浅谈湿软地基加固方法

浅谈湿软地基加固方法
作者：李刚军
来源：《中国新技术新产品》2011年第12期
摘要：我国地域辽阔，在路基设计与施工中，由于地区或地域的自然病害原因，总会出现很多问题以及一些关键性的技术问题。

所以在施工过程中，对待自然病害要以特殊路基设计对待和处理这些问题。

文章就湿软地基加固的分类方法做以下详细阐述，以供各同行参考。

关键词：湿软地基;加固方法
中图分类号：TU973+.35 文献标识码：A
湿软地基主要指天然含水量过大，胀缩型高，具有湿陷性，承载力低，在荷载作用下容易产生滑动或固结沉降的土质地基，如软土、泥沼、泥炭、湿陷性黄土、人为垃圾、松散杂填土、膨胀土、海相沉积土等。

路基容易产生变形的主要原因是填筑在这些地基上和地基承载力不够以及自然原因等。

致使路基产生各种损坏。

所以，对湿软地基采取的加固措施势在必行，排水和固结是湿软地基加固的关键因素。

1换填土层法
采用人工、机械或爆破的方法，把基底一定深度和范围的湿软土层挖除掉，换填稳定性好和强度大的砂砾、石灰土、碎石、卵石等回填，并分层压实到所要求的密实度。

有些当地的石料物质相当丰富，那样可以直接把路基基底抛头片石，位提高路基强度，可把基底范围内的湿软土挤出来，换填砂垫层能够起到加速软弱土层排水固结，提高承载力，减少沉降量。

各种回填资料，其应力分布规律、极限承载力、沉降特点，基本上与砂砾层相接近。

因此，换填土层厚度、宽度以砂砾垫层作为计算模型。

砂垫层厚度的计算，可以通过直线变形体现理论进行计算而获得；也可以假定应力通过基础按30℃刚性角向下扩散，砂垫层底面呈梯形分布砾垫层的厚度一般应在0.6~1.0m之间，在坡脚两侧铺筑多出50cm宽的襟边。

2排水固结法
在湿软地基中设置垂直排水井，这样可以有效地缩短排水的距离，然后堆载预压，挤出土中过多余的水量，加快土体固结，使土粒变得紧固，提高土体的抗剪强度，这种加固方法就被称为排水固结法。

该法主要的适用对象为含水量较大且土层较厚的软土地基。

这种方法根据垂直排水井材料的不同又可以分为两类：可分为砂井法，排水板法。

2.1砂井法
砂井法是指用锤击、震动、螺钻、射水等方式成孔，在孔内灌砂而形成砂井的方法。

用射水的方式而成孔的方法称为水冲法，其它的为沉管法，在砂井表层铺设0.5~1.0m厚的砂垫或砂构。

排水固结速度与堆载量比较接近，预压至80%的固结度。

就路基而言，加载工作表现为直接填土取代。

填土速度根据不同的情况而定，其中影响因素有施工工期、地基强度、增长情况等，以每昼夜地面沉降量不超过1.5cm、坡脚侧向位移不超过0.5cm的速度进行。

砂井直径多为30~40cm,间距2~4m,呈正三角形或正方形的位置分布，其中正三角形状的位置分布效果较好；砂井的深度以穿越地基可能的滑动面为宜。

其中砂井用砂为含泥量不宜大于3%的中粗砂。

2.2排水板法
用纸板、纤维、塑料或绳子代替砂井的砂做成排水板。

其工作原理与方法与砂井排水法基本一致。

该法又称为塑料板法，目前施工实践中大都是以带沟槽的塑料芯板作为排水板。

3土工织物法
土工织物法是指在路堤下面与地表之间铺设一层或多层高分子化学材料的方式。

这种方式要求铺设的化学材料必须具有较高抗拉强度并且有较大渗透的土工聚合，这种柔性滤层不仅能起到扩大基础分散荷载的作用，而且又能使土工织物具有较大的承受拉力，其在增加一个稳定力矩的同时，而且不影响排水。

3.1概述
土工织物法分为两类：有纺织和无纺织，无纺织多用于材料的渗滤，有纺多用于材料补强。

应用这种方法时可在土工织物上、下铺设0.2~0.3m左右的砂垫层，这样可以增大摩擦力，有利于防止土工织物不被硬物刺破。

在施工实践当中中，往往将排水固结与土工织物相结合，两者共同作用，综合处理。

利用这种方式不仅可以持土工织物功能，同时又加速了排水固结作用，有效减少了路堤中心的沉降量。

3.2施工注意事项
应用土工织物进行施工，除了应当遵循施工的基本常规原理之外，还应当充分考虑由于铺设土工织物而带来施工上的特别注意事项，保证施工的科学合理性。

土工织物在施工的过程中可能使用各种各样的施工方法和机具，它是随着工程的施工进度而选用的，但任何情况下都必须精心施工，注意保证土工纤维的有效性和施工方法的得当性。

3.3质量标准
3.3.1基本要求。

第一，土工布质量要符合相应的要求，在平整的下承层上全断面铺设，土工布要紧贴下承层，拉直平顺；第二，锚固端的施工符合基本要求；第三、接缝搭接的粘合强度符合相应要求，使上下层土工布的搭接缝应交替错开。

3.3.2实测项目。

土工织物铺设允许偏差额应符合如下表1要求。

4反压护道法
在路堤的一侧或两侧设置单级或多级护道，填筑高度与宽度要适当，护道的高度与宽度通过圆弧法预算确定，单极护道高度一般为路堤高度的1/2~1/3，使路堤下泥碳或淤泥向两侧隆起的趋势得到平衡。

另外，加宽荷载的分布宽度，减少路堤的基底应力，这样可以有效的保证路堤的稳定性。

5 碾压夯实法
该方法的工作原理是，采用夯实加固技术，利用起重设备锤体直径为1~1.5m，重量为1.5t 左右的钢筋混凝土截头圆锥体，将其升至2.5~4.5m高度后，使重锤作自由落体运动，达到锤体夯实上基的目的。

这种方法可以有效的提高地基表层土的强度，使湿陷性黄土的湿陷性降低，保持杂填土表层强度一致。

6 挤密法
挤密法是指在在地基成孔后，然后在孔内灌以砂、石、土、石灰土等材料，压实而成直径较大的桩体。

桩体在压力的作用下会相互挤紧，使它们之间孔隙减少，地基土粒由此而变得更加紧密，由此达到桩体与原土组合而形成复合地基，以达到提高地基承载力的目的，从而加固地基。

石灰桩是利用桩孔内填石灰而形成的，主要是利用生石灰的吸水膨胀发热及离子交换的原理，使桩体硬化，加固地基。

其中使用这种方法应注意生石灰必须是新鲜的，灰块要粉碎。

7 化学加固法
所谓化学加固，一般是指利用压力将化学溶液或胶结剂注入软基层中，一般常用注浆管来实现这一过程，在经过短暂时间后，发生化学反应使土颗粒胶结起来凝成一个整体，从而对土基进行加固，同时也可起到防渗作用。

8 结语
综上，湿软地基加固方式有很多中，已不局限于文中提到的类型，其有规模大，造价高的特点，应用成本很高，这也为我们日后的研究指明了方向，要向着经济型方式迈进。

另外，地基加固只是路基主体工程施工中的一部分，要结合路基标高，断面形式等方面综合予以处理。

基于作者能力的限制，文中的不足之处望行业同仁多多指正，今后的工作中亦会加强相关理论知识的学习，争取做出更大的研究成果。

参考文献
[1]赖燕玲，邱良玉.湿软地基处理的几种施工方法[J].江西建材，2009，01.
[2]卢丙灶，郭阳平,徐继红.谈公路路基施工技术[J].科技风，2009，23.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。