魏三樂
(中國市政工程中南設(shè)計研究總院有限公司上海分院,上海 200000)
(1)礫石砂墊層處理:礫石砂墊層一般適用于軟土層不厚,排水條件較好的地段。淺層處理方法:礫石砂墊層一般厚度為10至20公分,如果某些地段因土層薄厚不均而出現(xiàn)凹凸不平,也可以適當(dāng)增加墊層的厚度,也可以使用大粒徑的砂礫來填充。礫石砂墊層可以有效增加排水,使軟基在車輛的荷載作用下加快排水而凝結(jié),從而快速增強(qiáng)軟土層的強(qiáng)度。在鋪設(shè)墊層時,應(yīng)選用潔凈、盡量干燥的粗砂,含泥量小于4%,一般以粒徑在6公分以下的天然級配砂礫效果最好,施工過程中適當(dāng)灑水,然后逐層壓實(shí)。
(2)土工織物:土工織物是道路工程建設(shè)中的一種常見材料,是由聚合物編織而成的纖維類制品的總稱,具有抗拉、耐久、三維透水、抗腐蝕性等特性,土工織物與其它排水材料共同構(gòu)成的復(fù)合地基,可加速軟土地基的排水固結(jié)。
(3)換填法。換填法適用于軟基不深、范圍不廣的地段軟基處理,首先將軟土全部挖除,然后換填強(qiáng)度較高、滲透性較好的砂礫石、碎石等材料,再用人工或機(jī)械方法進(jìn)行碾壓。
(4)工程實(shí)例。昆山市星輝路(高鼎路~瓦浦路)某段,天然含水量為35%,表層為軟粘土。在軟基處理過程中對用土工織物+20cm碎石與直接鋪筑15cm+15cm碎石墊層進(jìn)行對比。
對比結(jié)果:對于直接鋪筑30cm碎石墊層的路段,在用壓路機(jī)碾壓時則出現(xiàn)了較大的車轍。車轍深度大約為10cm,而用土工織物+20cm碎石經(jīng)碾壓后車轍深度分別為4cm和6cm。填平車轍后繼續(xù)進(jìn)行碾壓,鋪設(shè)土工織物路段的車轍深度并沒有明顯變化,而未鋪設(shè)土工織物的路段車轍深度明顯加深,說明土工織物在軟基處理中起到了較好的效果。
(1)排水固結(jié)法:排水固結(jié)法是對天然地基,或先在地基中設(shè)置砂井(袋裝砂井或塑料排水帶)等豎向排水體,然后利用路堤本身重量分級逐漸加載;或在建筑物建造前在場地上先行加載預(yù)壓,使土體中的孔隙水排出,逐漸固結(jié),地基發(fā)生沉降,同時強(qiáng)度逐步提高的方法。
(2)袋裝砂井::袋裝砂井是用透水型土工織物長袋裝砂礫石,設(shè)置在軟土地基中形成排水砂柱,以加速軟土排水固結(jié)的地基處理方法。該法用于淤泥固結(jié)排水、堆荷預(yù)壓,使沉降均勻。但堆荷預(yù)壓,既費(fèi)時又費(fèi)工,一般在袋裝砂井之后,即開始施工,利用構(gòu)造物自重預(yù)壓固結(jié),沉降量仍不減少。
裝砂的砂袋由化纖紡織作成,抗拉伸強(qiáng)度較大,施工加荷載時豎向砂袋正好處于土體滑動帶相交位置,能起到豎向加筋和抗滑作用,對土體的穩(wěn)定較為有利。
影響加固效果的主要原因是砂井的間距而不是直徑,如果袋裝砂井的直徑為7-10cm時,間距一般在1.0-2.0m布設(shè)。
(3)塑料排水板:亦稱塑料排水帶,有波浪型、口琴型等多種形狀。中間是擠出成型的塑料芯板,是排水帶的骨架和通道,其斷面呈并聯(lián)十字,兩面以非織造土工織物包裹作濾層,芯帶起支撐作用并將濾層滲進(jìn)來的水向上排出,是淤泥、淤質(zhì)土、沖填土等飽和粘性及雜填土運(yùn)用排水固結(jié)法進(jìn)行軟基處理的良好垂直通道,大大縮短軟土固結(jié)時間。塑料排水板用插板機(jī)插入軟土地基,在上部預(yù)壓荷載作用下,軟土地基中空隙水由塑料排水板排到上部鋪墊的砂層或水平塑料排水管中,由其他地方排出,加速軟基固結(jié)。在軟土地基處理中,塑料排水板的作用設(shè)計,施工設(shè)備基本與袋砂井相同。
塑料排水板與袋裝砂井法相比,塑料排水板的作用原理與袋裝砂井法相同,施工方法也基本相同。但是塑料排水板具有速度快、效率高、施工機(jī)械輕便,對軟土地基擾動較小,抗折能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),可以單獨(dú)使用,但一般以結(jié)合砂墊層或其他方法一起使用。
軟土就地加固是基于最大限度地利用原土,經(jīng)過適當(dāng)?shù)母男院笞鳛榈鼗猿惺芟鄳?yīng)的外力。常見的加固方法有脫水、壓密、加筋、固化等幾類。
通過特制的深層攪拌機(jī)械,在地基中就地將軟粘土和固化劑(多數(shù)用水泥漿)強(qiáng)制拌和,使軟粘土固結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和足夠強(qiáng)度的地基土。根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的要求,可對軟土地基進(jìn)行柱狀、壁狀和塊狀等不同形式的加固。
深層攪拌法形成的復(fù)合地基特點(diǎn):樁體越長,間距越小,處理效果越好,攪拌法處理過的軟基固結(jié)緩慢,軟土的固結(jié)度小,復(fù)合路基的側(cè)向變形小。
粉噴樁和水泥攪拌樁都是較常見的深層攪拌法加固地基方法,加固性質(zhì)大體一樣,施工所用機(jī)械設(shè)備基本相同一樣,施工工藝略有區(qū)別:例如粉噴樁是把固體的加固劑例如水泥和土或是一定的外加劑利用一定的噴氣壓力送進(jìn)鉆孔內(nèi)于原地基土攪拌一塊;而深層水泥攪拌樁是多在攪拌前多加水,就是先把水泥和水按一定的水灰比先攪拌成水泥漿再利用一定的噴漿壓力送進(jìn)鉆孔內(nèi)與原狀土一塊攪拌加固,因此粉噴樁適合于加固各種成因的飽和軟粘土,中國常用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高的粘性土。
軟基處理在道路路基施工中占有相當(dāng)重要的作用,施工前必須對當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況熟悉,地質(zhì)勘察應(yīng)盡量詳細(xì)準(zhǔn)確,在分析路基沉降、側(cè)向位移的過程中應(yīng)當(dāng)以數(shù)據(jù)說話。路基的好壞,直接關(guān)系到路面上層結(jié)構(gòu)的施工,以及以后通車的行駛狀況,所以,選對軟基處理的方法在路基施工中很重要。