道路设计—浅谈湿软地基路基加固技术.doc

浅谈湿软地基路基加固技术摘 要：我们在路堤设计的过程中，首先要考虑两个方面的问题，1、地基的承载力是否足以保证路堤的稳定性，2、由压缩性土的固结变形而引起的路堤沉降是否影响路基路面结构的政策适用及其使用寿命；而软土可划分为：软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥炭五种类型。路基中常见的软土，一般是指处于软朔或者流朔状态下的粘性土。其工程特点天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、抗剪强度低，并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质，工程地质条件较差，因此要用湿软地做地基路基我们需要采取地基处理措施。关键词：湿软路基地基处理、换土、打桩、加固与处理。 湿软地基有含水量大、承载能力低、难以压制等特点，给地基加固带来了困难，但随着各种高等级的公路以及土建工程都得到了快速的发展，使得对湿软地基的加固技术不断的完善，专业技术人员也对此进行了大量的探索和研究，总结出了许多有效的加固湿软地基的方法。一、砂垫层法： 砂垫层设置于路堤填土与软土地基之间的透水性垫层，可起排水的作用，从而保证了填土荷载作用下地基中孔隙水的顺利排出，既加快了地基的固结，还可以保护路堤免受孔隙水浸泡。设置砂垫层要注意防止被细粒污染而造成排水孔隙堵塞，在砂垫层的上下应设反滤层。砂垫层适于施工期限不紧、路堤高度为极限高度的二倍以内，砂源丰富、软土地基表面无隔水层的情况。当软土层较薄，或软土垫层底层又有透水层时，效果更好。轻质路堤及加筋路堤，达到减轻路堤自重，以减少路堤沉降及提高路堤稳定安全系数的目的。加筋路堤指用变形小、老化慢的土工格栅、土工织物等抗拉的柔性材料作为路堤的加筋体，可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降，又可以提高地基承载能力，同时也不影响排水，大大增强路堤的整体性和稳定性。二、浅层处治： 表层分布厚度小于3m的软土时，可采用浅层拌和、换填、抛石等方法进行处治。浅层拌和添料可用石灰等无机结合料，换填材料宜用水稳性好的材料。换土能根本改善地基，不留后患，效果较好，适用于软土层不厚且易于排水的情况。但因软土地区地下水位较高，挖掘困难，换土深度一般不宜超过2m。抛石挤淤是强迫换土的一种形式，它不必抽水挖淤，施工简便。爆破挤淤也是一种浅层处治的换土方式。利用炸药爆破时的能量将软土扬弃或压缩，然后填以强度较高的渗水土或一般粘性土，达到换土的目的。爆破挤淤法的换填深度较深，工效较高，适用于软土层相对较厚、稠度大、路堤较高、施工期紧迫的情况三、竖向排水体： 软土地基中设置竖向排水体，可大幅度缩短排水距离，再配合预压，可加速地基的固结，明显地提高预压效果，所以当超载预压高度受到稳定性制约时，多应用竖向排水体与预压结合的处治措施。常用的地下排水体有砂井、袋装砂井、塑料排水板等。排水体深度依土层厚度而定，对软薄软土层宜贯通，对较厚软土层，排水体深度据计算确定。4、 加固土桩： 用某种深层拌和的专用机械，将软土地基的局部范围用固化材料以改善、加固，形成加固桩，使加固桩与桩间土形成复合地基。设计加固土桩只考虑其置换与应力集中效应，不考虑其固结排水与挤密作用。加固土桩的深度、直径、间距应经稳定性计算，并应满足工后沉降的要求。桩的直径与深度除受地址条件的制约，还受机械设备能力的限制。5、 粒料桩： 粒料桩是为提高软土低级的承载力，在需要进行地基处理的范围内，由碎石、沙砾、矿渣、砂等松散粒料做桩料，采用专用机械设置成交大直径的桩体。专用机械一般为振动沉管机、水振冲器等。设置粒料桩后桩与桩间土形成复合地基。粒料桩是通过置换软土、加速地基排水固结作用、桩的应力集中作用共同来提高稳定系数的，通常不考虑它对地基土的挤密作用。（1）粒料桩复合地基的稳定计算设有粒料桩的复合地基的路堤整体抗剪稳定系数按有关公式计算，且当第i土条的滑裂面处于地面线以下复合地基区域深度内时，应考虑桩体对土的置换率、桩土应力比。复合地基的抗剪强度按以下公式计算：式中：、分别为在第i土条中路堤部分的高度m及容重；、分别为在第i土条中桩料部分的高度及容重；桩对土的置换率，桩在平面上宜为等边三角形布置，三角形分布时：当桩在平面上为正方形布置时：D桩的直径；B桩位布置正方形或三角形的边长；桩间土的应力折减系数，其值为：；桩的应力增加系数，其值为：；桩土应力比，宜为当地或类似实验工程的试验资料确定。无资料时可取25。当桩底土质好、桩间土质差时取高值。第i土条滑裂面以下时，该滑裂面所处土层的天然不排水抗剪强度；桩料的内摩擦角，当桩料为碎石时可取38，当桩料为沙卵石时取35，当桩料为砂时可取28；土条底部滑裂面对水平面的夹角。若按公式计算设有粒料桩的复合地基上路堤整体抗剪稳定安全系数，且当第i土条的滑裂面处于地面线以下的复合地基区域深度时，上式中的、应按下式计算：=式中，其他符号意义同前。若按公式计算设有粒料桩的复合地基上路堤整体抗剪稳定安全系数，且当第i土条的滑裂面处于地面线以下的复合地基区域深度时上式中的应该按下式计算： 其中： （2）一般要求为了能较好的排除地基内的水分，设有料粒桩的路堤底面应按照垫层与浅层处治的方法设置排水垫层。料粒桩的桩料不应使用单一尺寸的粒料，其最大粒径不应超过5；对十字板剪切强度低于20 kPa的软土地基的桩料，最大粒径可放宽到10，且510的粒料质量应占总质量的50%60%。料桩的含泥量小于0.074不得超过5%。6、 预压： 在软土地基上修筑路堤，如果工期不紧，可以先填一部分或全部，使地基经过一段时间固结沉降，然后在填足或铺筑路面；拟建桥涵等构造物处，先填土预压，待地基强度提高到一定程度后，挖去填土，再建造构造物，称之为预压。预压分等载预压和超载预压，目的在于减少工后沉降，提高地基固结度。预压效果与预压期及预压体高度有着重要关系。7、 反压护道： 反压护道是在路堤一侧或二侧填筑一定宽度和高度的护道，运用力学平衡原理，平衡路堤自重作用而产生的滑动力矩，以提高路基的稳定性。反压护道虽然简易，但占地过多，在路堤填料来源困难地段也难于应用。况且，反压护道只能解决软土地基上路堤的稳定问题，对于沉降问题非但无益，往往还加大沉降量。八、强夯法： 就是将几十吨的重锤从几十米的高处自由落下，对湿软地基进行强力夯实，以提高其强度，它是在重锤夯击法的基础上发展起来又与之截然不同的一种新技术。用强夯法加固的土基，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击能量，可使地基的加固深度达1020m，甚至更深。总结：综上所述，对湿软地基进行加固的方法有很多种，不局限于以上提到的方法，还有很多其他的方式方法。要根据公路工程的实际情况对这些加固方法进行择优选择。以做到更好的对湿软地基进行加固，保证公路的质量。参考文献：1林峰.公路路基施工问题探讨J.四川建材，2007，6.2朱梅生.软土地基M.北京:中国铁道出版社，1989.3李萍.浅