软基处理有几种方法(软地基处理方法有几种)

2023-02-22 15:33:36 发布:网友投稿 作者:网友投稿
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1、软基处理方法分类

目前软基处理方法有几十种之多,而且还再有新的处理方法出现,如:真空+电渗等。 可归纳为以下三类:

(1)排水固结法,如:超载预压方法、真空预压方法等。

(2)复合地基法,如:粉喷桩、砂桩、碎石桩、CFG桩、预制管桩等,最近逐步引进ф15cm的干混凝土桩、薄壁管桩等。

(3)特殊的辅助法,如:土工织物、化学灌浆、换填、高压旋喷桩、扩大基础等。

选择合理的处理方式是提高工程质量和经济效益最基础的前提。

选择的基本原则:

◆桥头过渡路段、含结构物路段、低路堤路段和一些特殊路段,采用施工时间短、费用相对高的复合地基处理方法。

◆软土层厚度大于3.0m且不含厚度大于2.0m硬壳层的一般路段,主要采用等载或超载预压的排水固结方法,即:袋装砂井+砂垫层+临时排水。

◆软土层厚度小于3.0m且层浅的一般路段和部分加宽路段,采用换填、强夯等处理方法。 受施工限制和环境影响个别路段不处理或采用简单的等载预压处理。

值得指出:在山丘地区上述基本原则需做调整,如:排水固结法建议不采用。

2、加固原理

(1)排水固结方法

排水固结法中,包括:堆载预压法(等载预压、超载预压等)、真空预压法(真空预压法、真空-堆预压法)、电渗法等。 这类方法在加固原理方面均相同,即:营造孔隙水压力差。 堆载预压方法,通过增加总应力达到有效应力提高的目的;真空预压方法营造孔隙水负应力达到有效应力提高的目的。 在这类处理方法中,处理效果关键是保证排水质量,即:利用土体排水固结后强度增长达到提高整个路基的承载能力。

垂直排水堆载预压固结法示意图

堆载预压法的适用范围

堆载预压法一般适用于饱和软粘土、吹填土、松散粉土及新近沉积土路基,特别适用于存在连续薄砂层(或透镜体)的路基。 根据设计和施工经验,堆载预压法处理软基路段时软土深度应小于25m,而结构物附近软土深度宜小于20m。 适合工期要求不紧的项目;对于深厚的饱和软土,排水固结所需要的时间很长,同时需要大量的堆载材料,在使用上会受限。

排水固结法:优点是造价相对较低,不足是加固时间较长。 真空预压方法一般比超载预压方法造价要高,但它在缩短工期、稳定性和工后沉降等方面有自己的特点。

真空预压原理

机械铺砂过程

关键问题

排水体系

◆纵向排水体

◆横向排水体

◆临时排水形式

临时排水形式(主要有三种形式)

◆袋装砂井+砂垫层+边沟的自然排水方法。

◆袋装砂井+砂垫层+盲沟+集水井的强排方法。

◆袋装砂井+砂垫层+路中集水井的强排方法。

预压形式(主要有三种)

◆欠载指路堤填筑至路床,满足沉降控制标准后直接进行路面结构施工的情况。 一般设计方案中,大部分复合地基处理路段均采用这种方法,实践证明需完善。

◆等载指路堤填筑至路床后再进行相当于路面结构重量和车载重量的填筑,填筑高度为1.1m~1.2m,预压期一般为6~9个月。 满足沉降控制标准、经卸载后,再进行路面结构施工。

◆超载指路堤填筑至路床后再进行超过路面结构重量和车载重量的填筑填筑高度一般为1.5m~1.8m,预压期一般为6~9个月,满足沉降控制标准、经卸载后,再进行路面结构施工。

需要指出:是否可以卸载一般需通过对现场观测数据的分析后确定。

(2)复合路基法

复合路基法是利用桩体的挤密作用和桩体效应来提高路基的承载能力,关键技术是桩体强度、垫层厚度等。 就桩而言有嵌岩桩和摩擦桩之分,桥桩等一般采用嵌岩桩,而复合地基一般采用摩擦桩。 这两种桩对桩体的强度要求有所区别,前者要求桩底承受较大的荷载,后者依靠桩土之间的摩擦力承担荷载。

根据复合路基法的加固原理,即:桩、土共同承担上部载荷。 另外、不同的桩型适用范围也不同,不可千篇一律。

水泥搅拌桩

水泥搅拌桩的适用范围

水泥搅拌桩适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、黏性土,以及无流动地下水的饱和松散砂土等路基。 桩径不应小于500mm,冬季施工时,应注意低温对处理效果的影响。 水泥搅拌桩可用于承载力不大于120 kPa黏性土和粉性土等的路基处理;从水泥搅拌桩成桩的条件上看,对于高液限等不良土不宜用水泥搅拌桩,尤其不能用水泥粉喷搅拌桩。

CFG桩复合路基组成示意图

打设桩过程

CFG桩的适用范围

CFG桩适用于处理饱和及非饱和粘性土、松散砂土、粉土、人工填土和淤泥质土等几乎所有的软土路基。 对于强度很低的饱和软粘土要慎重对待。 对挤密效果差的路基可不考虑其挤密效果。 但挤密松散砂土采用CFG桩不是很经济。

由桩体、桩间土和褥垫层一起构成CFG桩复合路基在道路软基加固中,主要应用于特殊路段(地质条件差、工期短、软土层厚、路堤填筑高等)、含结构物路段、桥头过渡路段,以及老路堤加宽路段等的路基处理。

预制管桩

截桩过程

预制管桩的适用范围

一般情况下,软土、粘性土、粘土、砂土及风化基岩等地质条件均可采用预制管桩复合路基。 适用于不需考虑噪音污染和震动影响的环境;在孤石较多的地层、有坚硬夹层且不能作持力层时、石灰岩地区、在上软下硬、软硬突变的地层不宜使用。

预制管桩复合路基在道路建设的软基处理加固中,主要应用于软土层厚且地质条件差、施工工期短、路堤填筑高、工后沉降要求小等路段,以及含结构物路段,桥头过渡路段,老路堤加宽等路段的软基处理。

关键问题

◆桩型的选择。 各种桩均有自己的应用范围,一般而言软土层底标高与地面标高差小于12m的采用水泥搅拌桩为宜;大于12m的应考虑CFG桩和预制管桩。

◆打设深度。 一般需根据承载力要求、软土深度等确定。 如:路堤填筑小于6.0m,预制管桩按最后三锤小于50cm确定。

◆桩间距的选择。 不同的桩型和路堤填筑高度对桩间距的要求不同,需根据承载力的大小来确定桩间距。 但对于低矮路堤不能依据承载力,应根据土拱效应来确定桩间距,否则易造成局部的不均匀沉降。

一般情况:水泥搅拌桩1.2m~1.5m;CFG桩1.5~2.0m;预制管2.0m~3.0m。 在具体工程中,要具体问题,具体分析。

◆垫层的选择。 各种桩型均有自己适应的厚度和材料要求(摩擦角)。 一般而言,水泥搅拌桩复合路基要求厚度一般不小于30cm;CFG桩复合路基要求厚度一般不小于40cm(不建议加托板); 预制管复合路基要求厚度一般不小于50cm(建议加托板)。 在具体工程中,要具体问题,具体分析。

◆超载预压的处理。 原有的概念采用复合路基方法处理不需要超载预压,但大量的工程实践表明,这些路段工后仍有较大的沉降。 所以,在施工阶段应对这些路段(特别是桥头过渡路段)实施超载预压,至少应该是等载预压。

需要指出:目前复合路基的检测手段不健全,在具体工程中,应具体问题,具体分析。 –提高经济效益的正能量

(3)特殊处理方法

特殊处理方法是指除排水固结法和复合路基法以外的软基处理方法,这类方法包括:土工织物法、换填方法、灌浆方法、强夯方法、加筋方法和反压护道方法等。 它的加固原理随方法的不同,而有很大的差异,如:灌浆方法是利用注入浆液在土体中产生一系列化学反应形成新的结构体达到提高路基的承载能力;强夯方法是利用夯锤的自由下落产生巨大冲击能量使路基土体发生孔隙压缩、颗粒重新排列、粒间距变小、接触紧密等一系列固结变化达到提高路基承载能力等。

特殊处理方法适用于一些因受各种因素限制的特殊情况路段的加固和局部补强,有很强的针对性。

电渗法的适用范围

电渗法适用于渗透性小,加载固结缓慢的淤泥、粘土等,特别适用于含水量极高或是处于流塑泥浆状态下的土体加固排水。 值得指出,常用排水固结法只对土体中的自由水有效,电渗法则可以排出部分弱结合水。 因此,对于细颗粒土,特别是到了加固后期,结合水的含量将很高,用常规排水固结法来加固效果较差,但用电渗来进行加固是比较理想的。 因此,单从排水固结考虑,电渗法适合加固的是土体电渗透系数和电阻率较大、水力渗透系数适中的土体。

值得注意:

尽管软基处理方法有很多,但从提高路基承载力角度上看,只有两种途径,其一是通过各种手段(如排水固结、灌浆、换土、强夯等)增强土体自身强度达到提高路基的承载能力;其二是利用打设、铺设、设置的其它材料(如桩体、土工织物等)与土体共同作用达到提高路基的承载能力。 路基承载能力包括两个方面,即:具有足够的抗沉降能力,工后沉降和不均匀沉降不能过大,应满足规范要求;具有足够的抗剪切破坏能力,以保证施工期和运营期有足够的稳定性。 处理方法选择应因地制宜、具体问题具体对待。

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