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道路软土地基处理方法探析

时间:2016-04-09  作者:佚名

摘要:本文首先对软土地基修建道路的病害及其机理进行了分析,然后阐述了软土地基处理的两种常见方法:竖向排水法和搅拌石灰桩法。
论文关键词:软土地基,机理,处理方法
  四、软土地基常用的两种处理方法
  目前适用于软基处理的方法有许多,采取适当的处理方法,往往能达到事半功倍的效果。本人根据以往施工经验,浅谈一下道路软土地基种的两种处理方法。
  1.竖向排水法
  在粘性土地基中设置垂直的排水柱,以缩短排水距离,促进地基排水固结,增加抗剪强度。由于垂直排水柱所用材料不同,分为砂井和纸板排水两种。下面主要讲述砂井排水法方面的一些问题。
  砂井排水法根据砂井的施工方法不同,可分为打入式、振动式、螺旋钻式、水射式及袋装式等。本法很少单独使用,多与加载法或缓速填土法并用,对层厚大,均质的粘土地质最为有效;对泥炭质地基效果稍差。粘性土层固结所需时间t与垂直方向最大排水距离D的平方成正比。很清楚,粘土层越厚,所需固结时间就越长。
  施工程序:(1)铺砂。在砂井施工之前,地表面先铺一砂垫层。并设置排水沟,使填土内不致有较高的地下水位。(2)打入排水砂井。其法有打入式、振动沉桩式、射水式、螺旋钻进式及袋装式等。无论何种方式一般的沉入深度为15m~20m,超过这一深度工程费用明显增大。1)打入式和振动沉桩式 这是最常用的两种方式。使用履带式起重机时沉入深度为10m左右;使用特制的钢打桩架,沉入深度可达30m。桩径一般采用30cm~50cm,间距为1.5~3.0m。2)射水式。该法与别的方法相比对地基扰动最小,在水源丰富,排泥处理无困难时宜采用。3)螺旋钻进式和袋装式。螺旋钻进式的直径为40cm~100cm,钻入深度15m左右,本法对地基扰动较小,但施工速度慢。袋装式是为了避免井内所填的砂被土壤切断,不能排水,而把砂装入直径12cm左右的柔韧透水袋内。
  2.深层搅拌石灰桩
  石灰对软土的基本作用为:(1)生石灰与地基软粘土通过强制做拌均匀,很快产生水化作用,形成Ca(OH)2。在这生石灰变为熟石灰的过程中,产生的热量促进水分蒸发,使软土地基的含水量降低,同时石灰体积产生膨胀,此时膨胀力所作的功转化为周围土的变形位能。例如有一座4.5m盖板涵基础采用石灰喷粉深层搅拌处理软基,钻头直径为500mm,形成石灰桩之后,在粉细砂层直径增大为520mm,在软土层直径内直径增大为600~700mm,桩体体积增大,对周围土起了压密作用。(2)熟石灰的Ca2+离子在水的作用下与软土颗粒产生絮凝反应作用,这一反应过程使软土颗粒结合水膜厚度减薄,土的塑性降低,土粒间的粘结力增加,土体强度和水稳定性提高。上述两种化学反应过程,主要发生在生石灰与软土强制搅拌混合后的数小时内,是石灰对软粘土的早期基本作用。(3)熟石灰与粘土颗粒中的活性硅铝矿物进一步缓慢地产生化学作用,过程中又吸收熟石灰浆中的水分,形成结晶和生成铝酸盐和水化硅酸钙,改变了粘土的结构。这一反应过程将持续数年,是石灰对软粘土的后期作用。
  石灰搅拌加固后的地基,桩体强度高于桩间土。因此,在工程结构荷载和车辆荷载作用下,土体被压缩,承载力主要靠桩体承担。由于土相对于桩有向下滑动的趋势,桩面对桩周土产生一向上的摩擦阻力,故靠近桩周土的压力值为向下的施工荷载值与向上的摩擦力两部分之和。因此,靠近桩边的土承受的压力最小,桩间地基土应力降低,而石灰搅拌桩桩体产生应力集中现象,根据基础底面桩和桩间土上埋没的土压力盒测定结果,得出桩体和桩间土的荷载应力分担比n=P/S=3~15(为石灰搅拌承担的应力,为桩间土承担的应力)。在用石灰搅拌桩加固公路软基时,一般采用n=3~5较适宜。
  本文介绍了道路工程中常用的两种软土地基处理方法,在实际工程中,可能遇到一种或几种情况。由于软土地基成因复杂,工程地质条件千变万化,因此需要根据具体情况,采用合理的处理方法,有时甚至需要上述几种方法结合使用,还要从经济、技术、施工进度等多方面比较分析,选择最优的处理方案。

参考文献
[1]邱宗新,. 道路深厚软土复合地基处理的几种新方法[J]. 福建建设科技,2009,(1).
[2]温永滨,. 浅谈郑东新区道路软土地基处理[J]. 科技信息(科学教研),2007,(27).
[3]冼伟强,. 简述道路施工中真空堆载预压软土地基处理[J]. 广东建材,2006,(10).

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