所屬欄目:城市管理論文 發布日期:2010-12-21 17:04 熱度:
[摘要]軟土是指天然含水量大、壓縮性高、強度低、而滲透性低的一種軟塑到流塑狀態的粘性土。在市政道路工程建沒中,軟基處治問題已成為影響工程造價和道路使用質量的主要因素之一。文章探討了市政道路工地常用的幾種處理軟土地基的方法。
[關鍵詞]市政道路,軟土地基,表層處理,粉噴樁,排水固結
1前言
軟弱地基系指壓縮層主要淤泥、淤泥質土、雜填土或其它高壓縮土構成的地基。此外,還包括可液化的飽和松砂和粉土地基以及濕陷性黃土和膨脹土地基。地基處理方法的分類多種多樣,如按時間分可分臨時處理和永久處理;按處理深度可分為淺層處理和深層處理;按土性對象可分為砂性土處理和粘性土處理,飽和土處理和非飽和處理;也可按照地基處理的作用機理進行分類。道路軟基處理盡可能早期進行,有充分的間隔時間使軟基達到沉降穩定后方可進行填土施工。
2軟土地基處理方法的種類及選擇
2.1沉降處理
沉降處理包括加速固結沉降和減少總沉降量兩方面。加速固結沉降可采用加載預壓、豎向排水(設置砂井或芯板排水)和擠實砂樁等方法。減少總沉降量可以采用換填好土、石灰(水泥)樁、擠實砂樁等方法。
2.2穩定處理
穩定處理可以采用換填土、擠實砂樁、石灰(水泥)樁等措施增加抗滑阻力。各種加速固結沉降措施都有助于促進軟土層強度的增長;慢速或分期填筑路堤可以達到阻止地基強度降低的目的。
3常用的軟基處理方法
3.1表層處理法
表層處理法用于地表面極軟弱的情況。該法是通過排水、敷設或增添材料等辦法,提高地表強度,防止地基局部剪切變形,保證施工機械作業;同時盡可能把填土荷載均勻地分布于地基上。屬于這類處理方法的有:表層排水法,砂墊層法,敷設材料法,添加劑法等等。
3.1.1、表層排水法
對土質較好因含水量過大而導致的軟土地基,在填土之前,地表面開挖溝槽,排除地表水,同時降低地基表層部分的含水率,以保障施工機械通行。為了發揮開挖出的溝槽在施工中達到盲溝的效果,應回填透水性好的砂礫或碎石。
設計、施工注意事項
(1)置溝槽布置要考慮利用地形自然坡度排水;填土沉降要注意坡度的變化;不使來自四周挖方部位的地表水、滲透水浸入填土;溝槽的間隔要盡可能加密,以增大排水能力,即使有部分溝槽被切斷也不會妨害整體排水。
(2)溝槽尺寸一般取寬0.5m,深0.5~1.0m。填土之前在溝槽內用透水良好的砂(砂礫)回填成為盲溝。縱向盲溝一般沿道路縱向或中央縱向開挖,橫向盲溝一般間距10m~15m布置。溝槽內埋設多孔排水管時,必須用優質反濾層加以保護。
3.1.2、砂墊層法
對于地基上部軟土層極薄且含水量大時,在軟土地基上敷墊0.5~1.2m左右厚的砂墊層。這樣可達到固結軟土層,使砂墊層起到上部排水層作用;同時,砂墊層又成為填土內的地下排水層,以降低填土內的水位;在進行填土及地基處理施工時,為施工機械提供良好的通行條件。
設計與施工:(1)如采用機械施工,在確定砂墊層厚度時,應考慮機械的重量,輪胎對地面接觸壓力,偏心程度及軟土地基表層強度等在極軟地基上,僅用砂墊層來確保大型施工機械的通行,往往需要較厚的砂墊層,是不經濟的,所以常與表層排水或敷墊材料等法并用。(2)砂墊層施工時應設放樣板。
3.1.3、敷墊材料法
對于地基土層不均勻,可能發生局部不均勻沉降和側向變位,可利用所敷墊材料的抗剪和拉抗力,來增強施工機械的通行,均勻地支承填土荷載、減少地基局部沉降和側向變位,以提高地基的支承能力。
敷墊材料主要有化纖無紡布、土工布、玻璃纖維格柵等被廣為采用。
(1)設計、施工注意事項
①應注意地基表層強度,施工機械重量,以及填土荷載大小和寬度等,據以選用合適的敷墊材料。
②施工機械通過區域,使局部地段產生較大的拉壓力,應作特別的補強。
③敷墊材料四周應超過填土邊緣,端部卷入填土內,上面用填土壓緊。
④在特別軟的地基上進行第一層填土時,可使用放置干筏上的手搖傳送帶撒鋪,有時也用皮帶拋射式撒砂機撒鋪。
⑤第一次撒布厚度應盡可能薄些,并要求用透水性好的河砂為材料。含礫石時,要注意不使其損壞敷墊物。
3.1.4、添加劑法
對于表層為粘性土時,在表層粘性土內滲入添加劑,改善地基的壓縮性能和強度特性,以保施工機械的行駛。同時也可達到提高填土穩定及固結的效果。
添加材料通常使用的是生石灰,熟石灰和水泥。石灰類添加材料通過現場拌和或廠拌,除了降低土壤含水量、產生團粒效果外,對被固結的土隨著時間的推移會發生化學性固結,使粘土成分發生質的變化,從而促進土體穩定。
(1)設計、施工注意事項
①生石灰消解程度的判斷生石灰消解過程伴隨體積膨脹,在此期間進行碾壓,不可能獲得預期效果。因此在固結時要掌握發熱溫度、準確判斷消解結束時間。
②添加材料的配比設計添加材料的適當劑量,要根據所處理的土質,施工方法和試驗配比的結果來決定。一般有改良土、石灰土、水泥穩定土較為常用。改良土是利用現場地基土摻石灰(一般含灰6%)后再次利用,其施工方便、造價低;石灰土是用黃土摻石灰(一般含灰10%~12%)后使用,其造價較改良土要高;水泥穩定土是用黃土摻水泥(一般含水泥3%~5%)后使用,其造價較貴,在秋、冬季雨天施工時,工期短時不得已采用,其優點是不需太長的養生時間,就可使地基固化板結達到施工要求的強度。
③固結與養生用水泥或熟石灰處理,在拌和一結束即產生固結。用生石灰處理,從拌和時的初步碾壓到生石灰消解結束,要進行二次固結,若強度足夠可不必養生。但因土質或施工條件不同,被處理過的土質強度增長也各不相同,大體上以養生一周后的強度為所要求的固結強度。
3.2置換法
當淤土層厚度較簿時,可采用淤土層換填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基礎等辦法進行地基處理,鑒于換砂不利于防滲,且工程造價較高,一般應就地取材,以換填泥土為宜。可將軟土全部挖除,使路堤筑于基底或盡量換填滲水性土。這種方法適用于軟土厚度小于2m的路堤。換土法要回填有較好壓密特性土進行壓實或夯實,形成良好的持力層,從而改變地基承載力特性,提高抗變形和穩定能力,施工時應注意坑邊穩定,保證填料質量,填料應分層夯實。
3.3加載法
采用本法的主要目的是使鋪裝完成后路面殘余沉降量控制在允許值以內。所以它與載荷重量、放置自沉時間、固結層厚和沉降時間曲線,及荷載設計、允許工期等有關。
①本法施工以不損傷支承荷載的地基穩定為宜。對難以保證穩定或加載重量很大時,應考慮與豎向排水井法或緩速加載法并用。
②如果僅為了處理沉降,可選擇超載重量,且作長期放置自沉,其效果較好。
③由于沉降--時間關系一般是難以預測的,所以在施工時應進行全面的動態觀測,隨時注意防止地基的破壞,根據所獲得的觀測資料,確定卸載后的殘余沉降量和卸荷時間。
3.4豎向排水法
在粘性土地基中設置垂直的排水柱,以縮短排水距離,促進地基排水固結,增加抗剪強度。由于垂直排水柱所用材料不同,分為砂井和紙板排水兩種。
砂井排水法根據砂井的施工方法不同,可分為打入式、振動式、螺旋鉆式、水射式及袋裝式等。本法很少單獨使用,多與加載法或緩速填土法并用,對層厚大,均質的粘土地質最為有效;對泥炭質地基效果稍差。
3.5粉噴樁法
噴粉樁法的正式名稱為粉體深層噴粉攪拌法,是膠結法處理軟土地基的一種。它利用水泥或石灰等材料作為固化劑的主劑,通過特制的深層攪拌機械,就地在軟土中利用壓縮空氣噴射石灰或水泥干粉,與軟土強行攪拌,利用固化劑與軟土之間所產生的一系列物理-化學反應,使軟土固結成具有整體性、水穩定性和一定強度的地基,以達到提高地基承載力、減少地基沉降量的目的。其地基應視為復合地基,樁土共同承擔應力。它具有施工速度快,設備輕便,便于移動,方法容易掌握,處理深度較大等優點,且工后沉降較小,排水固結時間短
4結束語
軟土地基有極大的危害性,如果不處理或處理不當,就會造成地基失穩,使道路沉降過大或小均勻沉降,對道路成不同程的的危害,在我國,道路軟基處理的研究使伴隨著道路的建設而發展的,軟基的方法和手段逐步成熟,但還存在著一些問題,這就要求施工還要根據工地的實際情況來選用處理方法,有時幾種方法可以交替或一起使用。
參考文獻:
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文章標題:市政道路工程軟弱地基處理
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