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公路工程地基处理方法及其加固原理和适用范围介绍

285 2021-01-05 11:42:03

公路工程地基处理方法主要有:换填法、抛石挤淤法、强夯法、强夯置换法、膨胀土掺灰改性换土法、石灰桩法、EPS超轻质填料法、堆载预压法、真空联合堆载预压法、深层搅拌法、振冲挤密碎石桩法、爆破挤密法、预制管桩法、CFG桩法等。


各种方法的加固原理和适用范围如下:


1.换填法:

通过将软弱土或不良土开挖至一定深度,回填抗剪强度高、压缩性小的材料,如砂砾、石渣、碎石土等,并分层压实,以达到提高地基承载力、减小沉降的目的。适用于深度较浅的各种软弱土地基。


2.抛石挤淤法:

通过抛石碾压或夯击回填碎石置换淤泥达到加固地基的目的。适用于淤泥及淤泥质黏土地基。


3.强夯法:

采用质量为10t~40t的夯锤从高处自由下落,地基土体在强夯的冲击力和振动力作用下密实,以达到提高地基承载力、减小沉降的目的。适用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。


4.强夯置换法:

采用质量为10t~40t的夯锤从高处自由下落,边填碎石边强夯,以达到在地基中形成碎石墩体,由碎石墩、墩间土以及碎石垫层形成复合地基,达到提高地基承载力、减小沉降的目的。适用于粉砂土和软黏土地基等。


5. 膨胀土掺灰改性换土法:

将原地基膨胀土翻松,掺加一定比例的石灰后,分层压实,并经过一定时间的养护,以达到消除或减小膨胀性、提高土体强度、降低土中含水量的目的。适用于膨胀土地基。


6.石灰桩法:

通过机械或人工成孔,在软弱地基中填入生石灰块或生石灰加其他掺合料,通过石灰的吸水膨胀、放热以及离子交换作用改善桩间土的物理力学性质,并形成石灰桩复合地基,达到提高地基承载力、减少沉降。适用于杂填土、软黏土地基等。


7. EPS超轻质填料法:

EPS(发泡聚苯乙烯)容重只有土的1/50~1/100,并具有较好的强度和压缩性能,用作填料,可有效减小作用在地基上的荷载,减小作用在挡土结构上的侧压力。根据需要可用于换填部分地基土。适用于软弱地基上的填方工程。


8. 堆载预压法:

通过在地基中设置排水通道——水平向的砂垫层和竖向的排水系统(普通砂井、袋装砂井、塑料排水带(板)等),以缩小土体固结排水距离,地基在路堤荷载作用下排水固结,地基承载力提高、沉降减小。主要适用于在限定工期内,通过预压处理可以满足路堤稳定与工后沉降要求的填方路堤,如软粘土、杂填土、泥炭土等地基。


9. 真空联合堆载预压法:

在软粘土地基中设置排水通道——水平向的砂垫层和竖向的排水系统(普通砂井、袋装砂井、塑料排水带(板)等),然后在上面铺一层不透气密封薄膜+无纺土工布,通过对排水体系进行长时间不断抽水抽气,在地基中形成负压区,而使软粘土地基产生排水固结,同时结合堆载预压,以达到提高地基承载力、减小工后沉降的目的。适用于软粘土地基。


10. 深层搅拌法:

利用深层搅拌机将水泥浆或水泥粉和地基土原位搅拌形成圆柱状、格栅状、或连续墙水泥土增强体,形成复合地基以提高地基承载力、减小沉降。在上述真空联合堆载预压法中也常用它形成水泥土防渗帷幕。深层搅拌法分喷粉搅拌法和喷浆搅拌法两种。适用于淤泥、淤泥质土、粘性土和粉土等软土地基。应注意:当有机质含量较高时应通过试验确定其适用性。


11. 振冲挤密碎石桩法:

其加固原理有两个方面,其一是依靠振冲器的振动使饱和砂层发生液化,砂颗粒重新排列,孔隙减小;另一个方面是依靠振冲器的水平振动力,加回填料(碎石)使砂层挤密,从而达到提高地基承载力,减小沉降,并提高土体抗液化能力。适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的饱和粘性土和饱和黄土地基,应在施工前通过现场试验确定其适用性。


12. 爆破挤密法:

利用在地基中爆破产生的挤压力和振动力使地基土密实以提高土体的抗剪强度,提高地基承载力和减小沉降。适用于饱和净砂、非饱和但经灌水饱和的砂、粉土、湿陷性黄土地基。


13. 预制管桩法:

通过在地基中设置预制好的钢筋混泥土管桩,使其与桩间土形成复合地基,以达到提高地基承载力、减小沉降的目的。由于预制桩具有施工速度快,施工质量易保证,处理效果良好,且管桩可工厂批量生产等优点,在软基处理中预制桩得到了越来越广泛的应用。主要用于各种深厚软弱地基。但不管是打入式还是静压式预制桩在施工时都存在挤土效应,桩周土体会产生较大的水平位移、超孔隙水压力和地表隆起,若挤土过于严重还会引起相邻桩倾斜、断裂、偏位等现象,或引起附近建筑物基桩变形过大以至影响其安全稳定,设计及施工时应引起注意。


14. CFG桩法:

CFG桩是由碎石、石屑、粉煤灰掺适量水泥加水拌合,用振动(锤击)沉管打桩机或其它成桩机具制成的一种低标号的桩体。其有效处理深度可达30m以上,施工控制较容易,28d抗压强度可达8MPa以上,可大幅提高路基承载力,增加路堤抗滑稳定性。其主要用来加固地基,和被挤密的桩间土一起,通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同承担上部荷载。