道路特殊地基处理方法总结
道路及与道路相关管线特殊地基处理方法探讨
特殊土主要包括软土、黄土、盐渍土、膨胀土、红黏土和冻土等。它们各自具有一些特殊的成分、结构和性质,如软土的高压缩性、黄土的湿陷性、盐渍土的融陷和腐蚀性、膨胀土的胀缩性、冻土的冻胀变形等。当其作为路基时,如果不注意这些特点,就会造成事故。为保证路基安全和正常使用,应根据其特点和工程要求,因地制宜,综合治理。
1.软土基础处理
软土为天然孔隙比大于或等于1.0,天然含水量大于液限,并且具有灵敏结构性的细粒土。其包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。软土多为静水或缓慢流水环境中沉积,并经生物化学作用形成,其成因类型主要有滨海环境沉积、海陆过渡环境沉积(三角洲沉积)、河流环境沉积、湖泊环境沉积和沼泽环境沉积等。
常见的软土路基处理措施有:换土、反压护道、铺设土工
织物、排水砂垫层、塑料排水板、袋装砂井、抛石挤淤、粉喷
桩、挤密桩、CFG桩等。
1.换土:用人工、机械或爆破方法将路基软土挖除、换填强
度较高的粘性土或砂、砾石、碎石等渗水材料,改变了基底土
的性质,效果良好。适用于软土层较薄、上部无硬土覆盖的情
况。
2.抛石挤淤:通过向流塑状高灵敏度的淤泥表面大量抛填土
石填料,依靠填料的自重,挤开淤泥,强制置换饱和软土地基
的地基处理法。当软土的液性指数较大,水不易抽干时,可采
用该的方法。
3.排水砂垫层:在路堤底部地面上铺设一层较薄的砂垫层,
其作用为在软土顶面增加一个排水面。在填土过程中,土中渗
出的水就可从垫层中排出,加速地基固结,提高软土强度,增
强路基稳定。
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4.铺设土工织物:在路堤与基底间铺设一层或多层的土工
聚合物,可以起到加筋、垫层和反滤等作用。土工织物的主要
材料是聚脂、聚丙烯、聚酰胺等高分子化合物的合成纤维。
5.反压护道:在路堤的两侧填筑适当高度(一般低于极限
高度)与宽度的护道,在护道荷重作用下,形成反向力矩平衡
路堤填土的滑动力矩,从而保证路堤稳定,因护道起反压作用,
故此得名。
6.塑料板排水法:将预制带状塑料板用插板机将其竖直插
入土中,形成类似砂井的排水通道,再在地面施加荷载预压。
使孔隙水沿塑料板的通道逸出,从而加固地基土的方法。
7.袋装砂井:在合成纤维编织袋内充填中、粗砂构成的砂
袋,装入地基孔内,以加速地基排水固结,加固原理与设计方
法与砂井相同。袋装砂井的直径按排水及施工工艺要求确定,
一般采用7-12cm。
8.CFG桩:桩体中加入水泥和粉煤灰形成了高黏结强度
的桩,改善了碎石桩的刚性,不仅能很好地发挥全桩的侧摩阻
作用,也能很好地发挥其端阻作用,CGF桩和桩间土、垫层
一起形成复合地基。
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2.黄土基础处理
湿陷性是黄土最主要的工程特性。黄土在一定压力作用下受水浸湿,土结构迅速破坏而发生显著附加下沉,称湿陷性黄土。湿陷性黄土又分为非自重湿陷性黄土和自重湿陷性黄土。
由于黄土特有的性质和黄土类型复杂,黄土地区的路基工程具有以下特点:
1.黄土地貌有其独特的形态,黄土地区路基常多高填深挖,工程数量浩大。
2.黄土路堑边坡容易产生变形。
3.黄土高路堤容易产生下沉。
4.黄土路堤边坡在雨水作用下容易产生冲蚀。
5.由于黄土具古有垂直节理、多孔隙及含丰富的易溶盐,使黄土产生陷穴。
水和一定的压力是黄土产生湿陷变形的必备条件。因此处理黄土路基也就产生了两种思路:防水和路基处理(消除湿陷性)。
1.隔水墙:主要起隔水作用,防止水渗入地
基土层,引起地基湿陷,为湿陷地基处理的一种
辅助方法,但也是一种行之有效方法。一般开挖
宽1米,深2~3米的基坑,采用灰土回填夯实或
铺设隔水土工布后素土回填夯实。
2.强夯:一般采用100~200KN重锤、10~20m
落距夯实地基,可消除4~8米深度内黄土的湿陷,
提高黄土地基的承载力。
3.换填(浅层处治):先将基底湿陷性黄土挖
出,并用挖出的黄土与石灰拌匀,在最佳含水量
时分层摊铺、压实至设计压实度。
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3.膨胀土基础处理
膨胀土是指粘粒成分主要由亲水性矿物(粘土矿物)组成,同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性的粘性土。
膨胀土的膨胀-收缩-再膨胀的往复变形特性非常显著。建造在膨胀土地基上的道路,随季节气候变化会反复不断地产生不均匀的抬升和下沉,而使路基破坏。
膨胀土路基病害主要有深陷变形、滑坡、溜塌、纵裂、边坡坍滑等几种。 膨胀土路基处理和防治措施有以下几种。
1.膨胀土改良:改变膨胀土的亲水性、热敏性和胀缩性的方
法,包括机械改良法(又称夯实法)、物理改良法及化学改良法。
但耗资大、施工机械要求高、工期长。
2.设置护坡:包含骨架护坡、片石护坡、植被护坡、挡土墙
护坡、水泥土护坡等。膨胀土边坡不宜采取单一的防护措施,
且植被防护与工程防护相结合防护效果好。
3.抗滑桩加固:在路基两侧采用单排或双排预制桩,并在桩
体间加设冠梁、横向支撑等多种结构措施,以增强路基整体性
和抗滑稳定性,提高支挡效果。
4.重力式挡土墙:工程实践表明,膨胀土地区挡土墙的破坏
模式通常在墙体上部被剪断,因此,膨胀土地区在设计路基挡
土墙时,应考虑膨胀力的作用。