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软土路基常用加固方法有哪些?
当路堤经稳定验算或沉降计算不能满足设计要求时,必须对软土地基进行加固。加固的方法很多,常用的方法有:
(1)塑料排水板:塑料排水板是带有孔道的板状物体,插入土中形成竖向排水通道。因其施工简单、快捷,应用较为广泛。最大有效处理深度18米。
(2)砂井:砂井是利用各种打桩机具击入钢管,或用高压射水、爆破等方法在地基中获得按一定规律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。由于这种砂井在饱和软粘土中起排水通道的作用,又称排水砂井。砂井顶面应铺设垫层,以构成完整的地基排水系统。砂井适用于软土层厚度大于5m时。最大有效处理深度18米。
(3)袋装砂井:井经对固结时间的影响没有井距那样敏感。但一般砂井如果井经太小,既无法施工,也无法防止因地基变形而断开失效。因此,现在广泛采用网状织物袋装砂井,其直径仅8cm左右,比一般砂井要省料得多,造价比一般砂井低廉,且不会因施工操作上的误差或地基发生水平和垂直变形而丧失其连续性。最大有效处理深度18米。
(4)排水砂垫层:排水砂垫层是在路堤底部地面上铺设一层较薄的砂层。将水从砂层中排出去。最大有效处理深度,路堤极限高2倍。
(5)土工织物铺垫:在软土地基表层铺设一层或多层土工织物,可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降,又可以提高地基的承载能力,同时也不影响排水。对于淤泥之类高含水量的超软弱地基,在采用砂井及其他深层加固法之前,土工织物铺垫可作为前期处理,以提高施工的可能性。
(6)预压:在软土地基上修筑路堤,如果工期不紧,可以先填筑一部分或全部,使地基经过一段时间固结沉降,然后再填足和铺筑路面。最大有效处理深度30米。
(7)挤实砂(碎石)桩:挤实砂桩是以冲击或震动的方法强力将砂、石等材料挤入软土地基中,形成较大的密实柱体,提高软土地基的整体抗剪强度,减少沉降。最大有效处理深度20米。
(8)旋喷桩:利用工程钻机,将旋喷注浆管置入预定的地基加固深度,通过钻杆旋转,徐徐上升,将预先配制好的浆液,以一定的压力从喷嘴喷出,冲击土体,使土和浆液搅拌成混合体,形成具有一定强度的人工地基。最大有效处理深度20米。
(9)生石灰桩:用生石灰碎块置于桩孔中形成桩体,称为生石灰桩。最大有效处理深度20米。
(10)换土:采用人工或机械挖除路堤下全部软土,换填强度较高的粘性土或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料。最大有效处理深度3米。
(11)反压护道:反压护道是在路堤两侧填筑一定宽度和一定高度的护道。它利用力学平衡以保持路基的稳定。
软土一般指淤泥、泥炭土、沼泽和湿陷性较大的黄土等,通常含水量大、承载力低,软土路基施工处理方法一般有如下六种:
一、表层处理法。
(1)砂垫层:软土顶面铺砂垫层,起到浅层排水作用,缩短固结时间,主要用于路堤高度小于两倍极限高度的软土层或表面渗透系数小的硬壳层;该方法施工简便,适用于施工期限不紧迫、材料来源充足的环境,不适用于抢修。
(2)反压护道:在路堤两侧填筑护道,改善受力;主要用于路堤高度在1.5-2倍极限高度情形;该方法施工简单,但占地多、土用量大,后期沉降大;
(3)土工聚合物处置:在软土表层铺土工布或土工格栅,起到排水、隔离、应力分散和加筋补强的作用。
二、换填法。适用于地表以下0.5-3m的软土处治。
(1)开挖换填:将地表以下的软土部分或全部挖出,用透水性较好的材料回填;该方法简单易行,对浅层尤其是沼泽特别有效;但对深层软基处理、沉降控制较严格的路基、桥涵不是很适用;
(2)抛石挤淤法:路基表面抛投片石、将淤泥挤出基地范围,该方法施工简单迅速,适用于常年积水的洼地、表层无硬壳、施工面机械无法进入、表面大量积水无法排出时;抛石顺序是从路堤中部开始,向前突进后向两侧扩展。
(3)爆破挤淤法:稠度较大的淤泥适合先填筑低于极限高度的路堤再爆破;稠度小的适合先爆破后填筑;
三、重压法
(1)堆载预压法:在软土上通过填土堆载、以减少建成后路堤沉降量,适合工期要求不高的项目;
(2)真空预压:利用真空泵在软土地基中产生真空负压,自由水和空气得以排出,适合含水量高、强度低、渗透系数和固结系数较小的黏土。
四、垂直排水固结法:经常利用砂井、塑料排水板等增加土层竖向排水路径,加速地基固结,常用于解决软土地基的沉降问题。
五、稳定剂处置法。利用生石灰、熟石灰、水泥等稳定材料,掺入到软弱的表层黏土中,改善地基压缩性和强度特征,应做一周左右的养生。
六、振冲置换(砂桩、碎石桩加固法):利用砂桩或碎石桩与周围地基土构成复合地基,该方法适用于软弱粘性土地基,但是对于抗剪强度较低的软黏土不适用。
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