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软土路基加固技术方案选择
2016-04-18 
   我国软土层分布广泛、厚度比较大,公路施工中经常会面临着软土路基的利用和处理问题。由于软土地基、孔隙比大、含水量大、透水性差,如果不加处理,会造成地基强度低、地基下沉等问题,从而引发路面变形开裂、塌陷,影响公路的建设质量和有效使用。因此需要进行人工加固,增强其结构的强度与稳定性,确保工程质量、降低工程造价,充分利用土地资源。

   一、软土路基特性及加固技术概述

   (一)软土路基特性。

   软土路基是指路基持力层中含有淤泥、淤泥质土、部分冲填土和回填土等软性土层。软土具有整体强度低、压缩性大以及渗透性差的特点,如果不采取任何处理措施,一般难以承受荷载的压力。

   1、抗剪度低。软土路基土质含水量较高、透水性差,爱压后,难以在短时间内自我固结,抗剪强度较低。

   2、固结性弱。软土路基含水量大、孔隙比大、土质松软、压缩性高、结构承载力低。

   3、触变性强。软土路基土结构不稳,触变性强,一旦受到扰动,结构容易变化,土体强度会显著降低,甚至流动失稳。

   可见,软土路基强度以及稳定性不足,在交通工具荷载的作用下,软土路基会产生较大的沉降、变形、塌陷,从而影响公路的质量。因此,从古至今,从国内到国外,都非常重视软土路基加固技术的研究,并探索出了众多的处理技术方法。

   (二)软土路基加固处理综述。

   地基处理技术在我国源远流长,并在长期的实践中积累了丰富的经验。据史料记载,我国在西周时期就已经开始采用竹子和木头等加固地基。

   改革开放以来,西方的地基处理技术与理念被大量地引入我国,并经过我国公路建设者和理论研究者的不断创新,逐渐形成了符合我国工程地质条件的软土地基处理方法体系,包括深层搅拌法、强夯法、排水固结法、土桩和灰土桩法、砂桩法等等。

   二、软土路基处理加固方案的选择

   (一)软土路基加固应考虑的因素。

   1、土质条件。我国软土分布广泛,地质差异大,应当针对土质特点,采取多样化的软基处理技术,例如,对于粘土,适合于压实法,同时在治理中要减小对地基的扰动,防止影响其强度。

   2、公路等级。如果公路等级高,那么则应当加大软土治理力度,采用深层处理方法;反之,如果公路等级低,则可以采取浅层处理技术,或者先铺设简易路面,等待地基沉降结束后,再铺设常规路面。

   3、公路周围环境。软土路基加固必然会对公路两侧的地基产生挤压和扰动,并使其产生不同程度的隆降,影响周围建筑物的使用寿命和安全性。因此,地采选择软基加固技术措施时,必须将对周围建筑物的影响控制在安全范围内,否则应当考虑替代技术,如架设高架桥梁避免扰动地基。

   (二)软土路基加固方案的选择。

   在康健保证公路施工质量的前提下,应当综合考虑公路等级、工期要求、工程造价等各项因此,合理确定治理方案。方案的选择应坚持以下原则:能不处理则不处理,能浅层处理则不深层处理。

   三、软土路基处理方法及其应用

   (一)浅层处理方法。

   1、加筋法。加筋土法是将土工织物植入地基土中,使二成为一体,从而提高地基的承载力。其原理是利用土和拉筋之间的摩擦力成为一个整体,约束填土和承载力较小地基的侧向变形,提高地基承载力。施工简便、造价低、很受工程界重视。

   2、强夯法。强夯法是利用重物对软弱地基进行强夯,增加其密实度,从而提高路基地基承载能力和减少沉降,一般适用于地基处理深度不超过3米的低饱和度粉土、粘性土、湿陷性黄土、回填土和杂填土等。

   3、换填法。换填法就是挖去地面软弱土层,然后以砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料分层充填,以人工或机械分层压实或者夯实。一般适用于深度不超过5米的软土路基。

   4、浅层搅拌加固法。上世纪初,美欧等国经常使用水泥土或石灰土填作路基。先从地表挖取0.5至1米厚的软土,然后加入水泥或石灰,再利用机械或人工拌和后填回原地压实。由于材质成本较高,一般适用于深度不超过3米的软土路基。

   (二)深层处理方法。

   1、重锤夯实法。重锤夯实法是指利用起重机械将重锤提到一定高度,利用其自由落下的冲击力量,重复夯击软土路基。由于向软土路基施加了其不能承受的压力,所以软土路基不得不向下发生位移。软土路基在向下位移的过程中产生的巨大压力,迫使受压路基向四侧推移和排挤,从而将软土全部压挤出公路施工所需要的范围。

   2、碎石桩法。利用一个产生水平向振动的管状设备在高压水流作用下边振边冲,在软弱粘土中成孔后,再往孔内分批填入碎石等坚硬材料制成一根根桩体,由碎石桩体和桩间土组成复合地基,从而提高原有地基承载力,减少沉降量的一种软土路基加固技术。可见,碎石桩法的技术原理是借助于碎石桩,置换部分软土,使整个软土结构形成一个类似于钢筋混凝土复合结构。与重锤夯实法相比,碎石桩法采用的不是路基沉降技术,避免了路基侧移对附近建筑物的影响,因而以在目前的公路建设中颇受青睐。

   3、排水固结法。排水固结法是预先在地基中设置竖向排水砂井,然后向软土地基施予一定的压力,使软土孔隙中的水体逐渐排出,从而使软土地基固结变形、发生生沉降的方法。

   4、深层搅拌加固法。能过特制的深层搅拌机械,在地基中就地将软粘土与水泥固化剂拌和,使软粘土硬结成具有整体性、水稳性和足够强度的地基。深层搅拌法利用的是原地基软土,有效地利用了原土。与夯实法相比,深层搅拌加固法不会使地基侧向挤出,对周围原有建筑物的影响较小;与钢筋混凝土桩基相比,加固材料成本低,可以节约工程支出。

   
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