淺析道路軟基加固的處理
2015-07-20
一、路基施工中的加固原理和處治對(duì)象
1、地基加固的原理
當(dāng)結(jié)構(gòu)的荷載較大，地基土質(zhì)又較軟弱(強(qiáng)度不足或壓縮性大)，不能作為天然地基時(shí)，可采取人工加固處理的方法改善地基性質(zhì)，提高承載力、增加穩(wěn)定性，減少地基變形和基礎(chǔ)埋置深度。“將土質(zhì)由松變實(shí)”，“將土的含水量由高變低”，即可達(dá)到地基加固的目的。工程實(shí)踐中的各種加固方法均是從這一加固原理出發(fā) 。提高軟弱地基的強(qiáng)度、保證地基的穩(wěn)定性；降低軟弱地基的壓縮性、減少基礎(chǔ)的沉降；防止地震時(shí)地基土的振動(dòng)液化；消除特殊土的濕陷性、脹縮性和凍脹性。
2、地基處理的對(duì)象
軟弱地基包括：淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基；特殊土地基包括：軟土、濕陷性黃土、膨脹土、紅粘土和凍土等地基。
擬定地基加固處理方案時(shí)，應(yīng)考慮地基與上部結(jié)構(gòu)共同工作的原則，從地基處理、建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工方案方面均采取相應(yīng)措施，絕不能單純對(duì)地基進(jìn)行處理。其具體措施有：改變建筑體形，簡(jiǎn)化建筑平面；調(diào)整荷載差異；合理設(shè)置沉降縫；采用輕型結(jié)構(gòu)、柔性結(jié)構(gòu)；加強(qiáng)房屋的整體剛度；偏心荷載較大時(shí)，對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行移軸處理；施工中正確安排施工順序和施工進(jìn)度。路基防護(hù)工程宜與路基挖填方工程緊密、合理銜接，開挖一級(jí)防護(hù)一級(jí)，并及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。各類防護(hù)和加固工程應(yīng)置于穩(wěn)定的基礎(chǔ)或坡體上。應(yīng)根據(jù)開挖坡面地質(zhì)水文情況逐段核實(shí)路基防護(hù)設(shè)計(jì)方案，應(yīng)盡量采用邊坡自然穩(wěn)定下的植物防護(hù)或不防護(hù)。
二、軟基加固的施工方法和措施
當(dāng)軟弱土地基的承載力或變形滿足不了建筑地基的要求，而軟弱土層的厚度不大時(shí)，挖去軟土層將基礎(chǔ)置于承載力大的基巖或堅(jiān)硬的土層中，最為經(jīng)濟(jì)。
當(dāng)軟土層較厚、承載力或變形又與建筑地基要求的差距不大時(shí)，可在軟土層上直接回填一定厚度的好土，以提高地基持力層的承載力，減小軟土層的承壓力。
1、換填法
軟土層較厚時(shí)，將基礎(chǔ)下面一定范圍內(nèi)的軟土挖去,代之以人工填筑的墊層作持力層。采用砂石、三合土、礦渣、素土等材料換土的地基分別稱為砂石地基、三合土地基、粉煤灰地基。
2、強(qiáng)夯法施工
是一種較常采用的地基處理方法,它是用起重機(jī)械將大噸位夯錘(一般不小于8t)起吊到高處(一般不小于6m)后，自由落下，對(duì)土體進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)。 強(qiáng)夯可提高地基土的強(qiáng)度，降低土的壓縮性，改善土的抗液化條件。 強(qiáng)夯適用于粘性土、濕陷性黃土及人工填土地基的加固。但強(qiáng)夯產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)已建成或在建的建筑物有影響時(shí)，不得采用。 夯錘一般重10～25t，大噸位錘通常采用鋼板外殼內(nèi)灌砼，也可用局部鋼板澆筑砼組合錘。錘底面積宜按土的性質(zhì)確定，錘底靜壓力值可取25～40KPa。夯錘中宜設(shè)置若干上下貫通的氣孔，可減小夯錘起吊時(shí)的吸力（夯錘吸力可達(dá)3倍錘重）。 在夯坑內(nèi)回填塊、碎石，強(qiáng)行夯入并排開軟土，形成砂石樁與軟土的復(fù)合地基，稱之為強(qiáng)夯置換（或動(dòng)力置換、強(qiáng)夯擠淤）。
3、預(yù)壓法—排水固結(jié)法
利用壓實(shí)機(jī)械碾壓地基土壤，使地基壓實(shí)排水固結(jié)。也可采用預(yù)壓固結(jié)法，即先在地基范圍的地面上，堆置重物預(yù)壓一段時(shí)間,使地基壓密，以提高承載力，減少沉降量。
（1）堆載預(yù)壓法
在飽和軟土地基上施加荷載后，孔隙水被緩慢排出，孔隙體積隨之減少，地基發(fā)生固結(jié)變形，土體的密實(shí)度和強(qiáng)度提高。堆載預(yù)壓法包括加壓系統(tǒng)和排水系統(tǒng)。 按堆載材料分為自重預(yù)壓、加載預(yù)壓和加水預(yù)壓。按加壓程序可分為單級(jí)加荷和多級(jí)加荷。
?。?）真空預(yù)壓法
是在軟土地基表面先鋪設(shè)砂墊層、埋設(shè)垂直排水豎井，再用不透氣的封閉膜使之與大氣隔絕，薄膜四周埋入土中，通過埋設(shè)的排水豎井，用真空裝置進(jìn)行抽氣。抽氣使地表砂墊層及排水豎井內(nèi)形成負(fù)壓，使土體內(nèi)部與排水豎井之間形成壓力差。壓差作用下土體中的孔隙水不斷由排水豎井排出，從而使土體固結(jié)。真空預(yù)壓和降水預(yù)壓是在負(fù)超靜水壓力下排水固結(jié)，又稱為負(fù)壓固結(jié)。
按照豎向排水體的不同，真空預(yù)壓法又可分為普通砂井、袋裝砂井和塑料排水帶。
4、深層擠密法
用帶樁靴的工具式樁管打入土中，擠壓土壤形成樁孔，拔出樁管再在樁孔中灌入砂石或石灰、素土、灰土等填充料進(jìn)行搗實(shí)。其原理是擠密土壤、排水固結(jié)，提高地基的承載力，俗稱“擠密樁”。包括碎(砂)石樁、石灰樁、灰土樁、CFG樁等。
5、化學(xué)(注漿)加固法
是指用旋噴法或深層攪拌法加固地基。原理是利用高壓射流切削土壤，旋噴漿液(水泥漿、水玻璃、丙凝等)，攪拌漿土，使?jié){液和土壤混合，凝結(jié)成堅(jiān)硬的柱體或土壁。
?。?）深層攪拌樁
深層攪拌機(jī)定位啟動(dòng)后，葉片旋轉(zhuǎn)切削土壤，下沉至設(shè)計(jì)深度后緩慢提升攪拌機(jī)，同時(shí)噴射水泥漿與軟粘土強(qiáng)制拌和，待攪拌機(jī)提升到地面時(shí)再原位下沉提升攪拌一次，使?jié){土均勻混合形成水泥土樁。
?。?）高壓旋噴樁
是利用鉆機(jī)把帶有特殊噴嘴的注漿管鉆至設(shè)計(jì)深度，將水泥漿液由噴嘴向四周高速噴射切削土層，同時(shí)將旋轉(zhuǎn)的鉆桿徐徐提升,漿液與土體在高壓射流作用下充分?jǐn)嚢杌旌希纬蛇B續(xù)搭接的水泥加固體。單管旋噴的成樁直徑較小，為獲得大直徑截面的樁，可分別采用二重管旋噴（二根同心管分別噴水、噴漿），或三重管旋噴（三根同心管分別噴水、噴氣、噴漿）。噴漿方式有旋噴、定噴和擺噴三種，可分別獲得柱狀、壁狀和塊狀加固體。旋噴法可用于處理軟弱地基，也可用于樁、地下連續(xù)墻、擋土墻、深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工和防管涌、流砂的技術(shù)措施。
6、高真空擊密法
是一種快速加固軟土地基的新技術(shù)，它是通過數(shù)遍的高真空，并結(jié)合數(shù)遍合適的變能量擊密，達(dá)到降低土層含水量，提高密實(shí)度、承載力，減少地基工后和差異沉降量的目的。高真空擊密法原先是由施工人員在針對(duì)高含水量的水力吹填陸域地基加固過程中逐步形成的。因?yàn)榇堤铌懹虻鼗哂懈吆俊⒏吆嗔?、面積很大的特點(diǎn)，傳統(tǒng)地基處理方法，施工成本高、工期長(zhǎng)，或施工機(jī)械進(jìn)場(chǎng)困難，施工質(zhì)量難以保證；而高真空擊密法因造價(jià)低廉、施工速度快、對(duì)高含水量地基適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，顯示出了較明顯的優(yōu)越性。
