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软土地基加固在高速公路建设中是经常遇到的
文章来源:北京万通中鑫加固工程技术有限公司  点击数:60  更新时间:2021-07-04

   软土地基加固在高速公路建设中是经常遇到的课题,各地采取的方法不尽相同,但目的是一样的就是防止路基下沉。从施工过的其它项目来看,由于施工环节的问题,造成地基处理失败或未达到预期效果的工程也不少见,因此,软土地基加固施工必须确保施工质量,科学地做好施工组织设计,加强工地技术管理,严格按照有关操作规程实施,认真做好工程质量检查和验收工作。
  1软基加固方法的确定要解决以下四个环节的问题
  (1)对地质资料、土工试验的详细检查,对设计图和实践经验的调查研究。
  (2)室内试验和现场试验。
  (3)施工现场检测和观测数据收集。
  (4)反复分析、验证设计、监测工程安全。
  上述四个环节,也就是现在讲的“边观察、边分析”方法。在施工中如发现现场地质情况与设计提供资料不符或设计的处治方式不能实施,需改变设计时应及时上报并根据有关程序进行变更设计。
  目前新技术、新工艺、机具、测试方法不断涌现,当开发、引进新的软基加固方法或进行软土地基加固处理时,应在大规模施工前进行现场试验,以验证该处治方法的准确性、并验证设计参数,作为施工时控制指标,掌握施工工艺。
  2软土地基加固施工前,应完成以下工作
  (1)收集、熟悉有关图纸、沿线工程地质报告、土工试验报告和地下管线或构造物的布置资料。
  (2)编制实用、操作性强的施工组织设计或施工大纲。
  (3)对进场的原材料、半成品、成品的检验。
  (4)施工机械设备的调试。
  (5)现场试验及总结报告。
  3通过软土地区可采用以下几种方法
  (1)桥梁跨越:当路堤较高,人多地少,软土地基承载力很低的情况下,采用高架桥跨越具有一定的优越性。
  (2)减轻路基荷载:主要措施是采用轻质填料,如采用粉煤灰、轻质材料填筑路堤。粉煤灰的湿密度比一般土料低25%左右,减轻荷载降以低对地基承载力的要求,可以减少工后沉降。
  (3)工后修补:在能够满足地基稳定性要求的前提下,允许产生较大的工后沉降和不均
  (4)地基处理:常采用方法可分为土性改善和复合地基两类。
  (5)综合处理。
  4商周高速周口段软土地基加固的几种方法
  (1)石灰桩。由于生石灰对软土地基的物理、化学作用,使软土的特性产生有利于土壤强度增强,稳定性增大。因其消解吸水反应,从而降低土壤的含水量,在消解过程中体积膨胀,对桩周边产生侧压力,挤压软土形成复合地基,使得地基承载力提高。在经济条件许可下,生石灰桩的桩径宜小,桩根数宜多,用以发挥其吸水、挤密以及火山灰反应。商周高速周口段K243+050-K243+500段,采用间距为50cm,深度为100cm,桩径为15cm梅花型布置的石灰桩加固处理方案效果较好。施工时采用人工挖孔,填充粒径为0-50mm的生石灰块,振捣饱满密实,桩口采用粘土封实。
  (2)生石灰拌和表层软土(浅层处理)。生石灰与软土拌和后,使软土的性质起着根本性的变化,形成一个整体的板结层,增强其地基承载力。当用生石灰做浅层处理时要对对象土的初期含水量进行测定,生石灰混合料通过试验确定,一般在5%-15%之间选择。处理的步骤:第一,在待处理的道路边线之外开挖排水沟。其深度一般在60㎝左右,以排除表层积水,整平表面坑洼,疏干其积水。第二,按要求处治的深度及生石灰混入率,在待处理的软土地基上均匀铺上生石灰。生石灰的粒径以0-30㎜为宜。当处治深度在20㎝左右时,一般采用后铧犁配以圆盘耙进行拌和,宜采用拖拉机后带封闭罩的旋转型灰土拌和机进行搅拌。
  在拌和中,对拌和深度及均匀性需加以检查,对生石灰的含量宜采用酸碱试液或滴定法进行判断和检测。外观要求色泽均匀一致。当拌和作业结束后,按照先轻后重的原则选择碾压机械,以提高混合料的密实度并增强其化学反应。商周高速周口段K260+700-K262+000段路基处于沙河与颍河之间,清表后填前无法振动碾压,采用生石灰拌和表层软土法处理,处治深度为25cm,生石灰混入率为8%,用铧犁配合小型宝马路拌机进行拌和。
  (3)深层搅拌法。深层搅拌法是用于加固饱和软粘土地基的一种新方法,它利用生石灰粉、水泥干粉等材料作为主要固化剂,通过深层搅拌机械,在地基深处将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌,利用固化剂和软土之间一系列的物理化学反应使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的符合使用要求的地基。深度搅拌法分为湿喷和干喷两大类。
  湿喷:此法为从不间断回转的中空轴或叶片的端部向周围已被搅松的土中喷射水泥浆、经叶片搅拌而形成水泥土桩。
  干喷:此法是利用压缩空气向软土中喷射干粉,利用干粉与土拌和而发生化学反应、改善土质提高地基的强度。
  两种方法的特点如下:干喷法在软土中能够吸收较多的水分有利于地基土密实度的提高,对含水量较高的粘土特别适用。湿喷法要从浆液中带进较多的水份对地基加固不利。干喷法初期强度高,对快速填筑路堤有利。而湿喷法初期强度较低。干喷法因为以粉体直接在土中进行搅拌不易搅拌均匀,而湿喷以浆液注入土中易搅拌均匀。干喷法因为涉及气固两相流体,粉量均匀性难以控制,湿喷法中浆液喷剂的液态容易控制,干喷法在施工中掺入另一种粉体比较困难。而湿喷法只要把外掺剂倒入搅拌池混合成浆液很容易掺入土中,不管是加粉体或液体都可以,拌比较均匀,而且方便,打到深部时挤压泵能自动调整压力,在一般情况下都能注浆于软土中,所以下部桩质量能与上部基本一致。两种方法各有优缺点,针对具体情况采用较为合理的。
  完成一定工作范围内的深层搅拌桩后,要进行质量检验。检验项目包括:固化材料用量,桩体垂直度,桩位偏差,桩长,桩径,桩身完整性及桩身抗压强度。其检验允许偏差及频率应符合设计要求及有关施工技术规范。如商周高速周口段K244+100-K244+430段路基,填土高度低于80cm需对路基基础做特殊处理,由于该路基基础为软塑至流塑状的粉性土(粉细沙),采用干喷搅拌法进行加固处理。
  (4)碎石桩法。用挤密碎石桩法在高含水量的软弱粒性土中,形成大直径的密实碎石桩。除起到排水固结作用以外,还起到桩的作用。防止地基滑动。它可以提前完成剩余沉降,减少差异沉降。碎石桩所用填料,应采用未风化的干净砾石或轧制碎石,粒径宜为20mm-50mm,含泥量应不大于10%。施工中应根据制桩试验成果严格控制气压、电流和振动器在固定振动位置留振动时间。填料要分批加入,不宜一次加料过量,原则上要“少吃多餐”,保证试桩标定的装料量,一般制作最深桩体时填料偏多,每一深度的桩体在未达到规定的密实电流时应继续加料,继续振实,严格防止“断桩”和“颈缩桩”的发生。碎石桩的质量一般采用贯入值和灌碎石量的压入值来控制。商周高速周口段K266+960-K267+010杨湖互通式立交主线桥台后地基处理,采用碎石桩法进行处理。
  (5)抛石挤淤法。抛石挤淤法用在常年积水的洼地,水塘,排水困难,地基为软弱土壤,承载力极小的路段。采用抛石挤淤,其地质条件除土壤接近流塑,承载力极小外,一般是厚度较薄,不大于4米,其下有较硬的承载层,表面没硬壳层,所抛片石能沉达底部。抛石挤淤应按照路堤端面及所处的地形进行施工。一般情况下,应从路堤的中部开始,使中部先从积水洼地露出之后,在渐渐向两侧扩展,以使淤泥向前及两侧挤出。当软土或泥沼底面有较大横坡时,抛石则应从较低的一侧向高的一侧扩展,同时在低的一侧宜多抛填,使所筑路堤处于稳定状态。在片石抛出水面之后,宜用强力振实设备进行振实,使片石落位稳定。然后在稳定的片石层上铺填一层碎石,再次进行强力振实和碾压,使碎石嵌入片石缝中,反复进行,以使填石密实。此层完成之后,按设计要求及一般路堤施工方法进行路堤的填筑。如商周高速周口段K260+738-K260+763段路线穿过水塘,采用抛石挤淤法进行加固处理,效果较好。
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  在软土路基处理中,首先要进行详细周密的地质调查,现场试验,根据不同的地质条件和设计要求,确定不同的处治方案。能达到事半功倍的效果。