王 輝
(河北省衡水市桃城區(qū)公路管理站)
這種方法如反壓護道、鋪設(shè)士工織物。該類方法施工簡便易行,但不適用于高路堤。反壓護道是指在路堤兩側(cè)填筑一定寬度和高度的護道,以防止地基破壞保證路基穩(wěn)定的一種措施。
反壓護道施工簡便,施工中需要控制填土速率,且占地面積多,土方數(shù)量大,僅適用于非耕作區(qū)和取土不困難的地區(qū)。
為了保證護道本身的穩(wěn)定,其高度不能超過極限高度。護道高度宜采用路堤高的1/3~l/2;寬度應(yīng)根據(jù)穩(wěn)定性檢算確定。
如果砂料來源方便,路堤及兩側(cè)反壓護道下可同時設(shè)置砂墊層,以利于地基排水,加速地基固結(jié),增強路基的穩(wěn)定。
反壓護道施工時,應(yīng)與路堤一起按全寬同時填筑,切忌先填路基,后填護道,以免施工中發(fā)生坍塌。
排水固結(jié)法適用于淤泥質(zhì)土、淤泥、沖填土等飽和黏性土地基。飽和軟黏土在荷載作用下,孔隙水慢慢被排出,土的孔隙比減小,孔隙水壓力逐漸消散,有效應(yīng)力提高,土的強度增加。這類方法有排水砂井、塑料排水板和排水砂墊層等。
排水砂井是利用各種打樁機具擊入鋼管,或利用高壓射水、爆破等方法在地基中獲得按一定規(guī)律排列的孔眼(具有一定深度和直徑),灌入中、粗砂而成。由于砂井在飽和軟黏土中起排水通道作用,故稱排水砂井。砂井頂面應(yīng)鋪設(shè)砂墊層或砂溝,以構(gòu)成完整的地基排水系統(tǒng)。
軟土地基設(shè)置砂井后,改善了地基的排水條件,縮短了排水距離,因而地基承受附加荷載后,排水固結(jié)過程顯著加快,進而使地基強度得以提高。用砂井加固軟土地基,對于提高地基承載力是有效的。當路堤較高、軟土層較厚時,用其他方法(如反壓護道)難以滿足路基穩(wěn)定要求時,改用砂井加固能獲得較好的效果。
砂井加固地基時,用砂量大,當砂料來源困難時,造價較高。
排水砂墊層是在路堤底部的地基表而鋪設(shè)一層較薄的砂層,在軟土頂面增加一個排水面,在逐級加荷作用下促使地基土排水固結(jié),提高強度。砂墊層厚度較薄,它對于基底應(yīng)力的分布及沉降量大小無明顯影響,但可加速沉降的發(fā)展,縮短其過程。
砂墊層施工簡易,不需要特殊施工機具,具各砂料即可實施。但需放緩填土施工速度,使地基有充分的時間排水固結(jié),故工期較長。
砂墊層適用于施工期長,路堤高度在極限高度的2倍以內(nèi),軟土表面無滲透性很低的隔水層情況,如果軟土層較薄,底部有透水層,效果會更好。
砂墊層的厚度與路堤高度、軟土層厚度等有關(guān),一般為0.6 ~1.0 m。
人工地基是在軟土地基內(nèi)設(shè)置各種材料制成的樁,構(gòu)成復(fù)合地基,或?qū)⒌乇硭绍浲翆訐Q成性能良好的土料,以提高地基承載力,保證路基穩(wěn)定的一種方法。加固區(qū)是由天然地基土體和增強體兩部分組成,加固區(qū)整體是非均質(zhì)和各向異性的。根據(jù)地基中增強體的方向可分為縱向增強體和橫向增強體復(fù)合地基。縱向增強復(fù)合地基根據(jù)樁材性質(zhì)分為散體材料樁復(fù)合地基和柔性樁復(fù)合地基。復(fù)合地基有兩個共同特點:①復(fù)合地基的非均質(zhì)性和各向異性;②天然地基土體和增強體共同承擔(dān)荷載的作用。
(1)換土。
以人工、機械或爆破等方法將地基軟土挖除,換填上砂、礫或強度較高的黏土等材料分層壓實。此法改善了地基的性質(zhì),效果甚佳。但僅適用于軟土層較薄、其上無覆蓋層的情況。
在液性指數(shù)較大的軟土中,可采用拋石擠淤的措施以強迫換土,施工簡便迅速,效果較好。拋石擠淤一般用于軟土層厚度為3~4 m的情況。
拋填片石的大小視軟土稠度而定,但一般直徑不宜小于0.3 m。拋填時應(yīng)從路堤中部開始,漸次向兩旁展開,以使淤泥擠向兩旁,在片石露出水面后用重型夯磙反復(fù)碾壓,其上鋪設(shè)反濾層,再行填土。
(2)碎石樁。
碎石樁是利用碎石材料做樁料.依靠振動沉管機、水振沖器等在軟土地基層內(nèi)做成的。碎石樁與樁問的土體形成復(fù)合地基,碎石樁對地基起加固、置換作用。由于樁與樁間土的共同作用,提高了地基承載力,降低了土層的壓縮性。碎石樁的直徑較大,常用0.5~1.0 m。樁材一般用末風(fēng)化的干凈礫石或軋制碎石,粒徑直為20~50 mm,含泥量不大于10%。
(3)加固土樁。
加固土樁是利用某種專用機械將軟土地基內(nèi)局部范圍的軟土主體用無機結(jié)合料加固、穩(wěn)定,使樁體與樁間的軟土形成復(fù)合地基。改良后的加固土樁起置換作用和應(yīng)力集中效應(yīng),減少了地基的總沉降。加固士樁可采用水泥、生石灰和粉煤灰等材料。
(4)水泥土攪拌樁。
水泥土攪拌樁法是利用水泥(或水泥石灰拌和物)等材料作為固化劑,與軟土地基攪拌、混合,由固化劑和軟土間產(chǎn)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng),使軟土硬結(jié)成具有整體性、堅硬性和水穩(wěn)定性的生成物。從而提高了地基強度和增大了變形模量。因該法在土中摻入了水泥,對土進行了改性,其強度主要受工程地質(zhì)條件及水泥摻入量兩個因素控制。當?shù)刭|(zhì)條件一定時,水泥土的抗壓強度基本隨水泥摻入量的增大而提高。水泥土在土建工程的地基處理中,按施工方法分為水泥漿攪拌法(漿噴)和粉體噴射攪拌法(粉噴)兩種??筛鶕?jù)土質(zhì)及厚度選擇采用合適的方法。粉噴適用于處理深度不大于15 m、含水量一般在30% ~60%的淤泥、淤泥質(zhì)土、軟黏性土及粉土等:漿噴處理深度不宜大于20 m。
(5)水泥粉煤灰碎石(CFG)樁。
水泥粉煤灰碎石樁是在碎石樁基礎(chǔ)上加進一些石屑、粉煤灰和少量水泥,加水拌和,用振動沉管打樁機等機具制成的一種具有一定黏結(jié)強度的樁,樁與樁之間通過褥墊層形成復(fù)合地基CFG樁適用于處理軟黏性土,對淤泥質(zhì)土應(yīng)按地區(qū)經(jīng)驗或通過現(xiàn)場試驗確定其適用性,處理深度不宜大于25 m。