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象
1、地基加固的原理
當結構的荷載較大，地基土質又較軟弱(強度不足或壓縮性大)，不能作為天然地基時，可采取人工加固處理的方法改善地基性質，提高承載力、增加穩(wěn)定性，減少地基變形和基礎埋置深度。“將土質由松變實”，“將土的含水量由高變低”，即可達到地基加固的目的。工程實踐中的各種加固方法均是從這一加固原理出發(fā) 。提高軟弱地基的強度、保證地基的穩(wěn)定性；降低軟弱地基的壓縮性、減少基礎的沉降；防止地震時地基土的振動液化；消除特殊土的濕陷性、脹縮性和凍脹性。
2、地基處理的對象
軟弱地基包括：淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構成的地基；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，應考慮地基與上部結構共同工作的原則，從地基處理、建筑和結構設計、施工方案方面均采取相應措施，絕不能單純對地基進行處理。其具體措施有：改變建筑體形，簡化建筑平面；調整荷載差異；合理設置沉降縫；采用輕型結構、柔性結構；加強房屋的整體剛度；偏心荷載較大時，對基礎進行移軸處理；施工中正確安排施工順序和施工進度。路基防護工程宜與路基挖填方工程緊密、合理銜接，開挖一級防護一級，并及時進行養(yǎng)護。各類防護和加固工程應置于穩(wěn)定的基礎或坡體上。應根據開挖坡面地質水文情況逐段核實路基防護設計方案，應盡量采用邊坡自然穩(wěn)定下的植物防護或不防護。
二、軟基加固的施工方法和措施
當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，挖去軟土層將基礎置于承載力大的基巖或堅硬的土層中，最為經濟。
當軟土層較厚、承載力或變形又與建筑地基要求的差距不大時，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，將基礎下面一定范圍內的軟土挖去,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、強夯法施工
是一種較常采用的地基處理方法,它是用起重機械將大噸位夯錘(一般不小于8t)起吊到高處(一般不小于6m)后，自由落下，對土體進行強力夯實。 強夯可提高地基土的強度，降低土的壓縮性，改善土的抗液化條件。 強夯適用于粘性土、濕陷性黃土及人工填土地基的加固。但強夯產生的振動對已建成或在建的建筑物有影響時，不得采用。 夯錘一般重10～25t，大噸位錘通常采用鋼板外殼內灌砼，也可用局部鋼板澆筑砼組合錘。錘底面積宜按土的性質確定，錘底靜壓力值可取25～40KPa。夯錘中宜設置若干上下貫通的氣孔，可減小夯錘起吊時的吸力（夯錘吸力可達3倍錘重）。 在夯坑內回填塊、碎石，強行夯入并排開軟土，形成砂石樁與軟土的復合地基，稱之為強夯置換（或動力置換、強夯擠淤）。
3、預壓法—排水固結法
利用壓實機械碾壓地基土壤，使地基壓實排水固結。也可采用預壓固結法，即先在地基范圍的地面上，堆置重物預壓一段時間,使地基壓密，以提高承載力，減少沉降量。
?。?）堆載預壓法
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)生固結變形，土體的密實度和強度提高。堆載預壓法包括加壓系統(tǒng)和排水系統(tǒng)。 按堆載材料分為自重預壓、加載預壓和加水預壓。按加壓程序可分為單級加荷和多級加荷。
?。?）真空預壓法
是在軟土地基表面先鋪設砂墊層、埋設垂直排水豎井，再用不透氣的封閉膜使之與大氣隔絕，薄膜四周埋入土中，通過埋設的排水豎井，用真空裝置進行抽氣。抽氣使地表砂墊層及排水豎井內形成負壓，使土體內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。真空預壓和降水預壓是在負超靜水壓力下排水固結，又稱為負壓固結。
按照豎向排水體的不同，真空預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、灰土等填充料進行搗實。其原理是擠密土壤、排水固結，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(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，凝結成堅硬的柱體或土壁。
?。?）深層攪拌樁
深層攪拌機定位啟動后，葉片旋轉切削土壤，下沉至設計深度后緩慢提升攪拌機，同時噴射水泥漿與軟粘土強制拌和，待攪拌機提升到地面時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
是利用鉆機把帶有特殊噴嘴的注漿管鉆至設計深度，將水泥漿液由噴嘴向四周高速噴射切削土層，同時將旋轉的鉆桿徐徐提升,漿液與土體在高壓射流作用下充分攪拌混合，形成連續(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、深基坑支護結構的施工和防管涌、流砂的技術措施。
6、高真空擊密法
是一種快速加固軟土地基的新技術，它是通過數遍的高真空，并結合數遍合適的變能量擊密，達到降低土層含水量，提高密實度、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高含水量的水力吹填陸域地基加固過程中逐步形成的。因為吹填陸域地基往往具有高含水量、高含泥量、面積很大的特點，傳統(tǒng)地基處理方法，施工成本高、工期長，或施工機械進場困難，施工質量難以保證；而高真空擊密法因造價低廉、施工速度快、對高含水量地基適應性強的特點，顯示出了較明顯的優(yōu)越性。
