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路基加固
路基加固是保證路基強度和穩定性的重要措施之一,加固的方法主要包括排水固結法、膠接法、加筋法、置換法、擠密法,下面是具體介紹。
一、路基加固是什么意思
在公路路基建設過程中,由于天然狀態下的路基填料結構松散,強度與穩定性都較差,再加上某些路段處于軟土地基上,致使公路路基很難滿足道路行車荷載和自然環境作用的要求,這就必然要求對路基予以人工再次壓實,即進行必要的加固處理工程,以保證路基的強度與穩定性指標符合設計、規范的要求。路基加固工程的主要工程是支撐天然邊坡或人工邊坡以保持土體穩定或加強路基強度和穩定性,以及防護邊坡在水溫變化條件下免遭破壞。
按路基加固的不同部位,可分為坡面防護加固、邊坡支擋、濕弱地基加固三種類型。
坡面防護加固是指路基防護中均有加固作用;
邊坡支擋則包括含有擋土墻、護面墻、護肩墻、護坡、護腳墻的路基邊坡支擋,以及含有支垛護腳、浸水墻、石籠、拋石、駁岸、護坡的堤岸支擋;
濕弱地基加固包括擠密、換填土、排水固結、輾壓密實、化學固結。
二、路基加固的方法
1、排水固結法
包括真空預壓法、堆載預壓法、電滲排水法等幾種,此法是在公路施工之前,通過布置垂直排水井,并采取堆載或抽真空、抽水、電滲等方法,改善路基土層的排水條件,來使路基加速固結,提前完成沉降,提高地基土的穩定性。這種方法適用于處理厚度較大和飽和的軟土、充填土地基,但須有足夠的預壓的荷載及時間。
2、膠接法
(1)水泥攪拌樁。包括粉體噴射攪拌法和深層攪拌法兩種,前者是利用粉噴機,將水泥粉等干粉直接與地基土在原位拌和,后者是利用深層攪拌機,將水泥漿與地基土在原位拌和。最后形成一個個柱狀水泥土體,使得路基的整體承載力增強,后期沉降減少。此法適用于淤泥、淤泥質土、含水量較高、地基承載力小的粘性土等軟土地基。
(2)高壓噴射注漿法。借助鉆機將注漿管鉆到設計深度的土層,漿液經高壓從注漿管噴嘴噴出,高壓沖擊土體并與其充分混合,最后在土層中形成固結體。高壓噴射注漿法適用于淤泥、淤泥質土、粘性土、砂土、黃土、碎石土及人工填土等地基,尤其適用于軟弱地基的加固;但在地下水流速較大或涌水工程以及對水泥侵蝕較嚴重的地基中慎用。
(3)灌漿法。向軟土路基中注入水泥漿液或化學漿液,使土粒膠結,增加路基的穩定性,提高承載力,減少沉降,并防止滲水。適用于處理淤泥、淤泥質土、粉土和含水量較高的粘性土等地基。
(4)水泥土夯實樁。以人工事先開挖深孔,并將攪拌好的水泥漿倒入孔中,再以夯錘夯實,通過膠結作用形成樁體。對于高于地下水位的素填土、淤泥質土和粉土等較適用。
3、加筋法
(1)加筋土。通過帶狀拉筋與填土的摩擦力來平衡,減小作用于擋土墻的土壓力。這種方法適用于人工填土、橋臺、砂土的路堤、水壩等。
(2)樹根樁。利用就地灌注的小直徑灌注樁,與土體構成復合地基,增加地基的穩定性,提高地基整體承載力,減少沉降。適用于各類土,主要用于穩定土坡、支擋結構物。
(3)土工織物。在路堤內鋪設土工織物、鋼帶、尼龍網等作為拉筋,借助其強度、韌性等力學特性,與土體構成各種復合土工結構,使土中應力得以擴散,土體的剛度和抗拉強度都得到大幅提高。適用于砂土、粘性土和軟土的加固,也可用作反濾、排水和隔離的材料。
(4)錨固法。將受拉桿件錨固在邊坡土中,使其錨固力,承受由于土壓力、水壓力或風力所施加在公路路堤邊坡的推力,維持路基邊坡的穩定性。適用于可靠錨固的土層或巖層;對于液限大于50%的粘性土,有機質含量較高的土層均不可作永久性錨固地層。
4、置換法、擠密法
(1)振沖置換法。在軟弱粘土地基中利用振沖器或沉樁機進行成孔,并分批將碎石等硬質材料填入孔內制成樁體,與原地基構成復合地基,使得地基整體承載力得到較大提高(可使天然地基承載力提高20%~60%左右)。此法適用于不排水剪切強度為20~50kPa的飽和黃土、飽和軟粘土和沖填土。
(2)鋼渣樁。用振動打樁成孔灌注工藝,分批將廢鋼渣投入孔內并振密成樁,與原地基構成復合地基,提高地基穩定性,減少沉降。適用于淤泥、淤泥質土、飽和及非飽和的粘性土、粉土。
(3)CFG樁。利用振動打樁機擊沉直徑300~400mm的樁管,將碎石、粉煤灰、水泥和水拌和后形成半剛性的樁體,并可通過調整水泥摻量來調節樁體強度,CFG樁與樁間土通過褥墊層一起構成復合地基,提高路基整體承載力,大約可使天然地基承載力提高70%以上。適用于淤泥、淤泥質土、雜填土、粘性土和粉土。
(4)石灰樁。在打樁機成孔過程中,沉管對周圍土體產生一定的擠密作用,并投入新鮮的生石灰,其對周圍土體有一定的脫水作用,從而使土體固結。石灰與土體發生一系列的物理、化學反應,樁間土硬殼層與樁身組成變形模量較大的樁體,置換部分軟土,構成復合地基,提高地基強度。此法不適合在地下水位以下的滲透系數較大的土層中采用,適用于滲透系數適中的軟粘土、雜填土、膨脹土和濕陷性黃土。
(5)強夯法。將80~300kN的重錘從8~20m的高處落下,利用其產生的沖擊能來夯擊地基土,使地基土得到夯實。該法最大處理深度達40m,適用于碎石土、砂土、濕陷性黃土、雜填土、素填土和低飽和度的粉土與粘性土。
(6)強夯置換。將重錘從10多米的高空落下,在地面擊出直壁夯坑,倒入置換材料并連續夯擊,最終形成一定直徑的碎石樁體,與周圍士體形成復合地基。此法一般用于3~6m的淺層飽和軟土的加固處理。
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