淤泥质土加固技术杂谈

淤泥质土加固技术杂谈

【摘要】本文以淤泥质土的概念为基础，着重对淤泥质土地基处理方法时应考虑的因素进行了分析，以实际为出发点对淤泥质土的固化对策进行了探讨。

【关键词】淤泥质土，加固技术，杂谈

一、前言

近年来，我国淤泥质土加固技术虽然取得了飞速发展，但依然存在一些问题和不足需要改进，在行业快速发展的新时期，加强对淤泥质土加固技术作用的分析，对确保工程的质量有着重要意义。

二、淤泥质土的概念

粘性土的工程分类法可分为两大类。一类是以土的稠度界限为基础,又分两种方法:即按塑性指数和按塑性图分类。前者反映土塑性的高低,流行于前苏联和东欧;后者反映土塑性和压缩性的高低,流行于美国、西欧和日本。另一类是以土的颗粒大小为基础,按粘粒、粉粒和砂粒含量采用三角坐标图分类,主要反映土压实的难易。解放后,我国早先按工程性质分别采用塑性指数和三角坐标图对粘性土分类。进入80年代,国家《土的分类标准》(GBJ145—90)和交通部《公路土工试验规程》(JTJ051—85)规定细粒土根据塑性图分类。但不论是按塑性指数分类,还是按塑性图分类,都需要知道土的液限。

目前,测定土液限的仪器有圆锥仪和碟式仪两种。按塑性指数的土分类法采用圆锥仪测定的液限,即以质量为76g的圆锥,入土深度恰好为10 mm时土的含水率定为液限wL76,按塑性图的土分类法国外都采用碟式仪测定的液限。圆锥仪和碟式仪两种仪器测得的液限是不同的。GBJ145—90和JTJ051—85都推荐用圆锥仪测定土的液限。但GBJ145—90以质量为76g圆锥,入土深度恰好为17mm时土的含水率定为液限;而JTJ051—85则以质量为100g的圆锥,入土深度恰好为20mm 时土的含水率定为液限wL100,并认为这样求得的液限当量于碟式仪测得的液限。于是,便可直接利用在西方国家流行的塑性图进行细粒土分类。必须指出,圆锥仪液限试验属静力测试,碟式仪液限试验则属动力测试,因此,对于不同的细粒土,这种等效入土深度未必是单一值。但就土的稠度试验而言,大体相当也就可以了。根据GBJ145—90和JTJ051—85采用的液限标准,可以断定碟式仪的液限必大于wL76,因此,将得出较小的液性指数,从而导致对土状态判别的差异,亦即一些在我国定为处于流动状态的土,如淤泥质土,在西方国家有可能定为处于可塑状态。

三、淤泥质土地基处理方法时应考虑的因素

1、道路形状

在公路施工中,路堤设计的高度与宽度是要考虑的重要因素,因为他们直接影

响运用何种施工处理方法。如采用换填法时,宽而低的路堤易发生局部破坏;反之窄而高的路堤,下面易被换填。在设计高度大而稳定有危险的情况下,采用压重法将受到限制。还有路堤越宽越高,则地基产生压力球的根部越深而引起深处粘土层沉降。

2、道路的条件

对于等级较低的公路来讲,可以先进行了路面的路基铺设,等沉降过程结束后,再进行正式路面的铺设;而对于高等级公路的施工,平整度是一项要考虑的标准,因此这就需要在公路施工过程中采用有效的沉降处理办法。

3、施工周围的环境影响

公路施工中要考虑的环境因素有很多,如周围环境中的噪音、地下水的变化等。而在一些特殊的环境中,还有特殊的因素对施工产生影响。如地基特别软弱的情况下,如果路堤高度较高,就会引起施工周围地基的隆起或沉降。要避免这种类似现象的发生,就要考虑控制剪切变形的方法,如果有些情况下,这种方法不能实施,就要考虑是否可以运用高架构造来代替路堤以克服环境因素所带来的困难。

4、道路所在地段

在公路施工中,一般地段上,剩余沉降即使大到一定程度,只要不均匀沉降不大,路面基本上不会丧失其平整度。但与构造物相连地段,剩余沉降将造成错台,形成非常危险的状况。而且若路基稳定性不够,桥台将受到大的土压力作用引起侧向位移的事故屡见不鲜。因此,构造物邻接地段的处理措施非常重要。

四、淤泥质土的固化对策

1、换土填层法

当软弱土地基的承载力和变形满足不了工程技术要求,而软弱土层的厚度又不很大时,将软弱土层部分或全部挖去,然后分层填筑强度较大的砂、砂石、素土、灰土、高炉干渣、粉煤灰等其他性能稳定、无侵蚀性的材料,并压实至要求密实度的地基处理方法。换土垫层的作用主要包括:提高地基承载力,减小地基沉降量,加速软土的排水固结等,适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、古井、古墓等浅层处理。

2、排水固结法

对天然地基或是先在地基中设置砂井等竖向排水体,然后利用建筑物本身的重量分级逐渐进行加载,也可利用其他重物对场地进行预压堆载,使土体中的孔隙体积不断减小,孔隙水被慢慢排出,有效应力逐渐增长,地基发生固结沉降,同时土体的抗剪强度逐步提高的方法。排水固结系统是由排水系统和加压系统两部分共

同组合而成:排水系统的作用主要在于改变地基原有的排水边界条件,增加孔隙水排出的路径,缩短排水距离;加压系统的主要作用在于使地基土中的有效应力增加而产生固结。

3、挤密法

利用挤压或振动方法将砂、石材料挤入软土地基中,形成较大的密实柱体,提高软土地基的抗剪强度。对疏松砂土而言,在挤密砂石桩成桩过程中,桩套管挤入砂层,该处的砂被挤向桩管四周而变密。挤密砂桩的加固效果包括:使松砂地基挤密至小于临界孔隙比,以防止砂土振动液化;形成强度高的挤密砂石桩,提高了地基的强度和承载力;加固后大幅度减小地基沉降量;挤密加固后,地基呈均匀状态。

对软弱黏性土而言,主要利用砂石桩本身的强度及其排水效果。其作用包括:砂石桩在黏性土中形成大直径密实砂石桩桩体,砂石桩与黏性土形成复合地基,共同承担上部荷载,提高地基承载力和整体稳定性,由于密实的砂桩取代了与砂桩体积相等的软土,所以复合地基的承载力比天然地基大,其沉降也就比天然地基小;上部荷载产生对砂石桩的应力集中,减少黏性土的应力,从而减小地基的固结沉降量;在黏性土地基中形成排水通道,加速固结排水。

4、深层搅拌法

深层搅拌法利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械,在地基深处就地将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理!化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。

5、高压喷射注浆法

这种方法创始于日本,是采用高压水射流切割技术而发展起来的。高压喷射注浆,就是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置,用高压设备使浆液或水成为20MPa左右的高压液流从喷嘴中喷射出来,冲击破坏土体。当能量大,速度快和呈脉动状的喷射流的动压超过土体结构强度时,土粒便从土体剥落下来。一部分细小的土粒随着浆液冒出地面,其余土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力等作用下,与浆液搅拌混合,并按一定的浆土比例和质量大小有规律的重新排列。浆液凝固后,便在土中形成一个固结体。

五、结束语

淤泥质土加固技术管理至关重要，因此，在工程的后续发展中，要不断提高管理人员素质，加强对淤泥质土加固技术作用的重视，严格施工体系，促进淤泥质土加固技术水平的提高。

参考文献