,从而保证路堤基础的稳定。
2结束语
软土路基的处理需要技术和经验,我国地域广阔,土类繁多,因此,要根据具体的地质条件,并结合经验,选用一种或多种方法相互结合起来使用,达到对软土地基经济有效的处理。
参考文献
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