1,軟土地基危害
1)浸水沉降。水份滲透進入軟土地基,使得土體自身的重量增加,在車輛行駛荷載的作用和土體溫度變化等因素下,使得地基發生大面積不均勻沉降,從而導致路面開裂,造成更多路面積水匯入地基,導致翻漿危害。2)剪下拉裂。基於軟土的物理力學特性,軟土地基抗剪強度很低,很難承受路面載荷,車輛長期行駛過程中,軟土地基強度下降,表現出很強的流動性,地基會出現區域性甚至整體的剪下破壞,導致軟土層側向滑移,最終引起道路沉陷及坍塌。
2,軟土地基處理技術
軟土地基處理應該根據實際的軟土的物理力學性質、埋藏深度、土層厚度、材料場地。道路等級等因素,選取最優方法。
1)換土墊層法。該方法適用於軟土層厚度不大且埋深較小的情況,可將地基底面以下一定範圍內的軟弱土全部挖去,然後回填強度高,壓縮性較低,並且沒有侵蝕性的材料,從而達到增強地基承載力的目的。根據以往道路工程經驗,換土墊層法用於地基底面下埋藏深度不大於4m,且軟弱土層厚度不大於3m的地質條件。
2)拋石擠淤法。當軟弱土層厚度不大於3m,且地基底邊即為軟弱土層時可採用該方法。在地基底部投入一定數量的片石,將軟土擠出基地,從而提高基底強度。
3)堆載預壓法,在飽和軟土地基上施加荷載後,孔隙水被緩慢排出,孔隙體積隨之縮小,地基發生固結變形。同時隨著超靜水壓力逐漸消散,有效應力逐漸提高,地基土強度逐漸增長,達到預定標準後再解除安裝,使地基土壓實、沉降、固結的方法。由於受到工序的限制,該方法需要較長的時間和大量堆載材料,存在一定的制約因素。
4)真空預壓法,在軟粘土中設定豎向塑膠排水帶或砂井,上鋪砂層,再覆蓋薄膜封閉,抽氣使膜內排水帶、砂層等處於部分真空狀態,排除土中的水分,使土預先固結以減少地基後期沉降的一種地基處理方法。其原理是透過覆蓋於地面的密封膜下抽真空,膜內外形成氣壓差,使粘土層產生固結壓力。即是在總應力不變的情況下,透過減小孔隙水壓力來增加有效應力的方法。真空預壓和降水預壓是在負超靜水壓力下排水固結,稱為負壓固結。
5)深層攪拌法,是一種用攪拌機翼片旋轉,將石灰或水泥等固化劑與軟土攪拌混合的加固地基方法。首先將轉動攪拌翼片下沉至預定的加固深度,然後由下而上的一面提升攪拌軸的旋轉翼片,一面壓入固化劑(水泥漿 或生石灰),使固化劑與土粒充分攪拌混合,經過一定時間凝結成圓柱狀加固土體。加固深度一般在10m以上。本法適用於加固各種土質地基,但對有機物含量大的土、硫酸鹽含量大的土,其加固效果較差。
6)振衝法,利用振動器水衝成孔,借振動器的水平及垂直振動,振密材料形成碎石樁體,與原地基形成複合地基,或者不加填料在振動作用下土體被擠密,從而提高地基承載力的方法。適用於不排水抗剪強度不小於20kPa的粘性土、飽和黃土、粉土和雜填土等地基,不適用於地下水位較高、土質鬆散易塌方和含有大石塊等障礙物的土層。
7)高壓注漿噴射法,利用鑽機鑽孔,把帶有噴嘴的注漿管插至土層的預定位置後,以高壓裝置使漿液成為20Mpa以上的高壓射流,從噴嘴中噴射出來衝擊破壞土體。部分細小的土料隨著漿液冒出水面,其餘土粒在噴射流的衝擊力,離心力和重力等作用下,與漿液攪拌混合,並按一定的漿土比例有規律地重新排列。漿液凝固後,便在土中形成一個固結體與樁間土一起構成複合地基,從而提高地基承載力,減少地基的變形,達到地基加固的目的。
8)石灰樁法,指採用機械或人工在地基中成孔,然後貫入生石灰或按一定比例加入粉煤灰、爐渣、火山灰等摻合料及少量外加劑進行振密或夯實而形成的密實樁體。為提高樁身強度,還可摻加石膏、水泥等外加劑。石灰樁與經過改良後的樁周土共同承擔上部載荷,屬複合地基中的低黏結強度的柔性樁。
9)水泥攪拌樁法,軟基處理的一種有效形式,利用水泥作為固化劑,透過特製的攪拌機械,在地基深處將軟土和固化劑強制攪拌,利用固化劑和軟土之間所產生的一系列物理化學反應,使軟土硬結成具有整體性、水穩定性和一定強度的優質地基。加固深度通常超過5m,幹法加固深度不超過15m,溼法加固深度不超過20m。
筆者認為現階段的軟土地基處理中,較為常用的方法為換土墊層法和水泥攪拌樁法。站在經濟性的角度考慮,一般軟土厚度較小(一般小於3m)、埋藏深度較小(一般距基底不大於4m),採用換土墊層法,反之,建議採用水泥攪拌樁法。
1,軟土地基危害
1)浸水沉降。水份滲透進入軟土地基,使得土體自身的重量增加,在車輛行駛荷載的作用和土體溫度變化等因素下,使得地基發生大面積不均勻沉降,從而導致路面開裂,造成更多路面積水匯入地基,導致翻漿危害。2)剪下拉裂。基於軟土的物理力學特性,軟土地基抗剪強度很低,很難承受路面載荷,車輛長期行駛過程中,軟土地基強度下降,表現出很強的流動性,地基會出現區域性甚至整體的剪下破壞,導致軟土層側向滑移,最終引起道路沉陷及坍塌。
2,軟土地基處理技術
軟土地基處理應該根據實際的軟土的物理力學性質、埋藏深度、土層厚度、材料場地。道路等級等因素,選取最優方法。
1)換土墊層法。該方法適用於軟土層厚度不大且埋深較小的情況,可將地基底面以下一定範圍內的軟弱土全部挖去,然後回填強度高,壓縮性較低,並且沒有侵蝕性的材料,從而達到增強地基承載力的目的。根據以往道路工程經驗,換土墊層法用於地基底面下埋藏深度不大於4m,且軟弱土層厚度不大於3m的地質條件。
2)拋石擠淤法。當軟弱土層厚度不大於3m,且地基底邊即為軟弱土層時可採用該方法。在地基底部投入一定數量的片石,將軟土擠出基地,從而提高基底強度。
3)堆載預壓法,在飽和軟土地基上施加荷載後,孔隙水被緩慢排出,孔隙體積隨之縮小,地基發生固結變形。同時隨著超靜水壓力逐漸消散,有效應力逐漸提高,地基土強度逐漸增長,達到預定標準後再解除安裝,使地基土壓實、沉降、固結的方法。由於受到工序的限制,該方法需要較長的時間和大量堆載材料,存在一定的制約因素。
4)真空預壓法,在軟粘土中設定豎向塑膠排水帶或砂井,上鋪砂層,再覆蓋薄膜封閉,抽氣使膜內排水帶、砂層等處於部分真空狀態,排除土中的水分,使土預先固結以減少地基後期沉降的一種地基處理方法。其原理是透過覆蓋於地面的密封膜下抽真空,膜內外形成氣壓差,使粘土層產生固結壓力。即是在總應力不變的情況下,透過減小孔隙水壓力來增加有效應力的方法。真空預壓和降水預壓是在負超靜水壓力下排水固結,稱為負壓固結。
5)深層攪拌法,是一種用攪拌機翼片旋轉,將石灰或水泥等固化劑與軟土攪拌混合的加固地基方法。首先將轉動攪拌翼片下沉至預定的加固深度,然後由下而上的一面提升攪拌軸的旋轉翼片,一面壓入固化劑(水泥漿 或生石灰),使固化劑與土粒充分攪拌混合,經過一定時間凝結成圓柱狀加固土體。加固深度一般在10m以上。本法適用於加固各種土質地基,但對有機物含量大的土、硫酸鹽含量大的土,其加固效果較差。
6)振衝法,利用振動器水衝成孔,借振動器的水平及垂直振動,振密材料形成碎石樁體,與原地基形成複合地基,或者不加填料在振動作用下土體被擠密,從而提高地基承載力的方法。適用於不排水抗剪強度不小於20kPa的粘性土、飽和黃土、粉土和雜填土等地基,不適用於地下水位較高、土質鬆散易塌方和含有大石塊等障礙物的土層。
7)高壓注漿噴射法,利用鑽機鑽孔,把帶有噴嘴的注漿管插至土層的預定位置後,以高壓裝置使漿液成為20Mpa以上的高壓射流,從噴嘴中噴射出來衝擊破壞土體。部分細小的土料隨著漿液冒出水面,其餘土粒在噴射流的衝擊力,離心力和重力等作用下,與漿液攪拌混合,並按一定的漿土比例有規律地重新排列。漿液凝固後,便在土中形成一個固結體與樁間土一起構成複合地基,從而提高地基承載力,減少地基的變形,達到地基加固的目的。
8)石灰樁法,指採用機械或人工在地基中成孔,然後貫入生石灰或按一定比例加入粉煤灰、爐渣、火山灰等摻合料及少量外加劑進行振密或夯實而形成的密實樁體。為提高樁身強度,還可摻加石膏、水泥等外加劑。石灰樁與經過改良後的樁周土共同承擔上部載荷,屬複合地基中的低黏結強度的柔性樁。
9)水泥攪拌樁法,軟基處理的一種有效形式,利用水泥作為固化劑,透過特製的攪拌機械,在地基深處將軟土和固化劑強制攪拌,利用固化劑和軟土之間所產生的一系列物理化學反應,使軟土硬結成具有整體性、水穩定性和一定強度的優質地基。加固深度通常超過5m,幹法加固深度不超過15m,溼法加固深度不超過20m。
筆者認為現階段的軟土地基處理中,較為常用的方法為換土墊層法和水泥攪拌樁法。站在經濟性的角度考慮,一般軟土厚度較小(一般小於3m)、埋藏深度較小(一般距基底不大於4m),採用換土墊層法,反之,建議採用水泥攪拌樁法。