公路工程软土地基处理

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1、目录目录目录2内容提要3关键词41绪论41 . 1软土的概念及危害41 . 2本论文研究的主要内容52 软土地基的特性53 软土地基的处理方法53 . 1袋装砂井法处理公路软土地基53 . 2塑料排水板法处理公路软土路基63 . 3钢渣加固桩处理软土地基63 . 4喷射桩处理公路软土地基63 . 5挤密桩处理公路软土地基73 . 6换填法处理软土地基83 . 7土工合成材料法处理公路软土地基93 . 8固化剂法处理公路软土地基93 . 9强夯法处理公路软土地基104结语105参考文献11论公路工程软土地基处理论公路工程软土地基处理内容提要内容提要：近 2 0年来，在高等级公路建设中，对软土地基

2、处理问题已成为影响工程造价和道路使用质量的突出矛盾之一。 解决这一问题的关键是在正确认识软土地基的性质与危害性基础上， 借鉴已有成果和资料， 结合工程现场实际，合理选择一种或几种组合的处理方法，使处理后的路基满足建设工程各项要求。本文就软土地基对公路工程带来的危害进行了分析， 针对其危害简述软土地基处理方法，略一介绍处理方法的运用，主要包括各种常用处理方法的特点、施工工艺等。关键词关键词：软土；袋装砂井法；塑料排水板法；钢渣加固桩法；粉喷桩法；挤密桩法；换填法；土工合成材料法；固化剂法；强夯法11绪论绪论1 . 11 . 1软土的概念及危害软土的概念及危害我国幅员辽阔，地质情况复杂多变，其中软

3、土在我国分布广泛，主要分布在沿海地区、珠江三角洲和韩江三角洲。给公路工程建设和人工构造物带来较大的影响和隐患，成为公路工程关键问题之一。道路选线应尽可能避开软土地区，但有时不得不将路线选在明知是相当软弱的软土地基地区。在软土地基修建公路，高路堤存在稳定性差和过大的变形沉降，而低路堤在交通荷载作用下，常使道路沉降变形，严重影响道路的质量和使用，由此造成的经济损失是巨大的。因此，软土地基上修建公路，特别是高等级公路，地基的处理和路基工程的施工，不但在勘察、 设计、 施工阶段， 而且在养护期间， 都要比一般路基工程地段难度更大，考虑的因素更全面、更慎重。软土是指在滨海、湖泊、谷地、河滩上沉积的天然含

4、水量高、孔隙比大、压缩性强、抗剪强度和承载力低的软塑到流塑状态的细粒土，如淤泥和淤泥质土，以及其他高压缩性饱和粘性土、粉土等。软土孔隙比大，含水量高，压缩性大，渗透系数小，凝聚力小，承载力低。1 .1 . 22本论文研究的主要内容本论文研究的主要内容本论文从软土的基本性质出发， 主要针对公路工程软土地基特征制定处理方法。同时就软土地基对公路工程带来的危害进行了分析，针对其危害简述软土地基处理方法，略一介绍处理方法的运用，主要包括各种常用处理方法的特点、施工工艺等。22 软土地基的特性软土地基的特性天然软土的的颜色以深灰色为主， 粒度成分以细颗粒为主， 有机质含量较高，当受到震动或扰动时，其结构

5、连接受到破坏，强度迅速降低，变成稀释状态，极易产生侧向滑动、挤出等现象。软土的矿物成分、有机质含量、微结构与工程性质，密切相关。高含水量、高压缩性、低强度和固结速度等的特性都直接受制于土的矿物成分和微结构。33 软土地基的处理方法软土地基的处理方法3 . 13 . 1袋装砂袋装砂井法处理公路软土地基井法处理公路软土地基袋装砂井是近年来竖向排水井工艺的发展，是砂井排水法的延续。袋装砂井是将散体砂装入用化纤纺织物做成的细长袋子内置于软土中作为竖向排水体的一种方法。由于它可以做成很细的形状，通常为 7 1 2 c m，同时，根据? 细而密?的原则，能将井间距大大缩小，加快排水固结时间，是一种有效、简

6、单而又普遍的软基处理方法，因此在公路、机场、堤防、铁路、码头等工程中得到了广泛的应用。另一方面，由于装砂的砂袋通常有化纤纺织物制成，它具有较大的拉伸强度，工程在施工加荷时竖向砂袋正好处在与土体滑动带相交位置，它能起到竖向加筋和抗滑作用，对土体的稳定较为有利。施工工艺流程为： 排除地表水整平原地面铺设下垫砂层测设放样机具定位打入套管沉入砂袋拔出套管机具移位埋砂袋头铺设上层砂垫层。3 . 23 . 2塑料排水板法处理公路软土路基塑料排水板法处理公路软土路基随着塑料工业的发展和科技的进步，在软基处理过程中，出现了一种代替袋装砂井的新材料，即塑料排水板。塑料排水板的作用与原理和袋装砂井相同，设计时可将

7、塑料排水板的断面换算成相当直径的袋装砂井。与袋装砂井法相比，塑料排水板法具有插板机械轻、效率高、对土扰动小、造价低等优点，因此，近几年来在公路、铁路、水电、港口、机场、建筑等工程中得到了广泛的应用。施工工艺如下：平整场地、挖排水沟铺下层垫砂层稳压放样机具就位塑料排水板穿靴插入套管拔出套管割断排水板检查并记录板位等情况机具移位铺设上层砂垫层。3 . 33 . 3钢渣加固桩处理软土地基钢渣加固桩处理软土地基钢渣桩是使用不同的方法将钢渣灌入地基成桩， 用以提高地基承载力和减少沉降的方法。钢渣桩地基加固法是利用制桩过程中对桩周土的振密、挤压和桩体材料的吸水、膨胀以及与桩周土的离子交换、硬凝反应等作用，

8、改善桩周土的物理力学性质，并与桩周土一起共同构成复合地基。钢渣桩施工机具简单、操作方便、无污染、材料廉价，在钢渣量多、运输方便的地方使用不失为一种较好的选择。钢渣桩加固地基适用面广，加固效果快，加固方法简单，加固工期短，不需要预压荷载、 加固后的地基其承载力可为原地基承载力的 2倍以上， 压缩摸量可为原地基的 3倍以上。施工工艺： 平整场地处压放样桩机就位振动沉管投料振动拔管继续投料反插复打、扩桩、挤密成桩。3 . 43 . 4喷射桩处理公路软土地基喷射桩处理公路软土地基粉喷桩属于深层搅拌法加固地基方法的一种形式，也叫加固土桩。深层搅拌法是加固饱和软粘土地基的一种新颖方法，它是利用水泥、石灰等

9、材料作为固化剂的主剂，通过特质的搅拌机械就地将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理? 化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基。粉喷桩就是采用粉体状固化剂来进行软基搅拌处理的方法。深层搅拌法具有施工工期短、无公害、施工过程无噪音、不排污、对相邻建筑物无不利影响等优点。适合于加固各种成因的饱和软粘土。施工程序： 整平原地面钻机定位钻杆下沉钻进上提喷粉强制搅拌复拌提杆出孔钻机移位。3 . 53 . 5挤密桩处理公路软土地基挤密桩处理公路软土地基 土( 灰土) 挤密桩处理软弱地基挤密桩复合地基是以生石灰为主要材料, 掺加砂子、碎石等骨料后经机械夯实形成的一

10、种复合地基。它的作用机理是：生石灰吸水消解经化学反应后膨胀，桩间土脱水，桩周围的土被挤压后土壤密实度逐渐增大，使地基强度提高，从而达到了满足工程要求的地基承载力。挤密桩复合地基主要用于处理软弱地基，使处理后的地基变成由桩和桩间土共同受力的复合地基，以提高地基承载力，减少建筑物沉降，特别是避免建筑物不均匀沉降。土（灰土）桩挤密法适用于处理加固地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土以及含水率较大的软弱地基。或者是地下水位较高的各种人工回填土、轻亚粘土软弱层、 粉砂软层等软塑土和流塑状软土地基， 宜用挤密桩加固。 经土 （灰土）桩挤密法处理后的地基，持力层范围内土的变形减少，承载力可提高 1 2

11、. 5倍，并可消除填土及湿陷性黄土的湿陷性。 碎石挤密桩处理软土地基碎石挤密桩加固软弱地基主要是利用夯捶的垂直夯击填入孔中的碎石， 夯击能量通过碎石向孔底及四周传递，将孔底及桩周围的土挤密，并有一些碎石挤入碎石桩四周的软土中， 形成碎石桩的同时， 桩周也形成一个与碎石胶结的挤密带，提高原有地基的承载力， 碎石桩与桩间地基土形成复合地基， 共同承担上部荷载。碎石挤密桩法加固砂土、粉土地基，可以使地基的承载力增加，沉降量减少，防止地震液化的发生，同时亦可用于增大软弱粘性土的整体稳定性。近年来，在处理高等级公路液化砂土地基方面，碎石挤密桩得到了广泛应用。碎石挤密桩是通过成桩过程中对周围砂土、粉土层的

12、挤密、振密作用和靠碎石的压入获得加固效果，是砂土、粉土地基的密实度增加，孔隙比减小，承载力增大；同时设置的碎石挤密桩增强体，本身又是一个良好的排水通道，它的存在不仅有利于砂土、粉土地基中超空隙水压力的消散，有效地增强土体的抗液化能力，而且在荷载的作用下，碎石挤密桩增强体又与砂土、粉土地基共同承担荷载作用，即形成碎石挤密桩复合地基。碎石挤密桩复合地基适用于挤密松散砂土、粉土、素填土和杂填土等地基。振动碎石挤密桩的施工工艺是： （1 ）在地面上把套管的位置确定好； （2 ）开动振动机把套管沉入土中， 如遇到坚硬难沉的土层， 可辅以喷气或射水沉入；（3 ）把套管沉到设计深度； （4 ）套管入土后，挤

13、密了套管周围土体，然后将料斗插入桩管，向管内灌一定量的碎石； （5 ）再将套管提升到规定的高度，套管内的碎石被压缩空气从套管内压出； （6 ）继后又将套管沉入规定的深度，并加以振动，使排出的碎石振密， 于是碎石再一次挤压周围的土体；（7 ） 再一次灌碎石于套管内，把套管提升到规定的高度； （8 ）将（4 ） （7 ）工序重复多次，一直打到地面就成为碎石挤密桩。3 . 63 . 6换填法处理软土地基换填法处理软土地基 换填法换填法是浅层软土地基的处理方法。 其方法是将基础底面以下不太深的处理范围内的软弱土层挖去，然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定好、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、矿渣

14、等材料分层换填，同时用人工或机械方法进行表层压、夯、振动等密实处理至满足工程要求的全过程。经换填法处理的地基或垫层，可以把上部荷载扩散传至下面的下卧层，以满足上部建筑所需的地基承载力和减少沉降量的要求。当垫层下面有较软土层时，也可以加速软弱土层的排水固结和强度的提高。 挤淤置换法挤淤置换法是借助换填材料的自重或利用其它外力使软弱层遭受破坏后被强制挤出而进行的换填处理。根据工程实践，挤淤置换处理地基适用于厚度在1 0 m内的流动性大、基本无硬壳的大面积流塑状淤泥地基。挤淤置换地基常用方法：压载法、振动挤淤、强夯挤淤、爆破挤淤、卸载挤淤。 褥垫法近年来， 褥垫法是在处理山区不均匀岩土地基中常采用的

15、简便易行而又较为可靠的处理方法。主要用于处理局部岩层露出而又部分为土层的地基。褥垫的作用在于合理地调整地基的压缩性。褥垫法用于改造压缩性较低的地基，使其与压缩性较高的地基相适应。做到调整岩土连接部位地基的相对变形，避免由于该处应力集中而使建筑物墙体出现裂缝，遭受破坏。褥垫法施工的一般方法： （1 ）挖出露在基底的岩石，凿去一定的厚度，基岩应凿成斜面，基槽要大于基础宽度，并在基础周围与岩石之间涂上沥青； （2 ）回填可压缩性材料，并分层夯实； （3 ）褥垫的厚度应根据需要调整的沉降量确定，一般不进行计算，可在 3 0 5 0 c m之间选用，但必须注意地基的过大变形。3 . 73 . 7土工合土

16、工合成材料成材料法法处理公路软土地基处理公路软土地基土工合成材料是以人工合成的聚化物为原料制成的各种类型产品。 可置于岩土或其它工程结构内部、表面或各结构层之间，具有过滤、防渗、隔离、排水、加筋和防护等多种功能，发挥加强、保护岩土或其它结构功能的一种新型岩土工程材料。土工合成材料可分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料等类型。施工要点： （1 ）施工准备； （2 ）铺设土工织物； （3 ）连接土工织物； （4 ）铺放上部材料； （5 ）压实。3 . 83 . 8固化剂法固化剂法处理公路软土地基处理公路软土地基土壤固化剂是利用外掺剂对土体进行化学处理来改变土壤的组成和土体的工程性质，从而达到提高土质强度、改善土质压实性的目的。当固化剂与粘土拌合后，在水的影响下，通过各种化学反应使混合集料形成链状和网状结构，从而实现稳定固化土壤的作用。固化剂中可溶性无机盐具有催化水反应能力，同时又是碱性刺激剂，在它的激发下，反应产生的新生态物质具有相当高的活性和分散性，容易相互胶结，因而提