軟土路基處理技術探究

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軟土路基不能簡單的只按路基條件確定,因填方形狀及施工狀況,有必要在充分研究填方及構造物的種類、形式、規模、路基特性的基礎上,判斷是否應按軟土路基處理。下面是本站小編爲您整理的軟土路基處理技術探究論文,希望能對您有所幫助。

軟土路基處理技術探究

摘要:近年來,在道路工程建設中軟基處理問題也日益成爲影響工程造價和道路施工質量的主要因素,並且越來越受到人們的關注。因此,對道理軟土路基處理技術的研究也具有重大意義,本文首先對軟土路基的概念及特性進行了說明,並詳細探討了幾種軟土路基常見的處理技術。

關鍵詞:公路;軟土路基;加筋土;水泥攪拌樁;排水固結

一、軟土路基的概念及其特性

(一)軟土路基的概念

主要有粘土和粉土等細微顆粒含量多的鬆軟土、空隙大的有機質土、泥炭土以及鬆散砂等土層構成,他們的成員結構和形態雖然不同,但都有含水量大、壓縮性高、強度低和透水性差的特點。軟土路基不能簡單的只按路基條件確定,因填方形狀及施工狀況,有必要在充分研究填方及構造物的種類、形式、規模、路基特性的基礎上,判斷是否應按軟土路基處理。

在道路建設過程中,有些軟土地基填築過程中就因路基變形,無法定型鋪築路面;有的勉強鋪出了路面,但軟基變形,未待交工驗收,路面就開始失穩;有時在運行中變形,不但要年年整治,耗費大量人力、物力和財力,而且影響行車安全,中斷交通。在軟土地基上修建道路,首先要進行加固處理;因此,加強對軟基處理效果的研究,對於確保道路工程質量意義重大。

(二)軟土路基的特性

我國各地不同成因的軟土都具有近於相同的共性,主要表現爲:1.天然含水量高,孔隙比大。含水量在34%~72%之間,空隙比在1.0~1.9之間,飽和度一般大於95%,液限一般爲35%~62%,2.透水性差。大部分軟土的滲透係數爲10-8~10-7㎝/s。3.壓縮性高。壓縮係數0.005~0.02,屬高壓縮性土。4.抗剪強度低。我國軟土天然不排水,抗剪強度小於20kpa,有效內摩擦角20~350。在荷載的作用下,如果軟土路基能夠排水固結,軟土抗剪強度將產生顯著變化。軟土排水固結速度越快,則其強度改善效果越明顯。5.具又能變性。一旦受到擾動,土的強度明顯下降,甚至成流動狀態。6.流變性顯著。在剪應力的作用下,軟土承受剪應力的作用產生緩慢了剪切變形,並可能導致抗剪強度的衰減,在固結沉降完成後,軟土還可能產生可觀的次結沉降。

二、公路工程軟土路基的處理技術要點

(一)軟土路基淺層的處理方法軟土地基淺層處理是指對路牀處理深度不超過5m,處理的方法主要包括加筋土法、強夯法、換填法和拋石擠淤法等,下面一一作詳細闡述。

1.加筋土法。

加筋土法是將土工織物或者是土工柵格等植入地基土中,兩者形成一個整體,增大壓力擴散角,從而提高地基的承載能力,減少其沉降。加筋土法一般適用於回填土形成的路堤,適用於軟土、砂土和粘性土。土工柵格通常可與砂墊層共同作爲一層,通過這一層將堤身荷載傳遞到軟土地基中去,這一層具有與路堤本身與軟土地基不同的剛度,它既是路堤的柔性基礎,又是軟土固結時的排水面。通過這一墊層的處理後,地基變得均勻,施工速度快、路基中心最終沉降量比不鋪土工合成的材料要小,路堤的側向變形也將由於設置土工格柵而得以減小,能夠較爲迅速的達到提高地基承載力和穩定性的目的。

2.強夯法。

強夯法是使用起重設備,將大重量(80~300KN)和一定外形結構規格的夯錘起吊至某一高度(一般爲6~30m)後,自由下落,給地基土以強大的衝擊能量的夯擊,是地基土產生強烈的震動和很高的動應力,將夯面以下一定深度地土層夯實,以增大地基的承載力和穩固性,降低壓縮性的一種軟土地基處理方法。由於夯擊能力大,加固深度也大,對於一般的軟土地基加固有着良好的效果。它是一種快速加固軟基的方法,施工設備簡單,施工工藝操作簡單,不需要加固材料,費用低、週期短,適用土質範圍廣,加固效果顯著,可取得較高的承載力,一般地基強度可提高2~5倍;變形沉降量小、壓縮性可降低2~10 倍;加固影響深度可達6~10m,土粒結合緊密,有較高的結構強度,是一種常用的軟土地基處理方法。

3.清淤換填法。

這是最常用的.方法,這種方法是全部或部分挖去軟弱土,用良好土換掉軟土、淤泥土的方法。取材方便時儘量換填滲水性土,目的爲保證填築的穩定和減少沉降量。它適用於表層淤泥質、泥炭土、無硬殼、厚度不超過3m和地區排水施工的情況.開挖時深度在2m內,用人工或機械直接清除至路基範圍以外堆放或運至取土坑還田;深度超過2m時,要由端部向中央分層挖除,並修築臨時便道,由汽車運載出坑;換填的深度要根據承載力確定。

4.拋石擠淤法。

在湖塘、河流或積水窪地、常年積水且不易抽乾,軟土厚度較薄,採用拋填片石,片石不宜小於30cm。拋填時,自中線向兩側展開,橫坡陡於1:10時,自高向低展開拋填,使淤泥向兩邊擠出,片石拋出水面後應用小石塊填塞墊平,以重型壓路機碾壓,其上鋪反濾層,再進行填土。

(二)軟土路基深層的處理技術

1.水泥攪拌樁加固。

(1)加固原理。水泥攪拌樁加固的基本原理是基於水泥加固土的物理化學反應過程,利用機械設備將水泥噴入待處理的道路軟土路基內,並不斷上下攪拌均勻,促使水泥與土發生水解和水化反應並形成凝膠體,最終形成一種穩定的結構整體,從而提高土地的整體強度,滿足路基使用承載力的要求。

(2)加固方法。水泥攪拌樁根據施工方法可分爲溼法和幹法兩種。溼法攪拌樁是利用水泥作爲固化劑,通過機械進行持續的深層攪拌,在路基深處將軟土和固化劑強力攪拌,形成有足夠的強度的複合地基。水泥攪拌樁加固分爲漿噴法和粉噴法,當土質的天然含水量大於30%,塑性指數大於10時,一般採取粉噴法。因爲一般情況下,相同的攪拌時間內,粉噴法比漿噴法處理的軟基強度要高,但是漿噴法施工便利,容易控制施工質量。

(3)施工中應注意的問題。水泥攪拌樁必須根據試驗確定的技術參數進行施工,施工應控制鑽機下鑽深度、噴粉高程以及停灰面以確保攪拌樁有足夠的長度。在噴粉接樁時,須保證噴粉重疊長度大於1m。攪拌樁施工時,水泥的泵送過程必須連續,固化劑的用量誤差應控制在1%之內。完成攪拌施工後,將鑽頭提離地面,開啓空壓機清除管道及噴咀中的殘餘粉體和附着泥土,然後樁機移向下一樁位。

2.排水固結法

在軟土地基上加壓並配合內部排水,加速軟土地基的排水,加快軟土基固結的處理方法稱爲排水固結法。適用於處理各類淤泥、淤泥質粘土及充填等飽和黏性土地基,主要有以下幾種加固方法:

(1)加載預壓法和超載預壓法,該方法是一處理軟黏土、粉土、有機質沉澱物和雜填土,簡易可行、效果顯著,有成熟理論,處理土質較均勻;但需要時間長,且需搬運大量土石方。

(2)砂井(各種塑料排水板):該方法適用於無機質軟粘土,該方法有成熟的設計和施工經驗及計算理論,常和加載預壓結合,效果可行,但是施工和預壓需數月時間。

(3)真空預壓法:適用於處理軟黏土,可避免搬運土石方的麻煩,但預壓力有限,處理深度不大。

3.高壓噴射注漿法。

高壓噴射注漿法是將帶有特殊噴嘴的注漿管置於土層預定深度,以高壓噴射流使固化漿液與土體混合,凝固硬化加固地基土體的方法。它適用於淤泥、淤泥質土、粘性土、粉土、黃土、砂土、人工填土和碎石土等地基。高壓噴射注漿法在意大利、日本和聯邦德國得到較快的發展,意大利和Radio公司還開發了可同時在鑽進中檢測地層土質、機器控制和自動調節設計漿量並收集反饋信息的機械,國內也很重視並已進行過一些探索性試驗。

參考文獻

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[3]張曉青.淺談幾種軟土地基處理方法[J].計算機建築2014.6.