林文胜
广东中誉设计院有限公司福建分公司(350001)
近几年来,随着高速公路的发展,对地基的承载能力要求越来越高,天然的地基常常不能满足这些高档次的构造物对地基承载力的要求。
1)开挖方式
在路基坡脚范围的软土应全部清除,边部挖成台阶状再回填。基底开挖,深度在2m以内可用推土机、挖掘机或人工直接清除至路基范围以外堆放或运至取土坑还田;深度超过2 m时,要由端部向中央,分层挖除,并修筑临时运输便道,由汽车运载出坑。
2)填筑及压实
软基在开挖时要注意解决渗水或雨水两个问题,可采用边挖边填,也可全部或局部清除后进行全部或局部回填,尽可能换填渗水性材料,并注意及时抽水。碎石土及粉煤灰等工业废渣常作为换填材料。
在软土层顶面铺砂垫层,主要起浅层水平排水作用,使软土中的水分在路堤自重的压力作用下,加速沉降发展,缩短固结时间。但对基底应力分布和沉降量的大小无显著影响。适用于路堤高度小于两倍极限高度,软土层及其硬壳较薄或软土表面渗透性很低的硬壳等情况。亦适用于软土层稍厚但具有双面排水条件的地基。其形式有排水砂垫层、换土砂垫层、砂垫层和土工布混合使用等形式。
在路堤两侧填筑一定宽度和高度的护道,以改善路堤荷载方式来增加抗滑力的方法,使路堤下的软基向两侧隆起的趋势得到平衡,从而保证路堤的稳定性。适用于路堤高度不大于1.5~2倍的极限高度,非耕作区和取土不太困难的地区。
土工布铺设于路堤底部,在路基自重作用下受拉产生抗滑力矩,提高路基稳定性。土工布在软土地基加固中的作用包括排水、隔离、应力分散和加筋补强。土工布连接一般采用搭接法或缝接法。目前缝接法有一般缝法、丁缝法和蝶形法。
土工格栅加固土的机理存在于格栅与土的相互作用之中。一般可归纳为格栅表面与土的摩擦作用;格栅孔眼对土的锁定作用和格栅肋的被动抗阻作用。三种作用均能充分约束土的颗粒侧向位移,从而大大地增加了土体的自身稳定性,对土的加固效果明显高于其他土工织物。
在路基底部抛投一定数量片石,将淤泥挤出基底范围,以提高地基的强度。适用于常年积水的洼地,排水困难,泥炭呈流动状态,厚度较薄,表层无硬壳,片石能沉达底部的泥沼的软土;在特别软弱的地面上施工由于机械无法进入,或是表面存在大量积水无法排除时;适用于石料丰富、运距较短的情况。抛投片石的大小,随泥炭或软土的稠度而定。抛投顺序,应先从路堤中部开始,中部向前突进后再渐次向两侧扩展,以使淤泥向两旁挤出。当软土或泥沼底面有较大的横坡时,抛石应从高的一侧向低的一侧扩展,并在低的一侧多抛填一些。
爆破排淤是换土的一种施工方法,较一般方法换填深度大、工效较高,软土、泥沼均可采用。将炸药放在软土或泥沼中爆炸,利用爆炸时的张力作用,把淤泥或泥沼扬弃,然后回填强度较高的渗水性土壤,如砂砾、碎石等。
爆破排淤分为两种,一种方法是先在原地面上填筑低于极限高度的路堤,再在基底下爆破,适用于稠度较大的软土或泥沼;另一种方法是先爆后填,适用于稠度较小,回淤较慢的软土。
在软基上修筑路堤,通过填土堆载预压,使地基土压密、沉降、固结,从而提高地基强度,减少路堤建成后的沉降量。堆载预压法对各类软弱地基均有效,但堆载预压需要一定的时间,适合工期要求不紧的项目。对于深厚的饱和软土,排水固结所需要的时间很长,同时需要大量的堆载材料,在使用上会受限。
选择振冲器型号应与桩径、桩长及加固工程离周围建筑物距离相适应。主要用振冲器、吊机或施工专用平车和水泵,将砂、碎石、砂砾、废渣等粒料(粒径宜为20~50 mm,含泥量不应大于10%)。按整平地面、振冲器就位对中、成孔、清孔、加料振密、关机停水、振冲器移位的施工工艺程序进行。
施工机具包括喷粉桩机及配套贮灰罐、喷粉系统、空气压缩机、75 kW以上的发电机等。喷粉桩机由液压步履式底架和导向加减压机构、钻机传动系统、钻具、液压系统、喷粉系统、电气系统等部分组成。施工流程:整平原地面→钻机定位→钻进→上提喷粉(或喷浆)→强制搅拌→复拌→提杆出孔→钻机移位。
软土路基加固处理时,具体采用哪种方法,应当考虑当地自然环境,软土的物理、力学性能,以及经济、技术和施工条件,一般通过试验确定,工程地质条件比较复杂或是对工程有特殊要求时(如工期),可采用两种或两种以上加固方法,会得到满意的结果。
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