道路不良土质路基的处理方法

软土地基定义:由软弱土层构成的地基就是软土地基。

软弱土:从性质上理解:滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的土。从具体土层上理解: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。我国公路行业规范是指强度低,压缩量较高的软弱土层,多数含有一定的有机物质。

软土地基的基本特点

(1)高压缩性:软土由于孔隙比大于1,含水量大,容重较小,且土中含大量微生物、腐植质和可燃气体,故压缩性高,且长期不易达到固结稳定。

(2)抗剪强度低:一般由淤泥、泥炭、有机质组成,因此,抗剪强度低。所以软土的抗剪强度最好在现场作原位试验。

(3)透水性小:软土的透水性能很低,垂直层面几乎是不透水的,对排水固结不利,反映在建筑物沉降延续时间长。同时,在加荷初期,常出现较高的孔隙水压力,影响地基的强度。

(4)触变性:软土是絮凝状的结构性沉积物,当原状土未受破坏时常具一定的结构强度,但一经扰动,结构破坏,强度迅速降低或很快变成稀释状态。软土的这一性质称触变性。所以软土地基受振动荷载后,易产生侧向滑动、沉降及其底面两侧挤出等现象。

(5)流变性:是指在一定的荷载持续作用下,土的变形随时间而增长的特性。使其长期强度远小于瞬时强度。这对边坡、堤岸、码头等稳定性很不利。因此,用一般剪切试验求得抗剪强度值,应加适当的安全系数。

(6)不均匀性:软土层中因夹粉细砂透镜体,在平面及垂直方向上呈明显差异性,易产生建筑物地基的不均匀沉降。

2、地基处理的解决问题

软土地基能引起的不良的后果,但我们需要解决的主要有三方面问题:

(1)强度和稳定性问题。当地基的抗剪强度不足以承受路堤及路面外荷载时,地基可能会产生局部或整体剪切破坏,造成路堤塌方、失稳,桥台破坏。

(2)沉降变形问题。当地基产生过大的沉降变形,特别是不均匀变形时,路面会开裂、引起桥头跳车,引起涵洞漏水,路面积水等。

(3)在外来(地震、车辆振动)动力荷载作用下,可引起地基土特别是饱和无粘性土的液化、失稳及震陷。

3、地基处理目的

软土地基处理的目的是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法对地基土进行加固,改良地基土的工程特性。

(1)提高地基的抗剪强度

(2)降低地基的压缩性

(3)改善地基的透水特性

(4)改善特殊土的不良地质特性

最终目的 :提高地基的稳定性和承载能力。

4、地基处理原理和分类

针对软土地基的特点进行相应的处理:浅层承载力不足,可进行置换法处理;针对软土透水性差,采用增加排水途径、缩短排水距离等方法处理,增加承载力;通过加入其他物质,改善土质性能,提高承载力等等。

根据不同的原理,地基处理的方法可大致分为:表层处理法、开挖置换法、排水固结法、灌入固化物 、加筋法、冷热处理法。

(1) 表层处理法

在原软土层顶面通过铺筑一层能改善剪切特性、压缩特性或透水特性的其他材料或土工材料,来提高地基承载力或稳定性的处理方法。

主要有砂垫层法、反压护道法、土工合成材料法。

(3)排水固结法

对天然地基或先在地基中设置砂井(袋装砂井或塑料排水板)等竖向排水体,然后利用路基本身重量分级逐渐加载;或在建筑物建造前在场地上先行加载预压,使土体中的空隙水排出,逐渐固结,地基发生沉降,同时强度逐步提高的方法。

排水固结法包括:加载预压法、超载预压法、砂井法(普通砂井、袋装砂井和塑料排水带法)、真空预压与堆载预压联合作用降低地下水位法。

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(4)灌入固化物

向土体中灌入或拌入水泥、石灰或其他化学固化浆材(水玻璃+氯化钙浆液、纸浆液如重铬酸盐类),在地基中形成增强体,以达到地基处理的目的。

灌入固化物法包括:深层搅拌法、高压喷射注浆法、渗入性灌浆法、劈裂灌浆法、电动化学注浆法。

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