软土路基常用加固方法有哪些?
当路堤经稳定验算或沉降计算不能满足设计要求时,必须对软土地基进行加固。加固的方法很多,常用的方法有:
(1)塑料排水板:塑料排水板是带有孔道的板状物体,插入土中形成竖向排水通道。因其施工简单、快捷,应用较为广泛。最大有效处理深度18米。
(2)砂井:砂井是利用各种打桩机具击入钢管,或用高压射水、爆破等方法在地基中获得按一定规律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。由于这种砂井在饱和软粘土中起排水通道的作用,又称排水砂井。砂井顶面应铺设垫层,以构成完整的地基排水系统。砂井适用于软土层厚度大于5m时。最大有效处理深度18米。
(3)袋装砂井:井经对固结时间的影响没有井距那样敏感。但一般砂井如果井经太小,既无法施工,也无法防止因地基变形而断开失效。因此,现在广泛采用网状织物袋装砂井,其直径仅8cm左右,比一般砂井要省料得多,造价比一般砂井低廉,且不会因施工操作上的误差或地基发生水平和垂直变形而丧失其连续性。最大有效处理深度18米。
(4)排水砂垫层:排水砂垫层是在路堤底部地面上铺设一层较薄的砂层。将水从砂层中排出去。最大有效处理深度,路堤极限高2倍。
(5)土工织物铺垫:在软土地基表层铺设一层或多层土工织物,可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降,又可以提高地基的承载能力,同时也不影响排水。对于淤泥之类高含水量的超软弱地基,在采用砂井及其他深层加固法之前,土工织物铺垫可作为前期处理,以提高施工的可能性。
(6)预压:在软土地基上修筑路堤,如果工期不紧,可以先填筑一部分或全部,使地基经过一段时间固结沉降,然后再填足和铺筑路面。最大有效处理深度30米。
(7)挤实砂(碎石)桩:挤实砂桩是以冲击或震动的方法强力将砂、石等材料挤入软土地基中,形成较大的密实柱体,提高软土地基的整体抗剪强度,减少沉降。最大有效处理深度20米。
(8)旋喷桩:利用工程钻机,将旋喷注浆管置入预定的地基加固深度,通过钻杆旋转,徐徐上升,将预先配制好的浆液,以一定的压力从喷嘴喷出,冲击土体,使土和浆液搅拌成混合体,形成具有一定强度的人工地基。最大有效处理深度20米。
(9)生石灰桩:用生石灰碎块置于桩孔中形成桩体,称为生石灰桩。最大有效处理深度20米。
(10)换土:采用人工或机械挖除路堤下全部软土,换填强度较高的粘性土或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料。最大有效处理深度3米。
(11)反压护道:反压护道是在路堤两侧填筑一定宽度和一定高度的护道。它利用力学平衡以保持路基的稳定。
路基常用的坡面防护措施有:
1、土质边坡坡面太陡不利于植物生长,还易受雨水冲刷,因此规定了一定的边坡范围以避免边坡坡面在草皮成活前受到雨水冲刷而出现破坏。
岩石边坡坡面防护主要为防止坡面易碎小块岩石的碎落,并不起边坡稳定的加固作用;为了防止碎石直接掉下,要求边坡坡度不宜陡于1:0.3.
2、土工合成材料边坡防护主要有拉伸网草皮、固定草种布和网格固定撒种等三种形式。实际采用时可根据技术经济因素进行选用。
3、草种应选择根系发达、叶茎低矮的品种,草皮厚度和宽度可根据草种、稳定性而定,每捆长度应根据实际需要确定。
4、草皮施工比较简单,但必须保证初期稳定,因此上、下端必须折叠埋入土中,必要时应用木桩固定。
草皮养护是保证草皮成活的重要措施。必须经常浇水,特别是高温季节。
5、在岩石边坡坡面上用土工合成材料进行防护是一种加固装置,它可以防止岩面侵蚀和防止小量岩面碎石的滚落,且具有美观作用,但没有稳定边坡的作用。
6、土工网或土工格栅存在老化问题,长期暴露于阳光下,其性能(尤其是强度)会大大降低,因此,对裸露式防护方法适用条件作了条文规定的限制。
7、由于裸露式防护的边波未完全封闭,岩石表面风化可能会存在小量岩崩,因此,条文规定采用拉伸强度较高的土工格栅。埋藏式由于有水泥砂浆封闭,可以根据技术经济比较选用土工网或土工格栅。
公路路基基本知识公路路基公路路基是路面的基础,它承受着本身岩土自重和路面重量,以及由路面传递而来的行车荷载,是公路的承重主体。
公路路基由宽度、高度和边坡坡度三者所构成。路基宽度取决于公路技术等级;路基高度取决于纵坡设计及地形;路基边坡坡度取决于地质、水文条件,并由边坡稳定性和横断面经济性等因素比较选定。
公路路床路床是路面的基础,是指路面底面以下80cm范围内的路基部分,承受由路面传来荷载。在结构上分为上路床(0~30cm)及下路床(30~80cm)两层。
路面直接铺设在路床上。因此,对路床,特别是上路床的土质、粒径、压实度都有严格要求,必须均匀、密实、强度高,不得有松散和软弹现象。
挖方路基的路床,必须平整、密实,用重型压路机压实至规定的压实强度。为了确保路面各结构层厚度均匀和排水需要,路床表面必须做成与路面一致的路拱横坡度。
公路路堤路堤是高于原地面的填方路基,其作用是支承路床和路面。路床以下的路堤分上、下两层:上路堤:路面底面以下80~150cm范围内的填方部分。
下路堤:上路堤以下的填方部分。公路路基压实填土经过挖掘、搬运,原状结构已被破坏,土团之间留下了许多孔隙,在荷载作用下,可能出现不均匀或过大的沉陷、坍落、滑动,所以路基填土必须进行压实;对松土层构成的路堑表面及路堤基底均应进行压实。
影响公路路基稳定因素公路路基是一种线形结构物,具有路线长,与大自然接面广的特点,其稳定性在很大程度上由当地自然条件所决定。因此深入调查公路沿线的自然条件,掌握有关自然因素的自然规律及其对路基稳定性的影响,从而因地制宜地采用技术措施,以达到正确进行路基施工和养护的目的。
影响路基稳定性的因素主要包括自然因素和人为因素。自然因素主要是地形、气候、水文与水文地质、地质条件、植物覆盖等。
人为因素主要指荷载作用、路基结构、施工方法、养护措施。此外还有沿线附近的人为设施如水库、排灌渠道、水田以及人为活动等。
路基设计时应掌握沿线的湿度和湿度变化规律,采取相应的调节水温情况的措施,以保证路基具有足够的强度和稳定性。公路路堑路堑是指全部在原地面开挖而成的路基。
路堑开挖后破坏了原地层的天然平衡状态,其稳定性主要取决于地质与水文条件,以及边坡深度和边坡坡度。公路路基沉陷路基沉陷是路基表面作竖向位移,是路基的变形之一。
引起路基沉陷的原因有下列三种情况:1.高而松软的路堤,未经压实或压实度不够,由于路堤的沉缩达到危险的程度,使路基在局部或者大面积沉陷。2.由于路基处于软弱地基上,地基的沉降使路基表面出现大量沉陷,并且可能同时引起地基的土从路堤两旁隆起。
3.由于路堤内部形成过度饱水区(泥泞)所引起。当用透水性不同的土,乱而无序地堆成路堤,以及冬季填筑路堤采用饱水的冻结土或混有雪的土,均能产生饱水区,使路基沉陷。
公路路基边坡坍塌路基边坡坍塌是路基的主要病害之一,表现为路堤坍塌和路堑边坡崩塌。路堤坍塌的特征是边坡失去正确的形状,以及边坡表面下沉。
路堤坍塌的主要原因是土方施工方法不正确——用斜层法堆填含水量大的土和用各类不同性质的土杂乱堆填。路堑边坡崩塌是大的石块或土块脱离原有岩石或土体而沿边坡倾落下来。
崩塌是由于修筑路堑之后,使岩石个别地段的稳定性遭到破坏,特别是各岩层向着路堑的方向倾斜,并随后有水或地震的破坏作用时所引起的。公路路基沿山坡滑动路基沿山坡滑动,通常是路基的一部分或大部分沿山坡方向产生较大位移,使一部分土体与路基分离,在重力作用下沿某滑动面滑动。
产生路基沿山坡滑动的原因有:1、路基下的地基为不稳定的天然滑动体;2、边坡过陡;3、不正确地用倾斜层次的方法填筑路堤;4、土过于潮湿,降低了粘聚力和内摩擦力; 5、坡脚被水冲刷。常见的防止滑坡的措施有:1、对滑坡体顶面的地表水,应采取截水沟等措施处理,不让地表水漏入滑动面内;2、在滑坡体未处治之前,禁止在滑坡体上增加荷载;3、对于挖方路基上边坡发生的滑坡,应修筑一条或数条环形水沟,以截断流向滑动面的水流;4、对于填方路堤发生的滑动,可采用反压土方或修建挡土墙等方法处理;5、对于治理路基发生的滑动,可修建河流调治构造物;6、滑坡表面处治可采用整平夯实山坡,填筑积水坑,堵塞裂隙或进行山坡绿化固定表土。
公路护栏不封闭的各级公路,当路堤高度大于或等于6m,以及急弯、陡峻山坡、桥头引道等危险路段应设置护栏。设置护栏路段一侧路基应加宽0.5m,以保持设置护栏后的路肩宽度。
公路路基排水路基排水的任务,就是将路基范围内的土基湿度降低到一定的范围内,保持路基常年处于干燥状态,确保路基、路面具有足够的强度和稳定性。影响路基的水流可分为地面水和地下水两大类,与此相适应的路基排水工程,则分为地面排水工程和地下排水工程。
中央分隔带排水及护坡道中央分隔带排水设施是由于高等级公路的修建才出现的。中央分隔排水设施由纵向排水沟(明沟、暗沟)、渗沟、雨水井、集水井、横向排水管等组成。
至于采用何种形。
1 换填垫层法;2 深层密实法;3排水固结法;4.化学加固法;5. 加固路基法;6. 其它加固方法
路基主要包括下面几个部分。
本体
路基本体包括用天然土、石所填筑的路堤和在天然地层中挖出的路堑,其轮廓及各部分名称如图1所示。它直接支撑轨道,承受通过轨道的列车荷载,是路基的主体。路基本体根据地质条件和填筑材料的不同,又可分为路堤、路堑、半路堤、半路堑、半堤半堑、不填不挖路基六种基本形式。
排水
地面排水设备:用来将有可能停滞在路基范围以内的地面水迅速排除到路基以外,并防止路基以外的地面水流入路基范围,以免下渗浸湿路基土体或形成漫流冲刷路基边坡,如侧沟、排水沟、天沟等。
地下排水设备:根据水文和地质条件修筑于地面以下一定深度,用来截断、疏干、引出地下水或降低地下水位,以使路基及边坡保持干燥状态,提高土的稳固能力,如排水槽、渗水暗沟、渗井等。
防护
坡面防护设备:用来防护易受自然作用破坏而出现坡面变形的土质边坡,如铺草皮、喷浆、抹面、护墙、护坡以及为防护崩塌落实而修建的拦截和遮挡建筑物,如明洞、棚洞。
冲刷防护设备:用来防护水流或波浪对路基的冲刷和淘刷,如铺草皮、抛石、石笼、圬工护坡、挡土墙、顺坝、挑水坝等。
常见的地基基础缺陷和处理因素 当前的地基基础缺陷处理中,需要注意的因素有以下几个方面:首先, 在地基缺陷处理中对于要结合建筑物上部结构的整体性、安全性和质量要 求进行综合分析,从而确定地基处理措施和施工方法;其次,对于地基土 质结构进行分析,避免受到土层的变动而出现结构变形、数值变化以及发 展问题严重的措施;再次,地基基础缺陷的种类以及施工的过程中存在的 相关因素影响,使得在处理的过程中造成周围建筑结构安全性、耐久性等 各方面影响,因此在施工的过程中对这些环节深入分析与研究;最后在施 工的过程中对于基础中存在的相关缺陷进行分析,并对其上部结构中可能 出现的问题深入研究,以确保结构处理的经济性与耐久性要求。
地基基础缺陷处理的原则 当地基基础的变形已经趋于稳定时,一般可不作地基或基础的加固; 当地基不均匀沉降尚未趋于稳定时,一般考虑等待沉降稳定、加速沉降稳 定和制止沉降三种方法处理。加速地基沉降可以缩短消极等待沉降稳定所 需的时间。一般适用于独立基础下的地基处理,具体做法是人为的有控制 的进行地基浸水、临时的增加载荷等;地基基础加固公司等待沉降稳定的目的是不对地基基 础进行处理,而仅对上部结构进行修补,从而减少地基处理费用,并避免 上部结构的再度处理造成浪费;制止沉降的目的是终止地基和上部结构的 发展,加大基础底面积,上部结构减荷或加固,地基加固等。为了达到相 应的加固目的,施工建设单位可以根据实际情况进行多种方法的综合利 用。
基基础缺陷处理的措施 基础加固、对上部结构进行加固或减荷、地基加固等几种手段。施工 人员必须综合考虑建筑施工的各种影响因素,选择合理的处理办法,是由 于每种手段都有其内在的优势和局限性。同时,建筑施工必须为建筑单位 和开发商赢得部分经济效益,因此,在选择处理手段时不仅要考虑其实用 性更要充分考虑其经济效益和社会效益等,确保缺陷处理工作经济有效。
基加固的基本方法 强夯法。强夯法强夯地基在现阶段工程施工中主要应用在处理砂土、碎石土、低饱和度的粉土和湿陷性黄土之中。在施工中对现场监理工作进 行分析和总结,发现现场施工工作中还存在着一定的缺陷与隐患,需要不 断地在工作中进行处理和创新。在强夯地基处理中通过掌握有关技术指 标,对工程中存在的各种隐患及时的处理,提出合理有效的解决措施。 强夯法地基加固处理技术的优势:加固效果明显、适用范围广、施工 简单方便、机械化程度低、工程造价低和工期短的优势。经过多年的社会 实践与发展,工作人员在工作中不断地引进各种先进的科学技术措施和管 理方式,逐步形成了以机械化为主的新型夯实加固方式,大大拓宽了强夯 法在传统地基加固处理中,仅仅适用于砂性土层和碎石土之中的应用范 围。这种措施的应用在当前的地基处理中被广泛的应用在各种不良土质 中,尤其是软土地区的应用更为明显。 在建筑结构修缮中,地基加固除了基本措施强夯法之外还有其他的一 些常用方法:加桩加固、分批分段更换病弱地基土、压力灌浆加固、用挖 钻孔灌桩加固等。地基加固方法的选定应充分了解地基范围内的地质情 况,地基加固工作是在建筑物存在情况下进行的,因而施工比较困难,它 既应保护地基的加固质量,收到极地加固的效果,又应采取措施保证上部 结构的安全。
1 由淤泥、淤泥质土、水下沉积的饱和软黏土为主组成的软土在我国南方有广泛分布,这些土都具有天然含水量较高、孔隙比大、透水性差、压缩性高、强度低等特点。软土路基的主要破坏形式是沉降过大引起公路路基开裂损坏。在较大的荷载作用下,地基易发生整体剪切、局部剪切或刺人破坏,造成路面沉陷和路基失稳。容易因孔隙水压力过载(来不及消散)、剪切变形过大,造成公路路基边坡失稳。
常用的公路路基改良方法有换填法、挤密法、排水固结法等,这时除满足安全可靠的要求外,还应综合考虑工程造价、施工技术和工期等诸多因素。
2 湿陷性黄土土质较均匀、结构疏松、孔隙发育在未受水浸湿时,一般强度较高,压缩性较小。当在一定压力下受水浸湿,土结构会迅速破坏,产生较大附加下沉,强度迅速降低。由于大量节理和裂隙的存在,黄土的抗剪强度表现出明显的各向异性。主要病害有公路路基路面发生变形、凹陷、开裂,道路边坡发生崩塌、剥落,道路内部易被水冲蚀成土洞和暗河。为保证路基的稳定,在湿陷性黄土地区施工应注意采取特殊的加固措施,减轻或消除其湿陷性。可采取灰土垫层法、强夯法、灰土挤密桩等,并采取措施做好公路路基的防冲、截排、防渗。
3 膨胀土主要由具有吸水膨胀性或失水收缩性猫土矿物组成,该类土具有较大的塑性指数。在坚硬状态下该土的工程性质较好。但其显著的胀缩特性可使路基发生变形、位移、开裂、隆起等严重的破坏。
膨胀土壤路基应主要解决的问题是减轻和消除公路路基胀缩性对路基的危害,可采取的措施包括用灰土桩、水泥桩或用其他无机结合料对膨胀土公路路基进行加固和改良;也可用开挖换填、堆载预压对路基进行加固。
4 冻土分为季节性冻土和多年性冻土两大类。冻土在冻结状态强度较高、压缩性较低。融化后承载力急剧下降.压缩性提高,地基容易产生融沉而冻土中产生的冻胀对地基不利。一般土颗粒愈细,含水量愈大,土的冻胀和融沉性愈大,反之愈小。在城市道路中土基冻胀量与冻土层厚度成正比不同土质与压实度不均匀也容易发生不均匀沉降。
现在很多工程都放弃了传统的改良方法,采用了土壤固化剂,土固精土壤固化剂做路基施工材料时可以不必挖除、运弃设计路面的现有土壤不需要铺设大量的砂石料,表层不受霜冻、湿热等自然条件的影响,使用道路现场的土壤就可以处理成坚实耐久的公路路基,其抗压强度等各项性能指标是用传统施工材料施工的数倍,大大的超过了国家标准。更重要的是延长了公路的使用寿命,缩短了大量工程,节省了将近一半左右的建设成本,保护了环境,减少了以后的重复建设。
国内已使用土壤固化剂作为公路路基改良的新材料有数十年的历史,但是目前市场上的大多数的土壤固化剂均是呈酸性的,施工很不安全。虽然碱性的土壤固化剂仅仅只有土固精牌土壤固化剂,但其安全性、板结效果都比酸性强的多,而且同时具有万能兼容、高斥水性、无侧限抗压等指标远超国标等独有的优势。特别值得一提的是环保节能。
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