一、软土地基的工程特征简述及主要处理方法
1、软土的特征软土多具有含水量高、孔隙比大、渗透性小、压缩性高、抗剪强度低等不利的工程性质,如何去保证在软土地区修建的公路的稳定和正常使用一直以来都是一个重大的技术课题。由于采用的理论方法不同,各地软土性质的差异,以及勘察手段、施工工艺的差异,使得软土问题更加复杂。
2、目前软基处理的主要方法在勘察、机械化和软基处理技术相当发达的今天,我们处理软土地基的主要方法有:
(1)置换法;
(2)土工合成材料;
(3)深层挤密法;
(4)振冲碎石桩;
(5)粉喷桩;
(6)高压喷射注浆法;
(7)夯实法;
(8)轻质材料填筑法;
(9)吹砂法等。
1)置换法置换法主要作用是提高地基的承载力。其方法是将基底下一定范围内的软弱土挖去,换填砂、碎石和素土等散体料,并分层夯实成低压缩性的地基持力层。由于地基中剪切破坏是从基础底面开始的,并随着应力的增大逐渐向纵深发展,因此上层强度的增大在一定条件下就可避免地基的破坏。同时在软弱土上面覆盖有较好的土层时,对软弱土的侧向膨胀起一定控制作用,也间接有利于提高强度及减小沉降。同时若用砂等透水性大的材料作垫层,软土中的水分可以部分地通过它排出去,从而加速了软土的固结,加快了地基强度提高。不同材料的垫层其应力分布情况是有差别,通过观测,发现不同材料垫层上建筑物的沉降特点并无不同,所以各种材料可近似地按沙垫层的计算方法进行。在施工中对砂石垫层的粗砂和碎石的要求是:不得含有云母、粒土块、泥炭、腐植质、草根和垃圾等,含量不得超过百分之五。此外含石灰质的沙石不可使用。碎石的粒径宜小于5厘米,粗砂和碎石的体积比为1.5:1操作时,预先将砂石拌和均匀,然后用手推车送到场地虚铺平整,每层铺设厚度20~25厘米,并在基坑边立以标尺,控制分层厚度,采用平板振动器振实,平板振动器的底板面积约为0.4平方米,其底面的一半必须与前次振动时的底面相重合,顺次震动三遍。振实的同时需浇水,最佳含水量为15%~20%.最佳含水量的鉴定方法是:浇水后其粗砂颗粒无聚集现象,震动时颗粒亦随之跳动。
2)深层挤密法深层挤密法即先往土中打入桩管成孔,然后在孔内填入砾石、砂、石灰,灰土等捣实而成。此法适用于含砂粒、瓦屑的杂填土及含砂量较多的松散土地基,对粘性大的饱和软土地基,由于渗透性小,在加固过程中不能排出很多水分,故挤密效果不大。各种材料中以砂柱使用较为普遍。有时用砂与粒径30至40毫米的块石灰组成灰砂柱,由于石灰在粉化过程中要吸收本身重量1.2~1.3倍的水,体积扩大1.1~1.2倍,这样前者降低土的含水量,提高土的硬度,后者挤密土壤,两者都起着提高承载力的作用。用石灰桩加固有以下几个特点:
(1)适用于渗透系数小的软弱粘土,淤泥质地基的加固工程。
(2)地基加固完毕即可产生加固效果,加固工期较短。
(3)不需要上部预压荷载,以生石灰桩水平方向的挤实作用来代替地面预压荷载的作用。采用本法时尚需注意,在遇地下水流处,有时会妨碍生石灰桩的硬化。另外生石灰一经雨水接触就要产生高温分解。
3)夯实法夯实法是将重锤起重到一定高度,然后自由下落,重复夯打,以加固地基,使强度提高,压缩性减小。此法一般适用于无粘性土,杂填土和半饱和土。其影响深度为1.1~1.2米。经处理后的杂填土的容许承载力可达10~15吨/平方米。采用重锤夯实要特别注意土的含水量,只有在土的最优含水量条件下,才能得到好的效果,不然会出现“橡皮土”等不良现象。由于此法的费用较贵,故只能在特殊工程中采用。