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[摘 要]在公路的修建过程中,软土地基的处理是一个很值得我们重视的问题。本文通过介绍软土地基的形成、软土地基的危害来说明对软土地基的加固的必要性,以及列举了一些软土加固的具体实施方法措施。
[关键词]软工地基,加固,措施
中图分类号:U416.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)34-0077-01
软土地基是指由淤泥、淤泥质土、松软冲填土与杂填土,或其他高压缩性软弱土层构成的地基。往往这样的地基,会造成路堤失稳,危及线外建筑物。稍有疏忽就会出现质量事故。因此在公路工程中,对软工地基的加固是必须的。
一.软土地基的形成原因
软土是一种沉积物,拥有很长的地质年龄。软土的主要成分是岩石风化产物。一种是含有少量的有机物的软土。另一种是含有大量有机物的炭土。不管是哪一种,都是在水环境下沉降得到的。
软土地基的形成需要根据软土的不同类型来进行研究。软黏土主要是淤泥,存在于濒临水域的水运工程的浅部地层,经过沉积,混合而成的软黏土。填土则主要存在于港区的陆域,其中,素填土是几种碎石、砂等混合而成的填土。冲填土则是泥沙被水冲到陆地或者岸滩上形成的冲积土。杂填土则来自于人类活动遗留的成分较为复杂的无规则堆积物。
二.软土地基对公路的危害
软土在我国分布较为广泛,作为一种特殊的土层,其工程特性为含水量高。多孔,压缩性高,由于渗水性差,甚至竖向不渗水,排水固结十分困难。软土地基的强度较低,承受荷载能力差,在压力作用下容易发生压缩变形,会出现路基的滑移,开裂,导致路面起伏不平,给行车安全带来了很大的危害,影响了交通安全。同时也会损害构造物。地基失稳,使得构造物沉降过大,对构造物造成危害。公路的建设需要耗费大量的人力、物力以及财力,是一件浩大的工程。地基问题的出现,不仅浪费资源,损害公共财物,公路又要重新进行返工补救,又需要再次投入大量的人力物力,造成大量的财务以及资源的浪费。
软土地基的变形,路堤的下沉,两则的隆起是最为常见的软土地基的现象。随着建筑越高,隆起越明显,甚至会发生路堤坍塌等事故。我国曾经在完成填土施工7天后,发生了坍塌。后期地址勘探发现,原因是因为没有处理好软土地基的后期稳定性。虽然处理方式众多,但是技术人员需要选择最适合的方法,任何一种处理方式都不是萬能的,都有它特定的使用条件和范围。因此软土地基的加固需要从具体情况实际中分析,如今我国的软土地基处理趋于稳定,但仍然需要技术人员的不断摸索完善。
三.软土地基加固的必要性
根据上述软土对公路的危害,对软土地基进行加固是很有必要的。应从以下三个方面进行。
(1)增加地基的不透水性。即截断渗透水流,增加边坡、堤崖的稳定性
(2)提供地基承载力,减少地基的沉降和不均匀沉降,增加压密稳定力度和短时间内到达最终沉降。
(3)对公路软土地基的成功处理,已经成为了提高建设速度、保证工程质量和降低工程造价的重要措施。软土地基的加固处理质量直接影响到路基的基础承载力,也保证道路建成后的安全以及高效运营。
软土地基还会造成勘察设计不准确和不详细,如果没有对软土地基进行处理施工,很容易发生地基失稳。使得建筑物发生不均匀沉降,开裂以及损坏。软土地基对于勘察设计施工都有一定的问题和危害。特别是软土地基的抗剪强度低于上部结构时,地基就会出现局部剪切破坏甚至可能会出现整体破坏。地基质量严重影响和制约了工业和民用建筑的性能,因此对于软土地基的加固,采用合理的手段和措施,增加软土地基的稳定性,减少施工后的沉降是很有必要的。
四.公路软土地基加固的措施
根据软土地基的形成原因以及主要危害的研究,人们探索出了几种处理软土地基的处理措施,以下,仅对几种比较常见的软土地基的处理措施进行介绍。
换填法顾名思义,即是换掉原有的土层,然后进行填充。这是处理软地基最为常见的一种方法。用稳定性好的土、石回填并压实或夯实,从而改变地基的承载特性,提高抗变形和稳定能力。使用换填法的工艺并不复杂,最为关键的即是对软土层的挖取和清除以及换填上新的土层后的分层压实控制。这种方法对机械设备的要求也不是很高,而且施工的质量控制也比较容易。这是一种比较稳定的处理方式。
砂井预压法则是利用砂垫层良好的透水特性,使得软土地基加速固结沉淀,从而达到提高地基强度。首先将砂装入良好透水性的砂袋中,然后将砂袋打入到下面的软土地基当中,并且对软土地基进行砂垫层的铺设,使得砂井和砂垫层组成一个排水系统,这样采用预压的方式就可以把地,基中的水分排出,加快软土层的固结然后进行沉淀。这种方法也比较简单,易于控制,常用于高速公路的软土地基的加固。但是这种方法对堆载的要求比较高,耗时也比较长。施工过程中也需要实时监测。严格控制施工质量。
除了砂井预压法还可以使用真空预压法,真空预压法就是利用真空的压力,使土层中的水受到压力,然后使得土层空隙里的水沿着土层排出,排出水后,加快了土体的固结沉降。这种方法一般适用于地下水发育和渗透性比较差的土体,而且堆载预压砂井预压比较困难的软土地基。因为这种加固方法费用很高,对技术的要求也很高。当然这种方法加固后软土地基的受力是比较均匀的,具有良好的稳定性以及抗压能力。
化学加固法,通过在软土地基中加入水泥或其它化学材料,进行软土地基处理的方法称为化学加固法。适用于处理砂土、粉土、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土,也可以在处理裂隙岩体及已有构筑物地基加强中。水泥或其它化学材料注入土体后,与土体发生化学反应,吸收和挤出土中部分水与空气形成具有较高承载力的复合地基。主要加固方法:硅化法、粉喷桩、旋喷桩、注浆、水泥土搅拌法。硅化法:用水玻璃为主的混合溶液对软土进行化学加固的方法称为硅化法,借助于电的作用进行加固称为电硅化法。它的特点是加固作用快,工期短,但造价较高,不适用于渗透系数太小的土。旋喷桩:旋喷桩可分为粉体喷射桩、高压喷射注浆法等。对于强度低、压缩性高、排水性能较差的软土,采用灰土桩(水泥土桩、石灰土桩、二灰土桩等)与地基组成复合地基,大部分荷载由桩体承受,从而提高地基承载力,减少工后沉降。它的施工工艺比较复杂,需要配置专门的旋喷设备。利用粉喷桩施工造价较高,处理效果可靠,适用土层范围广。
软土地基容易出现失稳,或者沉降量和沉降速率不满足要求,因此我们的加固措施便是较少沉降量。大致可以分为两类。一类是沉降处理,加速固结沉降。另一类是稳定处理,采用填土,反压,夯实等措施增加抗滑阻力。在选择处理方法时,需要考虑具体的条件。地基的土质及土层构成条件、道路的性质、路堤高度和宽度,是否为与构造物连接的地段条件以及工期、材料、价格、施工难度、周围环境影响等条件。
在对软土地基进行处理时,应该学会因地制宜合理选用处理方法。例如饱和软粘土地基不适合采用挤密的方法进行加固。根据地质条件和地基加固原理,因地制宜的选用适合的处理方法不仅节约时间也节约成本。在这方面,现在的问题是比较技术上可行的方案,然后進行优化,有时候工程问题是解决了,往往造价高、工期长。
结语
公路软土地基的处理越来越受到重视,人们也在不断的摸索完善新的软土地基的处理措施,在遇到软土地基时,需要综合考虑工程的特点来采取不同的加固处理方式,不同的方法有不同的特点,也有不同的适用条件。因此需要尽可能的选取适合的方法来实现控制软土地基的沉降和提升地基的稳定性。
参考文献
[1] 宋从兴,薛燕燕.浅析公路工程软土地基加固与处理措施,2014.
[2] 高毅.高速公路软土地基的加固措施研究,2014.
[3] 胡继红.软土地基的危害及其处理,2006.
[关键词]软工地基,加固,措施
中图分类号:U416.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)34-0077-01
软土地基是指由淤泥、淤泥质土、松软冲填土与杂填土,或其他高压缩性软弱土层构成的地基。往往这样的地基,会造成路堤失稳,危及线外建筑物。稍有疏忽就会出现质量事故。因此在公路工程中,对软工地基的加固是必须的。
一.软土地基的形成原因
软土是一种沉积物,拥有很长的地质年龄。软土的主要成分是岩石风化产物。一种是含有少量的有机物的软土。另一种是含有大量有机物的炭土。不管是哪一种,都是在水环境下沉降得到的。
软土地基的形成需要根据软土的不同类型来进行研究。软黏土主要是淤泥,存在于濒临水域的水运工程的浅部地层,经过沉积,混合而成的软黏土。填土则主要存在于港区的陆域,其中,素填土是几种碎石、砂等混合而成的填土。冲填土则是泥沙被水冲到陆地或者岸滩上形成的冲积土。杂填土则来自于人类活动遗留的成分较为复杂的无规则堆积物。
二.软土地基对公路的危害
软土在我国分布较为广泛,作为一种特殊的土层,其工程特性为含水量高。多孔,压缩性高,由于渗水性差,甚至竖向不渗水,排水固结十分困难。软土地基的强度较低,承受荷载能力差,在压力作用下容易发生压缩变形,会出现路基的滑移,开裂,导致路面起伏不平,给行车安全带来了很大的危害,影响了交通安全。同时也会损害构造物。地基失稳,使得构造物沉降过大,对构造物造成危害。公路的建设需要耗费大量的人力、物力以及财力,是一件浩大的工程。地基问题的出现,不仅浪费资源,损害公共财物,公路又要重新进行返工补救,又需要再次投入大量的人力物力,造成大量的财务以及资源的浪费。
软土地基的变形,路堤的下沉,两则的隆起是最为常见的软土地基的现象。随着建筑越高,隆起越明显,甚至会发生路堤坍塌等事故。我国曾经在完成填土施工7天后,发生了坍塌。后期地址勘探发现,原因是因为没有处理好软土地基的后期稳定性。虽然处理方式众多,但是技术人员需要选择最适合的方法,任何一种处理方式都不是萬能的,都有它特定的使用条件和范围。因此软土地基的加固需要从具体情况实际中分析,如今我国的软土地基处理趋于稳定,但仍然需要技术人员的不断摸索完善。
三.软土地基加固的必要性
根据上述软土对公路的危害,对软土地基进行加固是很有必要的。应从以下三个方面进行。
(1)增加地基的不透水性。即截断渗透水流,增加边坡、堤崖的稳定性
(2)提供地基承载力,减少地基的沉降和不均匀沉降,增加压密稳定力度和短时间内到达最终沉降。
(3)对公路软土地基的成功处理,已经成为了提高建设速度、保证工程质量和降低工程造价的重要措施。软土地基的加固处理质量直接影响到路基的基础承载力,也保证道路建成后的安全以及高效运营。
软土地基还会造成勘察设计不准确和不详细,如果没有对软土地基进行处理施工,很容易发生地基失稳。使得建筑物发生不均匀沉降,开裂以及损坏。软土地基对于勘察设计施工都有一定的问题和危害。特别是软土地基的抗剪强度低于上部结构时,地基就会出现局部剪切破坏甚至可能会出现整体破坏。地基质量严重影响和制约了工业和民用建筑的性能,因此对于软土地基的加固,采用合理的手段和措施,增加软土地基的稳定性,减少施工后的沉降是很有必要的。
四.公路软土地基加固的措施
根据软土地基的形成原因以及主要危害的研究,人们探索出了几种处理软土地基的处理措施,以下,仅对几种比较常见的软土地基的处理措施进行介绍。
换填法顾名思义,即是换掉原有的土层,然后进行填充。这是处理软地基最为常见的一种方法。用稳定性好的土、石回填并压实或夯实,从而改变地基的承载特性,提高抗变形和稳定能力。使用换填法的工艺并不复杂,最为关键的即是对软土层的挖取和清除以及换填上新的土层后的分层压实控制。这种方法对机械设备的要求也不是很高,而且施工的质量控制也比较容易。这是一种比较稳定的处理方式。
砂井预压法则是利用砂垫层良好的透水特性,使得软土地基加速固结沉淀,从而达到提高地基强度。首先将砂装入良好透水性的砂袋中,然后将砂袋打入到下面的软土地基当中,并且对软土地基进行砂垫层的铺设,使得砂井和砂垫层组成一个排水系统,这样采用预压的方式就可以把地,基中的水分排出,加快软土层的固结然后进行沉淀。这种方法也比较简单,易于控制,常用于高速公路的软土地基的加固。但是这种方法对堆载的要求比较高,耗时也比较长。施工过程中也需要实时监测。严格控制施工质量。
除了砂井预压法还可以使用真空预压法,真空预压法就是利用真空的压力,使土层中的水受到压力,然后使得土层空隙里的水沿着土层排出,排出水后,加快了土体的固结沉降。这种方法一般适用于地下水发育和渗透性比较差的土体,而且堆载预压砂井预压比较困难的软土地基。因为这种加固方法费用很高,对技术的要求也很高。当然这种方法加固后软土地基的受力是比较均匀的,具有良好的稳定性以及抗压能力。
化学加固法,通过在软土地基中加入水泥或其它化学材料,进行软土地基处理的方法称为化学加固法。适用于处理砂土、粉土、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土,也可以在处理裂隙岩体及已有构筑物地基加强中。水泥或其它化学材料注入土体后,与土体发生化学反应,吸收和挤出土中部分水与空气形成具有较高承载力的复合地基。主要加固方法:硅化法、粉喷桩、旋喷桩、注浆、水泥土搅拌法。硅化法:用水玻璃为主的混合溶液对软土进行化学加固的方法称为硅化法,借助于电的作用进行加固称为电硅化法。它的特点是加固作用快,工期短,但造价较高,不适用于渗透系数太小的土。旋喷桩:旋喷桩可分为粉体喷射桩、高压喷射注浆法等。对于强度低、压缩性高、排水性能较差的软土,采用灰土桩(水泥土桩、石灰土桩、二灰土桩等)与地基组成复合地基,大部分荷载由桩体承受,从而提高地基承载力,减少工后沉降。它的施工工艺比较复杂,需要配置专门的旋喷设备。利用粉喷桩施工造价较高,处理效果可靠,适用土层范围广。
软土地基容易出现失稳,或者沉降量和沉降速率不满足要求,因此我们的加固措施便是较少沉降量。大致可以分为两类。一类是沉降处理,加速固结沉降。另一类是稳定处理,采用填土,反压,夯实等措施增加抗滑阻力。在选择处理方法时,需要考虑具体的条件。地基的土质及土层构成条件、道路的性质、路堤高度和宽度,是否为与构造物连接的地段条件以及工期、材料、价格、施工难度、周围环境影响等条件。
在对软土地基进行处理时,应该学会因地制宜合理选用处理方法。例如饱和软粘土地基不适合采用挤密的方法进行加固。根据地质条件和地基加固原理,因地制宜的选用适合的处理方法不仅节约时间也节约成本。在这方面,现在的问题是比较技术上可行的方案,然后進行优化,有时候工程问题是解决了,往往造价高、工期长。
结语
公路软土地基的处理越来越受到重视,人们也在不断的摸索完善新的软土地基的处理措施,在遇到软土地基时,需要综合考虑工程的特点来采取不同的加固处理方式,不同的方法有不同的特点,也有不同的适用条件。因此需要尽可能的选取适合的方法来实现控制软土地基的沉降和提升地基的稳定性。
参考文献
[1] 宋从兴,薛燕燕.浅析公路工程软土地基加固与处理措施,2014.
[2] 高毅.高速公路软土地基的加固措施研究,2014.
[3] 胡继红.软土地基的危害及其处理,2006.