常见软土地基处理

常见软土地基处理（共12篇）

常见软土地基处理 篇1

软土地基问题在公路建设中十分容易出现。由于软土地基的自身特点, 比如骨节系数小、含水量高、抗剪强度低、压缩性小等, 在工程中的计算和预估时无法达到应有的地基承载力, 这时候就不得不需要人工对地基进行加固等操作。填筑路堤的时, 假如软土层错位, 那么整个路基就会失去稳定性, 继而造成一连串的问题。地基在受到填土载荷操作时会因为其产生的混乱沉降引发功能丧失, 导致路面质量也随之降低, 不均匀沉降就会发生在桥涵等结构的连接处, 这就会影响整体的安全性, 并使经过的交通设备十分颠簸, 甚至导致交通事故。所以路基断裂危害等不同程度的路基问题在路基处理操作时很容易引发。我国公路方面各相关部门的已经开始重视软土对公路的危害, 并开始研究正确而高效的处理方法。下面就简介一下软土地基处理的方法, 这些方法大致分为以下几种:

1 热学法

1) 热加固法。首先要运用热空气和燃烧物的深入压缩增加温度, 继而把热传递到土的细颗粒中, 使之达到100℃的高温。从而增加土层的强度, 降低土层的可压缩性。该方法使用前提是加固工程所在地要具备提供富余加热的条件。2) 冻结法。这种方法是利用人工制冷技术, 使土层中的水结冰, 将松散含水岩土变成冻土, 增加其强度和稳定性, 经过冻结的土层可具有岩石般的强度, 它是土层的物理加固方法, 也属于临时性的加固方式。

2 深层密实法

深层密实是指采用爆破、夯击、挤压和振动等方法, 对松软地基土进行振密和挤密, 它与浅层加固方法的不同点, 不但在于其所用的施工机具不同, 更为重要的是它可使地基土在较大深度范围内得以密实。深层密实法是当代地基处理工程的重大发展之一, 主要包括强夯法、挤密法、水泥粉煤灰碎石桩等。

1) 强夯法。在加固低饱和度粉土与黏性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土、砂土和碎石土等地基时, 经常运用强夯这种方法来解决。在实施操作时, 一般是通过10~40t的重锤采用10~20m的落距 (最高可达40m) 夯击地基。当巨大的力能冲击到地基时, 地基中会产生很多相应的动应力和冲击波, 从而因为压密和振密了地基土使得地基更加稳定, 进一步改善了砂土的抗液化水平, 提高了强度。2) 挤密法。挤密法主要是将地基弄成孔, 方法包括振动、冲击或者带套管, 再将碎石、砾石、灰土、杂填土、二灰等材料重新填到孔里, 最终组成碎石桩、砂桩、石灰桩、杂土桩等。这种方法能够利用桩冲击地基时产生的挤压力让很多较小的颗粒填充到大颗粒的缝隙, 以减少各土颗粒中的空隙。空隙减少之后, 土体的压缩性就变小, 抗剪强度也增加很多, 因为桩和土体的复合地基的形成, 进一步增强了她的承载力。3) 水泥粉煤灰碎石桩。这种方法比较新, 它利用石屑、粉煤灰和一些水掺杂后和碎石桩形成一种高强度胶合状体, 使得它的地基更加坚硬。

3 排水固结法

排水固结法是处理软粘土地基的有效方法的一种。首先设置排水系统, 改善排水条件, 同时增加固结压力, 让饱和的软粘土地基在承载一定力的的情况下通过减少孔隙水强敌孔隙比, 让沉降提前完成, 主要包括堆载法、真空预压法、降水降压法。

1) 堆载法:这种方法利用了依次填筑、增加载荷而使的地基水体加固, 地基的载荷就会因此增加, 同时, 施工中的固结沉降也可以因此降低。2) 真空预压法:此方法主要将软土地基设置后, 通过地面铺设砂层和密封膜, 再将铺设排在管道中吸水, 最后抽气, 形成真空。3) 降水降压法:这种方法利用低水位的地下水, 将水位下降由地基中的软土层承受, 不仅可以预压, 也使得土的质量大大提高。它的效果与降水降压法接近, 却不会有破坏地基的副作用。

4 化学加固法

1) 灌浆法。这种方法利用了电化学和液气压原理, 把浆液冲入地层中, 通过填充或挤密进而渗透的方式把残留在一些土粒和岩石中的缝隙中的水和气体去掉。在一段时间以后, 浆液将会使这些缝隙逐渐粘合起来, 变成拥有更高强度和防水性高的整体。

2) 高压喷射注浆法。这种方法是在等到用工程钻机钻至预定深度后, 通过安装在钻杆机端的特殊喷嘴, 用发生装置如高压泥浆泵向周围土体喷射化学浆液, 钻杆慢慢的升高位置。由于高压射流对土体结构产生了破坏, 混合后的化学浆液在地基中逐渐硬化, 最终形成一种均匀圆柱体。同时, 可依照工程要求来改变上升的速度和变化喷射压力, 也可以更改喷嘴直径的大小, 最终使其固结成为要求的设计形状。

3) 水泥土搅拌法。以水泥浆或者石灰浆为固化剂, 通过搅拌机械在地基深处强制搅拌软土和固化剂, 使软土产生物理和化学反应, 固结成一个整体。这种桩柱体成为水泥粘土桩、石灰粘土桩或某胶结物粘土桩, 它的强度和水稳性很好。

5 侧向约束法

此法主要在软土层较薄, 底层有坚硬土层且施工期紧迫的情况下采用。在路两旁的坡脚处增加木桩或混凝土钢筋, 限制了软土的移动, 进而增加了稳定性。也因此节省了土方和耕地的占用。

6 土工织物加固法

此法主要是将土工聚合物、拉筋、受力杆件等强度较大的物件埋设在土层中, 在土体抗压弯等方面大大增强, 从而增加地基的稳定性和地基承载力。

7 换填法

在一种厚度不大、但承载力不能符合路基规划的软土层中, 这些路基以下的部分就可以舍去, 然后以更高强度的土层代替。主要分类为:1) 机械换土法。这种方法主要用来处理浅层非饱和软弱地基、膨胀土地基、季节性冻土地基、湿陷性黄土地基、杂填土地基和素填土。处理此类地基时可以使用机械碾压法、振动压实法、重锤夯实法等。这些方法不但可以用于回填土方量较大的工程, 而且还可以用来开挖基坑面积大的地方。2) 爆破挤淤法。此种方法主要包括先爆后填和先填后爆两种方式。具体是指通过在软土中爆破的巨大冲击力去除无用的淤泥等, 之后再把渗水性土填充到被爆破的地方。处理软土、泥沼时均可用此种方法。3) 抛石挤淤法。采用这种方法施工, 可以不用抽水, 不用挖淤, 施工十分简单。只要将片石抛投在路基底部, 以基底范围为界, 将淤泥排除。通过这种方式可以使地基拥有更好的强度。4) 平板振动法。这是一种在处理无粘性土等透水性好、粘粒少得杂填土地基中比较适宜的方法。

以上这些软土处理的方式为施工过程提供了参考。综上所述, 工程师要因地制宜, 选择合适的方式解决软土地基问题, 有效地、经济性的达到最终的目的, 完成给定的目标任务。

常见软土地基处理 篇2

摘要：本文介绍了地基处理的目的，地基处理常用技术的加固机理、以某高速公路设计为实例阐述了各种地基处理方法，井给出深厚层软基处理常用方法，处理周期等。

关键词：地基处理;软弱地基;处理方法;工程实例

1 前言

地基与建筑物的关系非常密切。地基虽不是建筑物本身的一部分，但它在建筑中占有十分重要的地位。地基问题的处理恰当与否，不仅直接影响建筑物的造价，而且直接影响建筑物的安危，即它关系到整个工程的质量、投资和进度，因此其重要性已愈来愈多地被人们所认识。

2 地基处理的目的

地基处理的目的是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法对地基土进行加固，用以改良地基土的工程特性。

(1)提高地基的抗剪强度

(2)降低地基的压缩性

(3)改善地基的透水特性

(4)改善地基的动力特性

(5)改善特殊土的不良地质特性

地基处理的对象是软弱地基和特殊土地基。

3 地基处理方法 地基处理方法，可以按地基处理原理、地基处理的目的、处理地基的性质、地基处理的时效、动机等不同角度进行分类。

4 某高速公路软土地基处理设计方案

4.1 处理方法

该高速公路是河北省内陆连接港口的重要通道，对河北经济的发展具有重要的意义。全线经详细勘察试验。查明了路线穿越区的特殊土(包括：盐渍土、软土、软弱土)的分布规律t查明了路线穿越区的不良地质(砂土液化)的分布特点和液化等级类型。

通过勘察、土工试验成果、标准贯人试验经综合分析整理井结合静力触探，统计显示路线穿越区的软土，软弱土呈两种类型分布。一类是连续区段分布，另一类是呈透镜体状的不连续区段分布。对于该软土、软弱土，总的指导思想是：首先分析各区段的硬壳层的厚度、地层岩性，软土、软弱土的厚度、特性之后，根据硬壳层，软土，软弱土的地层特点，进行地基沉降、稳定验算;根据验算结果以及《软土地基路堤设计规范》的沉降容许值，对沉降超限区段可依次采取以下处理措施：

(1)、砂垫层+土工格棚(土工格室)+堆载预压(超载预压)的处理方式(主要针对一般控制段)。砂垫层+土工格栅(土工格室)+超载预压主要针对低路基(填方小于2.5米)段。若表层出露即为软土、软弱土则设砂垫层(对于填方2.5米以下低路基段采用土工格室).硬壳层在1.5米以上则不设砂垫层。

(2)、砂垫层+土工格栅+竖向排水体(袋装砂井)+堆载预压的处理方式(主要针对一般控制段)。

(3)、土工格栅+深层水泥土搅拌桩的处理方式(主要针对桩基础两侧及箱形基础下部及两侧沉降主控制段及次控制段)。

(4)、强夯置换法的处理方式(主要针对非饱和状态软弱土段桩基础两侧及箱形基础下部及两侧沉降主控制段及次控制段)。

4.2 设计标准

根据全线软土、软弱土分布区段桥涵构造物基础类型不同，将其划分为以控制工后沉降为目的的3个类型控制区段。

桩基础构造物桥台两侧各3 O米区段作为沉降主控制段

箱型通道及涵洞两侧2 0米区段作为沉降的`次控制段

其它作为一般控制段

(1)控制段的工后沉降容许值不大干10cm

(2)次控制段的工后沉降容许值不大于20cm

(3)一般控制段的工后沉降容许值不大于30cm

4.3 软基处治方案

4.3.1 砂垫层的设计标准

对于前述各地质单元模型中砂垫层的设计标准是：砂垫层的材料为中砂及粗砂，含泥量不大干3%，砂垫层的宽度要适当大干路堤底宽，以防止在施工过程中由于施工机械的破坏影响垫层的有效作用(两侧各宽出0.5米左右);砂垫层厚度0.5米，同时，为了增加地基土的抗剪强度，提高路堤的整体稳定性，达到排水及隔离的作用，通常尚需在砂垫层中铺设土工格栅。

4.3.2 袋装砂井的设计标准

根据工作区软土，软弱土分布区段的地层结构特点，配合堆载预压的竖向排水体以采用袋装砂井为宜。袋装砂井按等边三角形布置。袋装砂井的直径为7 cm。砂袋材料采用透水性能良好的土工织物(聚丙烯纺织物)。砂井的井间距为1.2米，砂井的深度一般应穿透软土、软弱土层，有条件时，砂井底部应至透水层为宜。

4.3.3 深层水泥土搅拌桩的设计标准：

桩基础两侧、箱形基础下部及两侧采取深层水泥土搅拌桩的处理方法，搅拌桩按正三角形布置，桩径0.5米，桩间距1.0-1.4米，桩间距由密到疏进行渐变，水泥掺入量为加固土体质量的1 5%;水灰比0.5。桩体2 8天无侧限抗压强度不低于1.5Mpa，90天单桩承载力不小于1 50KN。单位复合地基承载力不小于150Kpa，水泥采用4 2 5号矿渣水泥。对构造物下部处理区段应考虑基础埋深.基础埋深范围内可不再喷浆搅拌。

4.3.4 强夯置换法的设计标准

根据项目区软土、软弱土分布及发育特点。针对这部分土体的特点我们采用强夯置换法进行处理，目的是提高地基承载力减少沉降。强夯置换材料为级配碎石，粒径大于300mm的颗粒含量不超过30%，含泥量要求小于1 0%。为减少投资.填料可用建筑垃圾代替，要求建筑垃圾为级配良好的坚硬粗颗粒材料，粒径大于300ram的颗粒含量不超过3 0%。含泥量要求小于1 0%，对保护环境和地下水资源不受影响。夯锤质量为5～10t，落距采用1 0米，夯锤底面为圆形，直径2米。夯坑为等边三角形布置，间距4米。处理后单位复合地基承载力不小于150Kpa。强夯置换墩的深度由土质条件及上部荷载决定，一般为3米，处理范围至路基坡脚。对每一处理区段强夯施工前须进行试夯.确定夯击能及夯击次数，调整设计参数。对构造物下部处理区段应考虑基础埋深.应先开挖至基础埋置深度再施工强夯置换墩。

4.3.5 土工合成材料的作用机理

在砂垫层中间铺设一层具有一定强度的土工合成材料，增加了地基土的抗剪强度，提高了路堤的稳定性.同时复合体具有一定的刚度。上部荷载得到有效的调整，使差异沉降减少，均匀度好。由于复合体能承受较大拉力，地基受力变小，路堤中心沉降明显减小。由于土工合成材料与砂垫层的整体作用，不仅减少了不均匀沉降，而且还可减少地基的总沉降，适应路堤的快速填筑，而荷载的迅速增加.加快了软土的固结作用.从而使沉降加快。减少后期沉降，形成一种良性循环。

4.3.6 预压

路堤工程;对软土地区的天然地基或竖向排水体地基，利用路堤填土预压并不需要移去土体，预压的实施.主要体现在分级加荷，每级加荷的稳定性依赖于前一级预压后强度的提高。该情况下，软土地基总沉降量并不减小.只是大部分的沉降在施工期完成，可有效减小工后沉降。

排水系统是一种手段，如果没有加压系统，孔隙中的水没有压力差就不会自然排出，地基也就得不到加固。反之，如果只增加固结压力，不缩短土层的排水距离.则不能在预压期尽快地完成设计所要求的沉降量。

浅谈软土地基的处理 篇3

关键词:软土地基 喷粉桩法 路堤失稳 换土垫层法

引言

在我国沿江、沿湖、沿海等处广泛分布着软土，而这些地区一般又是经济发达地区，对公路交通需要迫切，尤其要发展高速公路。因而在高路堤、大型桥梁，大量的涵洞、通道处软土都给它们带来不同程度的危害。如路基的滑移，开裂，路面起伏不平，桥涵通道等人工构造物处的跳车颠簸而使这些地区的公路建设者感到非常棘手，要花大量人力、物力、财力和时间，去进行勘察、测试、设计、科研和施工。若处理不好将会带来极大的资源浪费。

1 软土及软土地基

1.1 软土

软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。

1.2 软土地基

我国公路行业规范对软土地基未作定义。日本高等级公路设计规范将其定义为:主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成。地下水位高，其上的填方及构造物稳定性差且发生沉降的地基。日本规范还对软土地基做了分类，提出了类型概略判断标准。在给出软土地基定义时指出:软土地基不能简单地只按地基条件确定，因填方形状及施工状况而异，有必要在充分研究填方及构造物的种类、形式、规模、地基特性的基础上，判断是否应按软土地基处理[1]。

2 软土地基在公路工程中造成的危害

1)勘察设计不详细或不准确，导致对应该做软基处理的地段未做处理设计。

2)已知是软土地基，但是未做好软土地基处理，造成路堤失稳或危及线外建筑物。

3)虽然做了软土地基处理，但是措施不力，施工不当造成路堤失稳。

4)堆料不当，未按规定分层填筑，填土过快，碾压不当，造成路堤失稳。

5)扰动“硬壳层”或填筑不当，使“硬壳层”遭受破坏，导致路堤失稳。

3 处理软土地基的方法

3.1 换土垫层法

1)垫层法。其基本原理是挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压或夯实土，按回填的材料可分为砂(或砂石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层等。干渣分为分级干渣、混合干渣和原状干渣;粉煤灰分为湿排灰和调湿灰。换土垫层法可提高持力层的承载力，减少沉降量;常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。该法常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程，一般适用于处理浅层软弱土层(淤泥质土、松散素填土、杂填土、浜填土以及已完成自重固结的冲填土等)与低洼区域的填筑。一般处理深度为2m～3m。适用于处理浅层非饱和软弱土层、素填土和杂填土等。

2)强夯挤淤法。采用边强夯、边填碎石、边挤淤的方法，在地基中形成碎石墩体;可提高地基承载力和减小变形。适用于厚度较小的淤泥和淤泥质土地基，应通过现场试验才能确定其适应性。

3.2 振密、挤密法

振密、挤密法的原理是采用一定的手段，通过振动、挤压使地基土体孔隙比减小，强度提高，达到地基处理的目的。

4 喷粉桩法在软土路基施工中的应用

4.1 粉体搅拌法

粉体搅拌法(简称粉喷法)，是用特制的设备和机具，将加固剂粉体材料(水泥或石灰)通过压缩空气的传送，与地基土强行拌和，使之产生充分的物理、化学反应后，形成一定强度的桩体(简称粉喷桩)。这是一种改善土质，提高地基强度的软土地基加固方法，可以广泛地适用于淤泥质土，杂填土，软粘土等地基加固。

4.2 粉喷法加固软土地基的特点

粉喷法加固软土地基，是一项新的工艺，与其他软土加固方法相比，具有较多突出之处;原理科学、费用低廉、加固成本低。由于采用地基土自身作为桩料，掺入少量固化剂，一般掺入15%左右的水泥，平均每米不超过50kg水泥，每米材料成本费仅10元左右，比其他地基加固方法成本均低;桩身质量好。由于成桩粉体与土拌和，化学反应充分，桩身强度相对较大;地基加固后无附加荷载，因为掺入的固化剂含量较少，加固土的容重略大于地基土的容重，可将地基土的附加荷载忽略不计。干法施工。施工不需要水源，不需要排污，场地干净;桩体强度高，与深层搅拌法相比较，在条件相同的情况下，粉喷桩施工效果较好，因为深层搅拌法是湿法施工，而粉喷桩是干法施工，是从地基土中吸取一定的水量，从而提高了地基的加固效果;无侧向挤土问题。该工艺与打入桩或压入桩相比，由于成桩是将原土作为主要桩料，在地基中几乎不增加体积，故不产生侧向挤土，所以粉喷桩施工对临近环境无其他影响，甚至可以紧贴相临基础施工，该工艺可根据工程需要及地质条件，以不同的掺灰量控制不同的桩身强度，也可以在同一地基中不同层位控制不同桩身强度，以满足工程上的需要;该工艺平面桩位布置灵活，可以组成各种几何形状的桩体，如单桩分开的桩式，桩体相切或搭接的墙壁式，以及桩体构成网格状的块体式，并适用于各种工程，如建筑物地基加固，边坡抗滑加固等，还可以加固地基中的某个部分，应用广泛:粉喷桩施工专用机械主要由成桩钻机，空压机，供料机三大件组成。设备简单，机身体积小，步履移动方便。

4.3 施工工艺

1)施工程序。放桩位→钻机就位→调平→送风→钻至设计深度→送粉→提升搅拌→提升至地平→停粉→复搅1/3桩长→提升至地平→停风→钻机移动→重复循环。

2)施工中注意事项:

a.明确设计要求，了解地基的地质情况。b.开工前先打试验桩，根据不同的地质条件，合理选择钻机的档位，确定喷粉机压力和喷粉量。c.严格控制钻孔深度，喷灰时间及停灰时间，确保粉喷桩桩长，成桩应打入持力层50cm严禁在未钻至设计深度及未喷灰的情况下钻机提升作业。d.定时检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度，对使用的钻头必须随时检查，其钻头磨损量不得大于1cm。e.喷灰机必须配有水泥计量装置，施工中及时记录水泥的瞬时喷入量和累计喷入量。若发现喷灰量不足应进行整桩复打，复打的喷灰量仍不小于设计用量。若遇停电，机械故障等原因中断喷粉，在恢复喷粉时，其重叠孔段长度应大于1m。f.桩身上部1/3桩长范圍内，施工中应严格进行重复搅拌，使水泥和土充分拌和，提高上部桩身强度，使之符合荷载的传递规律。g.为防止水泥飞扬造成污染，当钻头提升到地面以下0.5m时，喷灰机应停止喷灰，并使钻机迅速换档下钻，上部0.5m范围内用人工回填粘土并压实。h.施工中应认真填写原始记录。为保证机械设备完好及人身安全，严禁违章操作。

5 结语

在软土地基上修筑公路和桥梁并不都会发生问题、只要设计和施工措施得当，就可以保证路堤、桥梁的稳定和使用效果。软土地基上路堤的设计与施工方案，应结合当地工程地质条件、材料供应、投资环境、工期要求和环境保护等因素，按照因地制宜、就地取材、分期修建、综合处治的原则进行充分论证，使设计和施工方案达到技术上先进、经济上合理。软土地基的处理方法很多，总之，软土地基处理的目的是增加地基稳定性，减少施工后的不均匀沉陷[2]，所以施工的技术人员必须意识到软土地基的危害性，坚决以数据说话，认真测定基底的承载力，并根据不同的地质情况，不同的投资和工期要求，采用切实可行的处理方案，同时一定要采集桥涵施工后的工后沉降数据，积累经验，为今后的施工打下坚实的基础。

参考文献:

[1]林宗元.岩土工程治理手册[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,

1993.1882204.

常见软土地基处理 篇4

一、垫层法

在对软土地基进行加固中所使用的垫层法, 主要用于软土地基的浅层处理方法, 其中包括加筋碎石垫层法、换土加筋垫层法以及换土垫层法, 其主要用于冲填土、淤泥质土以及淤泥等软土地基上的浅层处理, 先利用机械或者是人工的方式就路基下的软土挖除, 然后将其换填为一些强度较高的粘性土或者是卵石以及砂石等材料。在具体的施工过程中一般都是先将软土层中的淤泥以及腐殖土进行清除, 一般清除厚度在80cm左右, 然后最好是分为两层进行换填, 在底层填上40cm的卵石、上面是40cm的砂石, 这样分层压实所起到的加固效果要明显的多。

二、抛石挤淤法

抛石挤淤法主要用于一些常年积水的低洼地带, 这些路面的排水施工比较困难, 其表土层的厚度较薄, 且呈现出流动的状态, 还包括一些片石可以沉到底部的泥沼以及厚度小于3m的软土路段。在该方法中所抛投的片石, 其粒径最好不要小于30cm, 即使包含粒径小于30cm的也不能超过总含量的20%, 在具体的施工过程中要先从路堤的中部开始, 先向前拋投, 然后在依次往两侧展开, 从而将淤泥从两侧挤出, 在此基础上再用重型压路机反复碾压直至压实, 上面再铺设一层反滤层, 最后填土碾压, 这种加固方法所取得的效果也是很明显的。

三、排水固结法

该方法适用于饱和粘土, 有机质粘土的地基处理。排水固结法的排水系统由水平排水砂垫层和竖向排水体构成, 主要起到改变地基原有排水边界条件, 缩短地基孔隙水的排水距离, 加速软土地基固结过程的作用。当软土层较薄且靠近地表或土的渗透性较好, 施工期较长时, 可以在地面铺设砂垫层而不设置竖向排水体。水平砂垫层厚度一般为50era, 采用中砂或粗砂, 有机质含量不大于1%, 不得含有粗块和其他杂物, 含泥量不得超过5%。水平砂垫层宽出路基两侧各Ira, 并确保排水畅通。竖向排水常选用袋装砂井或塑料排水板。塑料排水板法的施工机具主要是插板机。竖向排水与水平砂垫层应连通, 施工前应先铺30cm厚砂垫层, 3%-4%横坡, 然后施工竖向排水体。对塑料排水板 (袋装砂井) 处理软土路基, 地基固结较好, 状态正常, 它既有排水固结的作用, 又能起挤密地基作用, 且施工设备简单。

四、真空预压法

真空预压法处理地基时。首先在原地基表面铺垫一定厚度 (通常为40, 50era) 的砂垫层作为水平排水体, 然后在土体中打入袋装砂井或塑料排水板 (以下统称砂井) 作为竖向排水体, 再将不透气的薄膜铺设在需要加固的软土地基表面砂垫层上, 薄膜四周埋人土中。通过抽真空装置产生负压, 再借助于埋设在砂垫层中的管道, 将薄膜下土体间的空气抽出, 使其形成相对负压, 由于砂井渗透性较大, 该负压能够传递到砂井中, 并且在砂井和周围土体之间形成孔压差, 使土体中的孔隙水流人砂井并被排出, 以达到固结。由于真空预压对于密封性的特殊要求, 该法主要适用于能在加固区形成 (包括采取措施后能形成) 稳定负压边界条件的软土地基, 如淤泥质土、淤泥、素填土、吹填土和冲填土。一些实际工程证明, 对于砂层和粉煤灰, 采取措施后也能获得所需的真空度。

五、灌浆技术

灌浆就是要让水泥或其他浆液在周围土体中通过渗透、充填、压密扩展形成浆脉, 由于地层中土体的不均匀性, 通过钻孔向土层中加压灌人一定水灰比的浆液, 一方面灌浆孔向外扩张形成圆柱状浆体, 钻孔周围土体被挤压充填, 紧靠浆体的土体遭受破坏和剪切, 形成塑性变形区, 离浆体较远的土体则发生弹性变形, 钻孔周围土休的整个密度得到提高, 另一方面随着灌浆的进行, 土体裂缝的发展和浆液的渗透, 浆液在地层中形成方向各异、厚薄不一的片状、条状、团块状浆体, 纵模交错的浆脉随着其凝结硬化, 造成结石体与土体之间紧密而粗糙的接触, 沿灌浆管形成不规则的、直径粗细相间的桩柱体, 这种桩柱体与压密的地基土形成复合地基, 相互共同作用起到控制沉降、提高承载力的作用。

六、粒料桩和加固土桩

为提高地基承载力, 在需进行地基处理的范围内由碎石、砂砾等松散粒料做桩料, 采用专用机械设置成较大直径的桩体, 对地基起置换作用。粒料桩适用于松散砂土、粉土、粘土、粘性土、素填土、杂填土、以及对变形控制要求不十分严格的饱和软粘土地基的加固或置换。桩通常采用正三角形布置, 桩径采用40era-100cm, 桩顶设60em级配良好的砂砾或碎石垫层。专用机械常采用振动沉管机、水振冲器等施工。

参考文献

[1]周立:《灌浆法在加固处理软路基中的应用》, 《公路交通科技》, 2006年第8期。

公路软土地基处理方法探究论文 篇5

1软土地基的辨认

软土地基的确认是一项比较容易引起争议的工作，我们在具体施工时决定用量化的试验指标来控制和确认。在确定软土时要查明软土及与之共同存在的一般土层的成因、类别、范围、物理力学性质和必要的化学性质，以便采取经济有效的处理措施。既可降低造价，又能确保质量、缩短工期。由于各省区各公路工程的软土成因不尽相同，因此会同乐监理和业主确定了切实可行的鉴别方法，对本路段的主要软基取样并进行了试验分析，根据实验检测数据分析可得出以下规律:

1.1土质的影响一般天然细粒土的天然密度在1.60～1.75g/cm3之间，而水又是不可压缩的，密度远小于土的天然密度，所以对于同样的土质，含水量的增加必然导致土体干密度的减小，这也就意味着作为路基填料时其压实度的降低，这对地基成型后的强度和稳定性有重要的影响。

1.2液塑限的影响由以上结果分析，液塑限对软基的断定并非必然的联系，只要含水量控制得当，在透水性较好的砂砾料紧缺地段，用高液限土作路基填料也可取得很好的效果。事实上，在本工程中，我们遇到了相当多的高液限土(约为60%)，考虑到该工程为二级公路，压实度要求仅为94%左右，为降低工程造价我们采取了分段开挖晾晒、换位填筑路基的办法，将软土全部挖除晾晒换填，考虑到路基耐久性的要求，只是在换填段增加了30～50mm厚的砂砾料垫层，这样既解决了软土路段的交通问题，又避免了大量的土方调运，缩短了工期，降低了造价，取得了很好的综合效益。当然，高液限土(wl>50%)是一种不适宜材料，击实试验表明液限大，最佳含水量也较大，自然对应的最大干密度就会较小，一般高液限粘土的最大干密度为1.55～1.65g/cm3。

1.3孔隙比的影响孔隙比与含水量有较大的关系，其公式为e0=Gω(1+ω)/-1，其中ω为水的.密度，G为土粒比重，为天然密度，ω为含水量。若ω较大将导致分母较小，必然导致e0较大。对于同种类别的土质(G近似恒值)，可以说ω较大程度地决定了e0的大小。本工程资料中显示，其采用的是荷兰轻型触探仪来鉴别软土。使用方法:开沟清表30cm厚之后的连续第3个晴天，现场测试地基，当满足Cu≥25kPa时即为软土深度，软基探测每断面间距10m，布置5个测点，或以5m×5m方格网“十”字角点作为触点。在实际使用中荷兰轻型触探仪对较深软土的适应性并不太好，很典型的软基，若深度超过1.5m，荷兰触探仪就处于失效状态，因为软泥对探杆的吸附作用已经成为不可忽略的因素。

2实际施工中软土地基的处理

2.1挖除换填碎片石方法对于深度不太大的软基工程，在路堤范围内，将需要处理的软土挖除，动力触探合格后，用碎片石换填，可采用分段挖除，分段分层回填的方法。用于换填的石料强度应不小于15MPa，分层厚度不宜大于30cm，石料最大粒径不应大于层厚的2/3。依据规范，分层回填的碎片石应碾压合格，表面石块嵌挤紧密无松动，用镐刨不动，一般采用激震力320kN以上的压路机强震碾压无轮迹。

2.2对于较深的软基挖除换填工程量太大，资料显示，施工方采用了粉喷桩。粉喷桩主要是以粉体物质作加固料和原状土进行搅拌，经过理化作用生成具有较高强度的混合柱体，促使整个路堤产生足够的强度。一般采用水泥作为固化剂，最好用Po32.5级普通硅酸盐水泥，要依据施工时间选用水泥初终凝时间合适的水泥，防止未成型即已凝固。试验室应重点对水泥剂量进行监控，重点保证均匀性。我们配制了3%～8%的水泥剂量试验，发现3%水泥几乎不能使软泥固结，6%剂量能满足要求。但是室内配比不能完全代替施工情形，因此应该跟踪检测，应对7d桩监控。对于不合格桩，应在原桩边上补桩，新桩与旧桩净距>20cm。如出现较多不合格桩应查找原因，进行改正。

2.3抛石挤淤用于存在多处鱼塘和常年积水的洼地。这些地方，软土层位于水下，更换土壤较为困难，或者基底直接落在含水量极高的淤泥中，土壤稠度远超过液限，透水性差、天然含水量大、压缩性高，且这些地方大多为高填方路堤，若对软基不加任何处理或处理不当，往往会导致路基失稳或过量沉降，造成公路不能正常使用。对于厚度较薄，表层无硬壳，片石能沉达底部的泥沼或厚度为3～4m的软土，采用抛石挤淤法效果最佳。当路堤较低且淤泥层较厚时，为增加换土高度，可用挖掘机自一端向另一端或由两端向中间逐段挖除上部3m左右的软泥并外运，挖除段落的长短，以挖掘机能够工作的最大水平距离为准，挖除一个段落后，即可进行抛石。抛挤时，沿路中线向前抛填，再向两侧扩展。当软土地层横坡陡于1∶10时，应自高处向低侧抛投，并在低侧边部多抛投，使低侧边部有2m宽的平台顶面。抛石达到地表常水位以上50mm时，在抛石回填的片石顶面上，铺10～30mm厚碎石垫层(砂砾垫层)并整平压实。整个路段铺筑碎石垫层(砂砾垫层)并平整压实达到要求后，即开始路堤的正常填筑。抛石挤淤时，由于各处沉降不一致，从而在路堤下面残留部分软土，完工后，则会产生不利的不均匀沉降，因而必须注意垫层铺筑后的压实，以使淤泥挤出，减少这种不利影响。

参考文献

浅谈城市道路软土地基处理 篇6

关键词：城市道路；软土地基；垫层法；抛石挤淤法；排水固结法；加固土桩

中图分类号：TU753文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）05-0168-02

软土是自然历史的产物，是随着古地理、气候、沉积、环境的变化而形成的。我国地域辽阔，从沿海到内地，从山区到平原，各地区的软土由于形成的环境、年代、地质等条件千差万别，其分布、厚度、性质也各不相同。随着国民经济的飞速发展，城市范围的扩大，修建的道路越来越多，常常会遇到软土路基。对软土地基进行处理，已引起设计、施工和管理人员的高度重视，近年来工程领域已积累了大量的第一手资料，当天然地基相对较为软弱，不能满足工程设计要求和变形要求或地震作用下有可能产生液化、震陷及失稳时，则要经过人工加固处理后再修建路基。

城市道路软土地基处理主要包括：垫层法、抛石挤淤法、排水固结法，粒料桩、加固土桩、水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）等施工方法。

一、垫层法

垫层法属于软土地基浅层处理方法，包括换土垫层法，换土加筋垫层法及加筋碎石垫层法。该方法适用于淤泥，淤泥质土，冲填土等软弱地基的浅层处理。采用人工或机械挖除路基下软土，换填强度较高的粘性土或砂、砾、卵石等材料。

锦州市松山新区黄海大街K0+220～K1+120段软土段，采用清淤换填，即将腐植土及淤泥清除后换填。清除80cm，分两层换填，底层填筑40cm卵石，上层填筑40cm天然砂砾，分层压实，经试验检测达到设计要求。锦州市城市道路改建工程，有些路段土床软弱，含水量过大，赶上雨季施工，不具备晾晒条件而且要保证工期，常采用30cm左右厚天然砂砾处理，设置承托层，路床很容易达到设计要求。当换填超过1m时，每隔0.5m设一层土工布格栅或土工布，效果会更理想。

经换填处理的地基，可以把上部荷载扩散传至下面的下卧层，以满足上部建筑的地基承载力和减少沉降量，也可以加速软弱土层排水固结和强度的提高，调整了地基强度的不均匀性，也防止了冻胀。

二、抛石挤淤法

该方法适用于常年积水的洼地，排水施工困难，表土呈流动状态，厚度较薄，片石能沉在底部的泥沼或厚度小于3m的软土路段，采用抛投片石，粒径大小不宜小于30cm，且小于30cm粒径的含量不超过20%。施工时先从路堤中部开始，向前突进后再渐次向两侧展开，以使淤泥向两侧挤出，片石抛出水面后用重型压路机反复碾压使之密实，上部再铺反滤层，最后填土碾压。

在锦州经济技术开发区西海工业园内，贵阳路、星海路、赤峰街等道路均采用该方法，由于该路段属沿海地段，大部分为盐场、虾池，常年被海水浸泡，淤泥表层含盐量较高，淤泥稍硬。根据地质勘察报告，采用的施工方式是将原有淤泥层挖除1m左右深，留有一定淤泥层，再进行抛石挤淤，铺设反滤层碾压密实后填土，经过一年的自然碾压，沉降基本稳定，再进行路面施工，效果良好。

三、排水固结法

该方法适用于饱和粘土，有机质粘土的地基处理。排水固结法的排水系统由水平排水砂垫层和竖向排水体构成，主要起到改变地基原有排水边界条件，缩短地基孔隙水的排水距离，加速软土地基固结过程。当软土层较薄且靠近地表或土的渗透性较好，施工期较长时，可以在地面铺设砂垫层而不设置竖向排水体。水平砂垫层厚度一般为50cm，采用中砂或粗砂，有机质含量不大于1%，不得含有粗块和其他杂物，含泥量不得超过5%。水平砂垫层宽出路基两侧各1m，并确保排水畅通。竖向排水常选用袋装砂井或塑料排水板。

塑料排水板法的施工机具主要是插板机。竖向排水与水平砂垫层应连通，施工前应先铺30cm厚砂垫层，3%～4%横坡，然后施工竖向排水体，具体工艺如下：清场地、挖排水沟→铺下层砂垫层→稳压→放样→机具就位→塑料排水板穿靴→插入套管→拔出套管→割断排水板→检查并记录板位情况→机具移位→铺设上层砂垫层。

对塑料排水板（袋装砂井）处理软土路基，地基固结较好，状态正常，它既有排水固结的作用，又能起挤密地基作用，且施工设备简单。塑料排水板与袋装砂井比较，塑料排水板具有插板机械轻，效率高，对土扰动小，造价低等优点。采用本方法只是填土速率受限，高等级道路采用临时路面过渡，待沉降稳定后再做永久路面。

四、粒料桩

为提高地基承载力，在需进行地基处理的范围内由碎石、砂砾等松散粒料做桩料，采用专用机械设置成较大直径的桩体，对地基起置换作用。粒料桩适用于松散砂土、粉土、粘土、粘性土、素填土、杂填土、以及对变形控制要求不十分严格的饱和软粘土地基的加固或置换。

桩通常采用正三角形布置，桩径采用40cm～100cm，桩顶设60cm级配良好的砂砾或碎石垫层。专用机械常采用振动沉管机、水振冲器等施工。

五、加固土桩

用带有回转、翻松、喷粉与搅拌功能的机械将软土地基局部范围的某一深度某一直径内的软土用固化材料予以改良，加固形成加固土桩体。主要有水泥搅拌桩，粉喷桩和旋喷桩。

水泥搅拌桩或粉喷桩适用于处理正常固结的淤泥、淤泥质土、饱和粘性土地基，特别适宜在施工场地狭窄，净空低，上部土质较硬而下部软若时采用。桩的直径及设计深度、间距，应经稳定性验算确定，并应能满足工后沉降的要求，加固土桩还应进行配合比设计。

在锦州港第二港主通道设计中采用旋喷桩处理软基。第二通道主要是为集装箱码头和油码头和矿石、煤等码头服务，交通运输十分繁忙，属特重交通等级。填海主要采用山皮石、山皮土等材料直接填筑，底部为淤泥层。施工前应进行水泥加固土的室内试验，根据被加固土的性质及单桩承载力要求，确定每延米水泥用量。要求先打5根工艺试验桩，检验机具性能及各项参数。施工时严格按设计要求及测定的参数施工。

六、水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）

水泥粉煤灰碎石桩适用于处理软弱粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土地基。采用水泥粉煤灰、碎石进行配比，抗压强度等级达到C15。施工常采用长螺旋钻管内泵压施工和振动沉管施工方式。

本文仅对城市道路常用的方法做以简要介绍，还有如土工合成材料、固化土、强夯法等施工方法及软基处理的一些新技术不断应用于道路施工中。

软土地基处理试验研究 篇7

集美大学箱涵工程为集美大学新校区建设 (福建省2006年重点建设项目) 配套工程, 由厦门路桥集团组织项目建设, 该工程跨越厦门水务集团原水渠, 连接集美大学新老校区, 原设计为桥梁, 基础采用桩基, 后因为学校投资规模压缩, 本着节约原则, 将原桥梁改为箱涵, 取消桩基, 但该区域为海滨潮间带, 表现为海积洼地, 淤泥土层厚约1.6 m～11.1 m, 海积成因, 土层呈松散状, 力学强度低、压缩性高, 含淤泥约为10%～20%, 拟对箱涵下软弱地基打设塑料排水板, 以加速软基固结速度, 提高软基承载力, 减少工后沉降。为了给设计和施工提供准确的依据, 委托相关部门, 在箱涵下软弱地基位置选择具有代表性场地, 进行了塑料排水板地基处理试验研究。

1塑料排水板施工

淤泥土层厚约8 m, 直剪实验 (快剪) 粘聚力11 kPa, 内摩擦角0.7°, 压缩模量1.69 kPa, 不排水抗剪强度承载力特征值36 kPa。本次试验采用了25 m×25 m的试验场地, 本工程的属于深度在25 m之内的竖向排水, 故选择SPA-Ⅱ型塑料排水板, 宽100 mm、厚4 mm, 正方形平面布置, 间距为1.1 m, 长度预定为13 m, 施工时根据实际的地质情况决定, 以打穿淤泥层为准。

1.1 铺设土工布

土工布采用双排线折叠缝合连接, 接缝处缝合总宽度不小于5 cm;将土工布用砂袋压好。

1.2 铺砂垫层

选择干净的中粗砂, 细度模数不小于2.3;压实后的厚度不小于50 cm;用碾压机压实, 同时用抽水机洒水, 使其干密度不小于16.5 kN/m3。

1.3 塑料排水板的施工

塑料排水板水平位置偏差不大于5 cm, 垂直允许偏差不超过板长的1.5%;施工时以穿过淤泥层为前提来控制板深度;施工机械为履带式, 为防止回带, 在插机钻杆尖部排水板处包入长约15 cm～20 cm的ϕ6或ϕ8的钢筋。对于回带超过1 m以上的要在原板位旁补打。做好现场施工记录, 提供每条板长度的现场记录;

1.4 堆载预压、卸载

堆载厚度为3 m, 分两层堆载, 每层厚1.5 m;堆载选用质地较好的粉土或砂土, 容重16 kN/m3～16.5 kN/m3, 每层堆载后, 震动碾压, 使堆载土的干密度达到16.5 kN/m3以上。堆载预压期不少于3个月并且固结度达到90%后卸载。试验从2006年7月18日开始打设塑料排水板, 2006年8月开始现场监测, 2006年12月7日结束现场原位试验。

2试验结果

现场监测和试验包括水位、地表沉降、分层沉降、侧向位移、静力触探、标准贯入、十字板剪切、平板载荷试验等项目。

2.1 水位监测

从水压时间曲线图 (见图1) 可以看出, 各测点水压变化波动趋势基本相似, 但水位总体在下降, 目前海水水位与8月相比也有下降, 这表明实验区内的地下水位与海水水位相关, 随潮水水位变化面波动, 监测结束时地下水位在地面下2 m左右。

2.2 孔隙水压力监测

从孔压-时间曲线 (见图2) 可以看出, 除1号测点外 (数据出现异常可能被破坏) , 其他测点孔压均有明显降低。试验区孔最大孔压下降为18.5 kPa, 平均孔压下降10.33 kPa (不包括1号测点) 。

4号孔压消散比其他孔压大, 这其他孔压探头埋设较深、进入了粉细砂、或进入了粉质粘土、其间超静孔压较小有关。

2.3 地表沉降监测

从地表沉降-时间曲线 (见图3) 可以看出, 最大地面沉降最大为118 mm, 14 d平均沉降56.8 mm, 43 d平均沉降70.3;2区最大地面沉降为127, 14 d平均沉降53.9 mm, 43 d平均沉降82.6 mm。而同期试区外的中转点的沉降仅为12 mm。

试外区后期沉降较大, 这与同期地下水位下降有关, 地下水位下降, 淤泥层在自重作用下固结。另外, 从图中数据还可以看出, 试区中间的沉降测点的沉降较试区边沿测点的沉降大。中间测点2, 4, 5, 6和8的43 d平均沉降为82.8 mm;而边沿测点1, 3, 7和9的43 d平均沉降为54.8 mm。

2.4 十字板剪切试验

十字板尺寸为75 mm×150 mm。剪切速率为6°/min。十字板抗剪强度平均值为18 kPa, 地基处理之前十字板抗剪强度平均值为11 kPa, 有大幅度的提高。

2.5 平板载荷试验

图4试区平板载荷试验的荷载-沉降曲线 (Q-S曲线) , 载荷板尺寸为1 m×1 m。

从试验结果可以看出, 采用塑料排水板能提高地基承载力, 试区平板载荷试验测得的地基承载力特征值为123 kPa, 较试验前的36 kPa有大幅度提高。

3结论

(1) 采用塑料排水板能大大加快软土的固结速度, 试区内沉降监测点43 d平均沉降82.8 mm, 而同期试验区外点的沉降仅为12 mm。

(2) 采用塑料排水板施工, 能提高土层的强度指标, 由于插管的震动作用, 试区淤泥质粘土的十字板剪切强度和静力触堆尖阻力也分别得到提高;试验区地基承载力特征值从试验前的36 kPa分别提高到123 kPa。

(3) 试验结果表明, 提高后的地基承载力完全满足本工程需要, 建议大面积地基处理时采用本次试验的实际参数。

(4) 根据地质勘查资料, 理论计算结果表明, 打设塑料排水板后, 软土固结并没有全部完成, 还有部分固结在箱涵工程施工过程和施工后进行, 所以建议路面选择抵抗不均匀沉降能力较强的沥青混凝土路面。

(5) 为进一步减少工后沉降, 除打设塑料排水板外, 应结合堆载预压加快土体固结, 缩短工期, 减少工后沉降。 [ID:5345]

参考文献

[1]JGJ 79-2002, 建筑地基处理技术规范[S].

论软土地基处理技术 篇8

1.1 设计的基本思路

采用由刚性桩、水泥土搅拌桩和桩间土组成的复合地基。主要从以下几个方面考虑:

1) 当竖向荷载施加于桩顶时, 桩身的上部受到压缩发生相对于土的向下位移, 桩周土在桩侧界面上形成向上的摩阻力;荷载沿桩身向下传递过程中不断克服摩阻力并通过它向土中扩散, 因而桩身的轴力沿着深度逐渐减小, 在桩端处与桩底反力相平衡;与此同时, 桩端持力层在桩端压力作用下产生压缩, 使桩身下沉, 桩与桩间土的相对位移又使摩阻力进一步发挥。随着桩顶荷载的逐渐增加, 上述过程周而复始地进行, 直到变形稳定为止。由于桩身压缩量的累积, 上部桩身位移总是大于下部, 因此上部摩阻力总是先于下部发挥, 桩侧摩阻力达到极限后就保持不变, 继续增加的荷载就完全由桩端持力层承受, 当桩底荷载达到桩端持力层的极限承载力时, 桩便发生急剧的、不停滞的下沉而破坏。因此, 增强桩身上部桩侧土的结构强度, 对提高桩的承载力、改善桩的变形特性具有现实意义。

2) 水泥土搅拌桩加固软土地基改善软土的固结特性。通常水泥土的压缩曲线表现出明显的超固结特性, 可近似地认为水泥土桩体不存在固结现象, 而只有弹性的桩身压缩。水泥土搅拌桩加固深厚软土地基一般不会贯穿整个软土层, 由此形成的加固层和下卧层软土的固结特性仍可用双层地基一维固结理论来。从固结机理来看, 加固层渗透性极低的水泥土搅拌桩 (比原状土低3个～4个数量级) 设置减小下卧层软土的排水固结;同时加固层竖向附加应力向水泥土搅拌桩集中而使桩间土所受应力大大减小, 孔隙压力也大为降低, 因此在下卧层软土和加固层桩间土之间形成较大的孔隙压力差, 加快下卧层软土的固结。

3) 水泥土搅拌桩改善天然软土的性质。流塑态软黏土拌入固化剂后形成的加固土呈坚硬状态。黏聚力和内摩擦角较原状土增加, 其抗压、抗剪强度、变形模量等指标分别比天然软土提高数十倍至数百倍。当固化剂掺入比αw>5%时, 加固土无侧限抗压强度qu可达500k Pa～4000k Pa, 相应抗拉强度σ1=0.15qu～0.25qu, 黏聚力c=0.2qu～0.3qu, 摩擦角Ф变化于20°～30°之间, 变形模量E50=120qu～150qu。加固土强度随固化剂掺入比、水泥标号和加固土龄期的增加而提高。随着水泥掺量的增加抗渗系数由原状土的10-7cm/s下降为10-7cm/s～10-11cm/s数量级。

4) 桩、土复合构成的地基形成了平面及竖向合适的刚度级配梯度和三维共同工作的应力状态, 达到对天然地基承载力的有效补强, 满足设计要求, 减少地基的沉降。

5) 长刚性桩、短水泥土搅拌桩的布置, 形成三层地基刚度, 符合天然地基土层浅弱深强的以及地基应力传递特征, 同时长刚性桩可以进入深层良好土层, 减少复合地基的沉降。

6) 复合地基与上部结构通过褥垫层的柔性连接, 在水平荷载作用下, 有效地传递垂直荷载。

7) 复合地基与上部结构柔性连接的褥垫层调整复合地基的桩土荷载分配, 发挥土体的承载能力特别是浅层土体的承载作用。垫层的作用是:

(1) 保证桩体和桩间土共同承担荷载。在上部荷载作用下, 桩体一定程度“剌入”褥垫层中, 充分发挥桩间土作用。在实测的复合地基桩体和桩间土时程曲线 (给定荷载下) 中, 桩、土受力始终为一常数。

(2) 调整桩、土荷载分担比。垫层越厚, 桩间土承担的荷载越多;荷载水平越高, 桩承担的荷载占总荷载的百分比越大。因此调整垫层厚度可调整桩土荷载分担比, 反之根据桩土应力的要求来确定垫层的厚度。

(3) 缓解基础底面的应力集中。桩顶对应的基础应力与桩间土对应的基础底面应力之比随垫层厚度的变化而变化;据研究, 当垫层厚度大于10cm时, 桩对基础底面产生的应力集中已明显降低;当垫层厚度为30㎝时, 只有1.2左右。

(4) 调整桩土水平荷载的分配。未设置褥垫层时, 水平荷载主要由桩承担。随着褥垫层的设置和增厚, 桩顶承受的水平荷载逐渐变小。当褥垫层厚度大到一定程度时, 水平荷载主要由桩间土承担, 桩体发生水平折断的可能性减小, 桩在复合地基中失去工作能力的机会减小。

(5) 褥垫层的设置, 复合地基中桩体存在向上的剌入变形, 阻止桩间土的变形。

1.2 复合地基承载力

刚性桩—水泥土搅拌桩复合地基承载力计算的思路: (1) 由天然地基和刚性桩复合形成复合地基, 视为一种新的等效天然地基, 其承载力特征值为fspk1。 (2) 将等效天然地基和水泥土搅拌桩复合形成复合地基, 求得复合地基承载力, 即刚性桩—水泥土搅拌桩复合地基承载力。具体推导如下:

天然地基土的承载力特征值为fak。刚性桩的断面面积为Apl, 平均面积置换率为m1, 单桩承载力特征值为Ral, 则刚性桩和天然地基形成的复合地基承载力特征值为:

式中, α1为桩间土承载力提高系数, 与土性和刚性桩成桩工艺及桩径、桩距等有关, 对非挤土成桩工艺, α1=1;β1为桩间土承载力发挥系数, 一般β1≤1。

水泥搅拌桩的断面面积为Ap2, 平均面积置换率为m2, 单桩承载力特征值为Ra2。水泥土搅拌桩与承载力特征值为fspk1的等效天然地基复合后的承载力, 即

式中, fs pk为刚性桩—水泥土搅拌桩复合地基承载力特征值;α2为桩间土承载力提高系数, 与土性和刚性桩成桩工艺及桩径、桩距有关, 对非挤土成桩工艺, α2=1;β2为桩间土承载力发挥系数, 一般β2≤1。

1.3 复合地基的复合模量

复合模量表征的是复合土体抵抗变形的能力。复合地基是由土和增强体 (桩) 组成, 复合模量与土和桩的模量密切相关。确定刚性桩-水泥土搅拌桩复合地基复合模量的基本方法为: (1) 按单一桩型复合地基复合模量确定方法求得天然地基和刚性桩所形成复合地基的复合模量, 并将其视为一等效天然地基; (2) 按单一桩型复合地基确定方法, 求得等效天然地基和水泥土搅拌桩形成复合地基的复合模量即为刚性桩—水泥土搅拌桩复合地基的复合模量。

图1为刚性桩—水泥土搅拌桩复合地基示意图, 刚性桩桩长L2, 水泥土搅拌桩桩长L1。范围为加固区A1, (L2-L1) 范围为加固区A2。L1以下为非加固区A3, 计算深度范围内共分5个土层, 各层天然地基土压缩模量分别为Es1, Es2, Es3, Es4, Es5, 刚性桩和天然地基形成复合地基后的面积置换率为m1, 第1层土天然地基承载力特征值为fak, 刚性桩加固后复合地基承载力特征值为fspk1, 模量提高系数ζ1=fspk1/fak, 桩长为L2的水泥土搅拌桩复合地基面积置换率为m2 (计算时不考虑刚性计的存在) , 复合地基承载力特征值为fspk, 则桩长L2范围内模量提高系数为ζ2=fspk/fspk1。

多桩型复合地基的复合模量计算方法;可推得刚性桩-水泥土搅拌桩的复合模量, 加固区A1模量提高系数为η=fspk/fak。加固区A2模量提高系数为ζ1, 非加固区A3模量不变。

1.4 刚性桩—水泥土搅拌桩复合地基检测

桩身质量检测, 可依照各类桩的检测方法分别进行检测, 如刚性桩可采用低应变检测, 水泥土搅拌桩可采用轻便触探或抽芯检测。

对于一般的复合地基加固效果检测, 《建筑地基处理技术规范》 (JGJ 79—2002) 规定采用复合地基静载荷试验, 单桩复合地基载荷试验的承压板可用圆形或方形, 面积为一根桩承担的处理面积;多桩复合地基载荷试验的承压板可用方形或矩形, 其尺寸按实际桩数所承担的处理面积确定。

在确定刚性桩-水泥土搅拌桩复合地基承载力特征值时, 当Q～S曲线上有明显的比例极限, 而其值不小于对应比例界限的2倍时, 可取比例界限;当其值小于对应比例界限的2倍时, 可取极限荷载的一半;当Q～S曲线是平缓的光滑曲线时, 可按相对变形值确定;即取沉降比s/b或s/d等于0.006所对应的压力。

2 现场静载荷试验

2.1 P TC+水泥土搅拌桩复合地基

某工程地基土物理力学指标如表1。工程采用PTC+水泥土搅拌桩复合地基, PTC桩径Φ500mm, 桩长37m, 桩端进入 (9) 层砾石;水泥土搅拌桩桩径Φ500mm, 桩15m, 桩端进入 (3) 层淤泥质黏土, 1根PTC与4根水泥土搅拌桩组合成一个处理单元。

2.2 预制桩+水泥土搅拌桩复合地基

某地下水池工程, 场地岩土主要工程特性指标如表2。地基采用水泥土搅拌桩复合地基, 桩径Φ500mm, 桩长16.0m, 按1000mm×1000mm纵横双向均匀布置, 设计单桩竖向承载力标准值不小于150k Pa, 单桩复合地基承载力标准值不小于180k Pa;施工后抽检8根桩进行载荷试验, 水泥土搅拌桩单桩或单桩复合地基承载力标准值均未达到设计要求。

采用预制钢筋混凝土桩加固, 桩身截面200mm×200mm, 混凝土强度C30, 主筋4根φ16 mm, 箍筋φ6 mm@200 mm;桩长20m, 分5段浇制, 底段带桩靴。桩段间用焊接法接桩 (或硫磺胶泥) ;布桩采用每4根水泥土搅拌桩间插入1根预制桩, 形成复合地基;在桩顶铺设一层厚为350mm的天然级配卵石垫层, 改良地基中桩土荷载分配, 充分发挥地基土的承载力。施工完毕后, 选择4组复合地基进行静荷载试验;试验得到的复合地基承载力标准值均大于200k Pa。

3 结束语

1) 刚性桩—水泥土搅拌桩所形成的复合地基可得到较高的复合地基承载力, 改善地基的平面刚度组合与竖向刚度梯度, 提高桩间土的参与作用, 使复合地基承载力大幅度提高;减少复合地基的沉降量, 具有较好的效益。

2) 刚性桩—水泥土搅拌桩组成的复合地基, 其承载力的发挥与桩的类别、强度、长度、置换率、桩端土及桩间土的类别及强度有关。

3) 刚性桩—水泥土搅拌桩复合地基静载荷检测时, 其压板宜采用方形或矩形, 尺寸按实际桩数所承担的处理面积确定。

参考文献

【1】徐新跃, 陈建忠.预应力管桩—水泥土搅拌桩组合法加固软土地基[J].岩土工程师, 2003, 15 (1) .

【2】周国钧, 胡同安, 黄新.水泥系深层搅拌法试验回顾[J].建筑, 1994, 24 (9) .

软土地基处理法分析 篇9

1软土地基影响建筑物正常使用的因素

1.1 软土的成因

软土是由指滨海、湖沼、谷地、河河滩沉积的天然含水率高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。软土在静水中或缓慢的流水环境中沉积, 经生物化学作用形成, 多为近代沉积、主要是第四纪后期形成的海滨相, 泻湖相、溺谷相、三角洲相及湖沼相的黏性土沉积物或河流沉积物, 为欠固结土, 孔隙比都大于1, 当大于1.5时为淤泥, 而小于1.5时为淤泥质土。

从上面可以看出, 软土要是指由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基, 是一种具有承载力低、沉降量大、具有振动液化性、湿陷性、胀缩性等不良工程性质的软弱地基, 故而从其本质上来说就具有不良的工程特性。

1.2 软土的变性特点

据大量沉降观测资料统计表明, 一般的砖混结构房屋沉降为150-200mm, 四层为200-500mm, 五至六层的则多超过700mm。所以软土地基易于沉降的这个特点是直接间影响建筑物正常使用的因素。由于软土的沉降不均匀、沉降速度快、沉降历时长, 所以软土地基极其不稳定。

2处理软土地基的方法

众所周知, 淤泥质土或淤泥的流动性较大且承载力不高且软土的分布范围又及其的广泛, 因而工程中难免会遇到这样的不良地土 (不可避免的) 。因而我们须要对软土地基的处理方法进行研究, 从而使建筑物在软土地基上更好的发挥作用。

(1) 排水固结法。

排水固结法是指软粘土 (淤泥质土或淤泥) 地基在荷载作用下, 慢慢排出土中孔隙水, 使得孔隙比减小, 从而地基发生固结变形, 同时, 随着超静水压力逐渐消散, 土的有效应力增大, 地基土的强度逐步增长。其常用于解决软粘土地基的沉降和稳定问题, 可使地基的沉降在加载预压期间基本上达到稳定。排水固结法是由排水系统和加压系统两部分组合而成的。同时可增加地基土的抗剪强度, 从而提高地基的承载力和稳定性。排水固结法的主要目的为了改变地基原有的排水边界条件, 增加孔隙水的排出路径, 缩短排水距离;加强系统为起固结作用的荷载, 使地基的固结压力增加而产生固结。

(2) 置换法、强夯法、砂石挤淤法。

置换法将软弱土层挖除, 回填性质较好的材料, 分层夯实, 形成坚硬垫层, 利用垫层本身的高强度和低压缩性, 以及扩散附加应力的性能, 减少沉降, 提高地基承载力。强夯法:就是将几十吨的重锤从几十米高处自有落下, 对湿软地基进行强力夯实以提高其强度, 他是在重锤夯实法的基础上发展而来又与之截然不同的新技术。用强力夯实的方法加固地基, 承载力会明显提高, 沉降量也会降低。这种方法如采用大的单击夯实能量, 可使地基加固深度达10—20m, 甚至更深。砂石挤淤法:一般采用较大的片石 (直径不应小于30cm) , 抛石从中部开始, 逐次向两侧展开, 使淤泥向两边挤出, 在片石高出水位50cm后, 采用重型压实机械碾压, 夯实, 然后在其上铺设反滤层辅以土工格栅后填土。

(3) 深层搅拌法。

深层搅拌法加固软土地基是利用水泥或水泥砂浆作为固结剂, 通过特制深层搅拌机械, 在地基深部就把软土与固结剂强制结合, 使其成为具有较好整体性, 水稳性, 又能满足强度要求的加固土体。根据材料的喷射状态, 可分为湿法和干法两种。湿法以水泥砂浆为主, 后加减水剂和速凝剂;干法以水泥干粉为主。前者搅拌均匀, 易于复搅, 但加固硬化时间长;天然含水率过高时, 桩间土多余的孔隙水需要较长时间才能排出。后者搅拌均匀性不佳, 难以全程复搅, 但水泥硬化时间短, 且在一定程度上降低了桩间土的含水率, 在一定范围内提高了桩间土的强度。

3结论

通过对软土地基的分析得到软土地基之所以会产生很多不良工程现象的原因是:①含水率过大;②孔隙率较大且固结程度不够, 从而使地基承载能力偏低。想要加强软土地基的承载力就需要从这两个方面来解决。

有上面的简略分析可知, 所有的处理方法都是围绕着如何改善这两者方面的性质而展开。简单的来说走的路不同, 但是最终目的就只有一个。可是不是每一个方法针对于同一个软土地基都会取得同样的效果或者达到最终的目的。也就是说它们有着各自的适用范围以及各自己的优缺点, 所以我们在对待软土地基的处理上应该全方面考虑。

参考文献

软土地基处理措施探讨 篇10

关键词：软土,地基,处理措施

1. 几种软基处理方法

1.1 对表层进行处理的几种方法

表层排水法:如果路基的土质相对较好, 只是土壤颗粒中的含水量过大造成的软土路基, 在开始进行填土之前, 为了使施工机械能够进入施工现场, 需要通过开挖沟槽的方式将地表水给以排除使表层土壤的含水率降低。为了使开挖的沟槽能够与盲沟有相同的作用效果, 回填的材料一定要选择透水性良好的材料, 通常选择碎石或砂砾。

砂垫层法:如果地基的上面层有含水量高并且还比较薄的软土层时, 需要在其上面敷一层砂, 敷垫层的厚度一般控制在0.5~1.2 m之间, 这样做的主要目的是可以将软土层固结, 不但对上部有排水作用, 而且对下部也有排水作用, 与此同时, 还可以将填土内的水位降低。为施工机械的顺利进场提供良好的条件。

敷垫材料法:本方法主要适用于地基土层分布不均匀, 有可能发生侧向变位和局部不均匀沉降的情况, 通过敷垫材料来增强软土地基的拉抗与抗剪力, 使软土地基的支撑能力得到提高, 进而为施工机械的顺利进场提供良好的条件。广泛采用的敷垫材料主要有化纤无纺布、土工布、玻璃纤维格栅等。

添加剂法:本方法主要针对表层是粘性土时选用。通过加入添加剂于粘性土表层, 来使软土地基的强度和压缩性得到改善, 为施工机械的顺利进场提供良好的条件, 与此同时, 也能提高软土地基的稳定性。一般选用生石灰, 熟石灰和水泥作为添加材料。

1.2 置换法

该方法就是将软弱的土壤置换成土质优良的土壤, 使填土的沉降量和稳定度都满足要求。施工方法分为人工挖掘置换和借填土自重或用爆炸法将软弱土挤出的强制置换。该方法都相对比较简单, 人工挖掘置换较优, 是最可靠的方案。

1.3 加载法

加载法是为了预先促进软土地基沉降, 增加地基强度, 以防止设置在填土上或邻接填土的路面和构造物或者埋入填土内的构造物发生有害沉降而导致破坏。促进地基固结沉降的方法有:在地基上增加总压办法;减少土中的间隙水压提高有效应力法等。前者用填土荷载时, 一般为填土加载法, 后者又可分为通过井点, 竖井等的降低地下水法和在地表面铺砂, 覆盖不透水膜使之形成真空, 依靠大气压力加载来促进固结的大气压加载法。上述方法, 都很少单独采用。

2 施工现场常用处理软土路基方法

在施工中经常碰到的情况多数不是软土地基, 因为如果有软土地基一般情况在设计时应该根据地质资料, 提出处理方法。多数情况是有局部地段地质情况和原来设计不同, 出现局部地基承载力达不到设计要求, 或者由于局部地段含水量过大 (原有排水系统不畅, 原有地基土质渗水性不好) 造成地基软弹 (翻浆, 弹簧土地段) 。根据出现的这些情况一般常用的方法主要有: (1) 换填。 (2) 抛石填筑。 (3) 盲沟。 (4) 排水砂垫层。 (5) 石灰浅坑法。

3 实际施工中软土地基的处理

3.1 挖除换填碎片石方法

对于深度不太大的软基工程, 在路堤范围内, 将需要处理的软土挖除, 动力触探合格后, 用碎片石换填, 可采用分段挖除, 分段分层回填的方法。用于换填的石料强度应不小于15 MPa, 分层厚度不宜大于30 cm, 石料最大粒径不应大于层厚的2/3。依据规范, 分层回填的碎片石应碾压合格, 表面石块嵌挤紧密无松动, 用镐刨不动, 一般采用激震力320 k N以上的压路机强震碾压无轮迹。

3.2 对于较深的软基

挖除换填工程量太大, 资料显示, 施工方采用了粉喷桩。粉喷桩主要是以粉体物质作加固料和原状土进行搅拌, 经过理化作用生成具有较高强度的混合柱体, 促使整个路堤产生足够的强度。一般采用水泥作为固化剂, 最好用Po32.5级普通硅酸盐水泥, 要依据施工时间选用水泥初终凝时间合适的水泥, 防止未成型即已凝固。试验室应重点对水泥剂量进行监控, 重点保证均匀性。我们配制了3%~8%的水泥剂量试验, 发现3%水泥几乎不能使软泥固结, 6%剂量能满足要求。但是室内配比不能完全代替施工情形, 因此应该跟踪检测, 应对7d桩监控。对于不合格桩, 应在原桩边上补桩, 新桩与旧桩净距20cm。如出现较多不合格桩应查找原因, 进行改正。

3.3 抛石挤淤

用于存在多处鱼塘和常年积水的洼地。这些地方, 软土层位于水下, 更换土壤较为困难, 或者基底直接落在含水量极高的淤泥中, 土壤稠度远超过液限, 透水性差、天然含水量大、压缩性高, 且这些地方大多为高填方路堤, 若对软基不加任何处理或处理不当, 往往会导致路基失稳或过量沉降, 造成公路不能正常使用。对于厚度较薄, 表层无硬壳, 片石能沉达底部的泥沼或厚度为3~4m的软土, 采用抛石挤淤法效果最佳。当路堤较低且淤泥层较厚时, 为增加换土高度, 可用挖掘机自一端向另一端或由两端向中间逐段挖除上部3 m左右的软泥并外运, 挖除段落的长短, 以挖掘机能够工作的最大水平距离为准, 挖除一个段落后, 即可进行抛石。抛挤时, 沿路中线向前抛填, 再向两侧扩展。

参考文献

[1]黄永亮.浅析近年软土地基处理工艺现状及发展[J].科技资讯, 2009 (22) .

[2]周保儒.软土地区公路地基处理方案研究[J].中国新技术新产品, 2010 (12) .

[3]杨文威, 王剑锋, 孙茂黎.软土地基处理中几种常见方法研究[J].科技创新导报, 2009 (17) .

石灰桩加固处理软土地基探讨 篇11

【关键词】石灰桩；软土地基；置换；承载力

引言

用石灰掺填法加固软弱地基在我国已有约两千年的历史，石灰桩在处理软弱土、杂填土地基，提高地基承载力方面，具有开挖土方少，施工进度快，造价低等特点，与其他挤密桩一起被推广使用。从局部处理软弱地基，到处理整片软弱地基或整幢建筑物地基，从单独使用到与低标号混凝土桩结合而形成三元复合地基，石灰桩的应用范围正逐步扩大，加上对粉煤灰的废物利用，对环境保护具有积极的影响。

1 石灰桩的加固机理

1.1 化学加固机理

石灰桩中的主要材料是生石灰块，其主要成份CaO遇水后分解、膨胀并形成Ca(OH)2，软弱土被挤压密实、脱水、固结后，使强度得到提高。在石灰中掺入粉煤灰改良后的石灰桩再掺入一定的粘性土，除可提高桩体强度及减少生石灰用料外，由于粘性土具有隔水性，可在高地下水位的情况下减少水对桩体的侵蚀，提高砂性地基土中桩体的稳定性。生石灰块与粉煤灰、粘性土以一定比例拌匀并挤密入孔后，孔周围的水份被吸附入桩内，由于石灰具有很强的吸水性，生石灰反应成熟石灰的需水量为生石灰重量的32％，在吸水过程中，将释放出大量的水化热，反应产生的200℃~300℃的高温将使桩间土的最高温度可达到40℃~50℃，桩间土在高温作用下产生汽化脱水，土中孔隙水压力消散，含水量降低，由于含水量降低，周围土受到脱水挤密促进了桩周围地基的固结，生石灰(CaO)吸水后消解，形成的Ca(OH)2进一步吸水并与粉煤灰中的活性材料SiO2、AL2O3发生反应，生成具有水硬性的水化硅酸盐和水化铝酸盐，使桩体结硬。桩周围的土部分变硬，实际等于扩大了桩径，从而提高了复合地基的承载力，达到处理软弱地基、杂填土地基的效果[1]。

1.2 物理加固机理

1.2.1 挤密作用

大量的原位測试及土工试验结果分析表明，石灰桩桩体吸水后膨胀，对桩边一定范围内的土休显示了较好的加固效果，经挤密后桩间土的强度为原来强度的1.1~1.2倍。

1.2.2 高温效应

生石灰水化放出大量的热量。桩内温度以及桩间土可以促进生石灰与粉煤灰等桩体掺合料的凝结反应。高温引起了土中水分的大量蒸发．对减少土的含水量，促进桩周土的脱水起了积极作用。

1.2.3 置换作用

石灰桩作为竖向增强体与天然地基土体形成复合地基，使得其压缩模量大大提高．工后沉降减少、而且复合地基抗剪强度大大提高、稳定安全系数也得到提高。

1.2.4 排水固结作用

由于桩体采用了渗透性较好的掺合料，石灰桩桩体的渗透系数在4.07×10-2~6.13×10-5之间，相当于粉细砂，桩体排水作用良好[2]。

1.2.5 加固层的减载作用

由于生石灰的密度为0.8g/cm3，掺合料的干密度为0.6~0.8g/cm3，显著小于土的密度．因此，当采用排土成桩时，相当于加固层的自重减轻、这对于工程是非常有利的。

2 石灰桩布置尺寸的确定

由于石灰桩的膨胀挤密效应和排水固结作用，石灰桩在设计过程中应该采用小桩径、密布桩的原则。

2.1 桩径、桩长的确定

国内用直径150mm~350mm的石灰桩，较长的桩宜用较大的直径，直径200mm以下的桩只适用于5m以下的短桩。

当需要加固土土层较薄，且下面是较好土层时，石灰桩应打穿软弱土层进入好土；当软弱土层深厚时，则应视不同情况处理，对用于加强地基稳定的石灰桩，桩长应穿过所有可能的滑动面，一般倩况常按双层地基考虑，桩长应能满足双层地基的承载力和变形要求。

2.2 桩距和布桩范围

桩距依赖于所需要的石灰桩置换率，石灰桩的加固效果与桩距密切相关，在桩的中心位置最佳有效挤密范围为2.5d~3.0d。石灰桩是柔性桩，一般认为柔性桩宜在基础范围以外设置围护桩。

2.3置换率

石灰桩置换率有两个概念，一是由施工时桩管或桩孔面积确定的置换率，二是由石灰桩吸水膨胀后的桩身截面积确定的置换率m′＝εm。

通常情况下，若石灰桩设计桩径为300mm，则膨胀后可达330~360mm(排土成孔时)。面积置换率计算宜以在石灰桩膨胀后的实际桩径计算，而不能以石灰桩设计桩径计算，否则会导致过多的桩数，造价增高。在正常置换率的情形下，桩中心距一般采用2d~3d，按设计桩径计算的置换串为0.09~ 0.20，膨胀后实际置换串约为0.13~0.28[3]。

3 桩体选材及配比问题

构成桩体的主材是生石灰和粉煤灰。生石灰的活性CaO应大于85％，灰块直径以5cm左右为宜，粉灰含量应小于20％，矸石含量应小于5％；粉煤灰为SiO2、Al2O3活性元素含量较高的新鲜粉煤灰，含水量应小于40％。

石灰桩若全部采用生石灰，则不存在配合比问题。多数情况下，掺入了活性掺合科的石灰桩其桩体强度有大幅度提高。通常情况下，生石灰与掺合料的体积比为1:2。但该配合比不是一成不变的，对于淤泥及淤泥质土，为了大量吸收桩间土中孔隙水，可增大生石灰掺入比，此时可采用体积比1:1.5甚至1:1。对于fK≤60kPa的淤泥或新近回填土，生石灰与掺合科的体积比可采用1.5:1[4]。

4 承载力和变形验算

石灰桩复合地基承载力和变形计算通常是用复合地基计算公式估算地基承载力和模量的，并用现场载荷试验结果加以确定，然后按浅基础的常规设计方法设计基础。

5 设计中容易存在的问题

5.1 复合地基承载力取值问题

石灰桩复合地基承载力与石灰桩面积置换率、桩体强度、天然地基土的类别及承载力等因素有关。

由于石灰桩属于柔性桩，桩体强度不太高，其比例界限值fpk一般取300~450kPa，在通常的置换率的情况下，石灰桩复合地基承载力标准值取值为120~160kPa，一般不宜大于180kPa。因此，在软土地区选用石灰桩复合地基承载力大于200kPa是不合适的。

5.2 桩间土提高系数取值问题

石灰桩能吸水膨胀，桩间土被挤密。工程实践表明，排土成孔和挤土成孔时，桩间土承载力提高系数取不同的值。

排土成孔时，一般情况下，a＝1.1~1.2；对于淤泥等超软土，a＝1.3~1.5。

挤土成孔时，对一般粘性土，a＝1.15~1.3；对饱和软粘土，a＝1.1~1.2；对杂填土、紊填土、大孔隙土，a应经原位测试决定。

不可盲目提高桩间土承载力提高系数a，或降低系数a的取值。

5.3 软弱下卧层强度和变形问题

石灰桩处理软土深度有限，因此，当石灰桩应用于深厚软土地基时，石灰桩通常不能穿透整个软土层，此时必须进行软弱下卧层强度验算。软弱下卧层的变形常常大于石灰桩复合地基加固层的变形，因此不容忽视。

由于石灰桩复合地基具有复合垫层作用、挤密作用、排水固结作用、减载作用，因此石灰桩已成功地应用于深厚软土地基加固。在进行软弱下卧层强度验算时，可考虑石灰桩加固层的减载作用。

6 结语

本文阐明了石灰桩加固软土的物理作用机理．包括挤密作用、高温效应、置换作用、排水固结作用和加固层的减载作用以及石灰桩的化学加固作用，介绍了石灰桩的设计原则并对当前石灰桩设计中存在的问题和解决方案进行了阐述。石灰桩与其它类型的桩相比具有造价低廉，质量可靠，具有较高的经济效益和社会效益，其显著的优越性正在被更多的人认识和采用。大量的工程实践都证明了石灰桩在处理软土地基方面是值得推广采用的。

参考文献：

[1]郑俊杰等．石灰桩在非均匀地基上的设计方法．华中理工大学学报．2005，26(12);85~86．

[2]袁内镇．石灰桩作用机理新认识．第七届全国土力学及基础工程学术会议论文集[C]．北京:中国建筑工业出版社．1994．

[3]徐铁雄．加固新回填土的石灰桩法[J]．华中理工大学学报．2008，24(11)．

[4]武喜，齐亚慧.采用生石灰桩加固湿软路基．山西交通科技．2006，4(2)．

常见软土地基处理 篇12

关键词：公路,软土路基,处理方法,动态监测

1 公路软土路基沉降的原因

众所周知,软土的强度较低,天然地基上浅基础的承载力基本值一般为50-80k Pa,这就不能承受较大的车辆荷载,否则可能会出现地基的局部破坏乃至整体滑动,或者是在开挖较深的基坑时,出现基坑的隆起和坑壁失稳的现象;另一方面,由于软土的压缩性较高,车辆荷载差异较大,体形又比较复杂,那就要产生较大的不均匀沉降,沉降和不均匀沉降过大将引起公路基础标高的降低,影响公路的使用条件,或者造成倾斜、开裂、破坏。同时由于其渗透性很小,固结速率很慢,沉降延续的时间很长,给公路内部设备的安装和与外部的连接带来许多困难。比如填方路基是山区公路路基的主体结构。路基不均匀沉降会导致路面结构过早破坏,既增加了公路养护和维修费用,也影响交通运输的正常运行,往往会产生不良的社会后果。

2 软土路基常见处治方法

为保证软土路基的处理效果,我国将大量国外先进的处理技术引入国内,并根据我国公路的自身特点加以改进,已经摸索出许多适应我国公路建设的路基处理方法。目前施工过程中较为常见的处理方法包括:压密注浆碎石桩处理法、高压喷射注浆法、机械碾压法等。

2.1 机械碾压法

机械碾压法实际就是换填土法,是指挖除浅层软弱土或不良土,分层碾压或夯实土,按回填的材料可分为砂(石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、土(灰土、二灰)垫层等,它可提高持力层的承载力,减小沉降量,消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性,防止土的冻胀作用及改善土的抗液化性。常用于基坑面积和开挖土方量较大的回填土方工程,适用于处理浅层非饱和软弱地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基、季节性冻土地基、素填土和杂填土地基,这种方法简易可行,但仅限于浅层处理,一般不大于3m。

2.2 高压喷射注浆法

高压喷射注浆技术是一种结合了化学注浆技术和高压射流切割技术的加固松软土体的应用技术。工程中采用钻机先钻进至预定深度,再通过带特殊喷嘴的注浆管将水泥浆液高压喷出,以喷射流切割搅动土体,同时钻杆边旋转边提升,造成一个均匀的圆柱状水泥土固结体,从而达到提高路基承载力并形成防渗帷幕的效果。高压喷射注浆技术主要应用在N值(土壤标准贯入值)为0~30的淤泥、淤泥质粘土、砂土、砂砾及含部分卵石层等类型的路基中。

2.3 压密注浆碎石桩处理法

压密注浆碎石桩处理法通常根据施工现场的地址情况经过科学的实验并结合实地计算而实施的软土路基的处理方法。在施工过程中首先以低压注浆的方式注入桩中的碎石桩体中,经过一段时间后等水泥刚刚开始凝固后,便进行高压注浆,确保碎石桩的形成,此时路基中的桩间土与桩周土体之间形成复合路基,这样即能保证原有公路质量需要,又没有对原来路堤造成破坏,满足环境要求。

2.4 其他方法

其他常采用的方法还有挤密法、堆载预压法等。挤密法是较为有效的处理方法,可使路基密实,减小沉降量,但也都存在着一些不足,如挤密法仅适用于浅层处理,一般不大于3m,特殊情况还要采取附加措施。堆载预压法的特点是经济、易操作,但存在工期长的不足,影响了施工的经济效益。

3 公路软土路基沉降的动态监测

3.1 观测点的选埋

沉降观测点的埋设位置通常由工程设计书给定,一般来说每个断面应在公路路堤中央分离带上布设1个沉降点,在两侧路肩处分别布设1个沉降点,3个沉降点应位于一条线上,以便充分体现该断面的沉降情况。沉降点以沉降板作为观测标志,沉降板一般由一根直径为30~40mm的直杆钢管和一块400mm×400mm×9mm的钢板组成,钢管底部焊接在钢板上,沉降杆每段长度为20-30mm,随填土升高而逐渐接高。沉降板的底座埋设在路基底面或砂垫层上,埋设时要求沉降杆处于铅直状态,并保持管顶低于压实面5~8mm。如果需要埋设分层沉降观测点,原则上应每一层土设一个点,点数与埋设深度视具体情况而定,最深的点应超过压缩层理论厚度,或者埋设在压缩性低的砾石或岩石层上,最浅的点一般在基础底面下50mm处。

3.2 基准点的测设

因沉降观测是根据施工进度逐步观测的,为加快施工进度和观测的方便,建议在距公路中心两侧50~300m范围之内设一些水准点,水准点间距应≤200m,减小视距,提高观测精度。基准点通常设在较为稳固、牢靠、醒目的桥上、构、建筑物和低矮的小山坡上,并把基准点的编号和标高值写在相应的位置上,保持清晰可见、一目了然[6]。同时随着路基填筑高度的不断升高,沉降标也应随着升高。

3.3 监测注意事项

施工单位每填筑1层观测1次,若相邻2层的填筑间隔时间超过7d,中间高应加测,测高于观测时间的间隔不大于3d。如果发现有异常沉降,则每2d观测1次或每天1次。对于动态观测的方法,现在主要采用的是仪器观测法[7]。地面沉降仪用来测量地面沉降量,可用于稳定及沉降管理;深层沉降测定仪可用于不同层次的沉降量测定,可用于稳定及沉降管理。每次观测应按规定做好详细记录,并及时整理、分析、汇总观测结果;高精度的沉降观测一定有熟练的测工进行专人专管,观测时立尺人一定要把标尺竖直;在整个施工阶段的观测过程中,应保证固定观测人员、固定仪器及水准标尺、固定测站及转点、固定持尺人员、固定后视尺读数。在工程运用期间的观测亦然,直至地基稳定为止。

4 公路软土路基沉降的施工控制

建立“有方案、有措施、有落实”的精细化施工制度和标准化体系,全面均衡提升建设质量水平。严把原材料准入关,不合格的原材料坚决不允许进场。参照《公路工程采用主要产品准入范围的通知》,由业主指定钢筋、水泥等主要材料品牌,所使用钢材主要以大型钢铁企业产品为主,路用碎石指定为产地。建议结合依托工程,采用强夯和压力灌浆法进行路基非均匀沉降处治,并用表面波法检测强夯处治效果和灌浆质量,开发出廉价、稳定的水泥-水玻璃浆液和新型水泥-粘土浆液岩土灌浆材料和适用于水泥-粘土浆液的LFZ活化剂,建议实行边坡岩土灌浆加固施工工艺和质量检测方法。

施工中建立原材料试验检测台帐,对砂子、碎石、水泥、钢筋等主要原材料进行高频率检测。白拌站和黑拌站实行临时准入,检测合格后方可进入公路市场。路基碴石填筑采用分层碾压和蓝派冲击压实,加速路基沉降固结。水泥稳定碎石上下基层均采用双机联合摊铺,减少纵向接缝和确保路基平整度。梁板采用集中预制,指定混凝土搅拌站。为确保建筑地基沉降达到设计规范要求,应加强施工管理,在大规模施工前,均应进行施工工艺试验,并在施工过程中遵循相关施工规范和工艺标准,综合桩基埋深、地基土成因类型、地层结构的复杂性,地基沉降估算精度的复杂性,沉降控制标准以及有效控制沉降的艰巨性等影响因素,对沉降应进行系统的观测与分析评估,保证桩基施工完成后有12个月以上的观测期和调整期,分析评估桩基沉降是否满足建筑物使用标准。

5 总结

公路软土路基的处理是一项复杂的工程,需要根据现场的实际情况,采取可行的、节约的,高效的处理方式,公路软土路基沉降观测与控制对施工质量与进度的保证和施工效益的取得有着重要意义,直接影响路基在施工中的安全和稳定。

参考文献

[1]王志强,付丽娟.高速公路特殊路基施工技术研究[J].华章,2010(23).

[2]吴中林.公路工程路基施工技术[J].贵州工业大学学报:自然科学版,2008(06).