不良地質(zhì)路基基底處理

1、不良地質(zhì)條件下路基基底處理方法姓名：王壹杰班級：道橋1301學(xué)號：201309031036不良地質(zhì)路基處理土木工程建設(shè)中，有時不可避免地遇到工程地質(zhì)條件不良的軟弱土地基，不能滿足建筑物要求，需要先經(jīng)過人工處理加固，再建造基礎(chǔ)，處理后 的地基稱為人工地基。地基處理的目的是針對軟土地基上建造建筑物可能產(chǎn)生的問題，采取人 工的方法改善地基土的工程性質(zhì)，達(dá)到滿足上部結(jié)構(gòu)對地基穩(wěn)定和變形的要 求，這些方法主要包括提高地基土的抗剪強(qiáng)度，增大地 基承載力，防止剪 切破壞或減輕土壓力；改善地基土壓縮特性，減少 沉降和不均勻沉降：改善 其滲透性，加速固結(jié)沉降過程；改善土的動力特性防止液化，減輕振動；消 除或減少

2、特殊土的不良工程特性（如 黃土的濕陷性，膨脹土的膨脹性等）。近幾十年來，大量的土木工程實(shí)踐推動了軟弱土地基處理技術(shù)的迅速發(fā) 展，地基處理的方法多樣化，地基處理的新技術(shù)、新理論不斷 涌現(xiàn)并日趨完 善，地基處理已成為基礎(chǔ)工程領(lǐng)域中一個較有生命力的分枝。根據(jù)地基處理 方法的基本原理，基本上可以分為如表6-1所示的幾類。地基處理方法的分類表6-1物理處理化學(xué)處理熱學(xué)處理置換排水?dāng)D密加筋攪拌灌漿熱加固凍結(jié)但必須指出，很多地基處理方法具有多重加固處理的功能，例如碎石樁具有置換、擠密、排水和加筋的多重功能；而石灰樁則具有擠 密、吸水和置換等功能。地基處理的主要方法、適用范圍及加固原理，參見表6-2 地基處理

3、的主要方法、適用范圍和加固原理表6-2分類方法加固原埋適用范圍換土墊采用開挖后換好土回填的方法；對 于厚各種淺層的軟層法度較小的淤泥質(zhì)土層，亦可采用拋石擠 淤法。地基淺層性能良好 的墊層，與下 臥層形成雙層地基。墊層可有效地擴(kuò)散 基底壓力，提高地基承載力和減少沉降 量。弱土地基置換振沖置利用振沖器在高壓水的作用下邊 振、邊cu20kPa的粘性換法沖，在地基中成孔，在孔內(nèi) 回填碎石料 且振密成碎石樁。碎石 樁柱體與樁間土 形成復(fù)合地基，提高承載力，減少沉降 量土、松散粉土和人工填土、濕陷性黃土地基等強(qiáng)夯置采用強(qiáng)夯時，夯坑內(nèi)回填塊石、碎 石擠淺層軟弱土層換法淤置換的方法，形成碎石墩柱 體，以提高地

4、基承載力和減少沉降量。較薄的地基分類方法加固原埋適用范圍碎石樁法采用沉管法或其他技術(shù)，在軟土中設(shè)置砂或碎石樁柱體，置換后形成復(fù)合地基，可提高地基承載力，降低地基沉降。同時，砂、石柱體在 軟粘土中形成排水通道，加速固結(jié)一般軟土地基石灰樁法在軟弱土中成孔后，填入生石灰或 其他 混合料，形成豎向石灰樁柱體，通過生 石灰的吸水膨脹、放熱以及離子交換作 用改善樁柱體周圍土體的性質(zhì)，形成石 灰樁復(fù)合地基，以 提高地基承載力，減 少沉降量人工填土、軟土地基EPS輕填法發(fā)泡聚苯乙烯（EPS）重度只有土的1/50 1/100，并具有較高的強(qiáng)度 和低壓 縮性，用于填土料，可有效減少作用于 地基的荷載，且根據(jù)需要用

5、于地基的淺 層置換軟弱土地基上的填方工程分類方法加固原埋適用范圍排 水 固 結(jié)加載預(yù)壓法在預(yù)壓荷載作用下，通過一定的預(yù)壓時間，天然地基被壓縮、固結(jié)，地基 土的強(qiáng)度提高，壓縮性降低。在達(dá)到設(shè) 計要求后，卸去預(yù)壓荷載，冉建造上 部結(jié)構(gòu)，以保證地基穩(wěn)定 和變形滿足要 求。當(dāng)天然土層的滲 透性較低時，為了 縮短滲透固結(jié)的 時間，加速固結(jié)速率， 可在地基中設(shè)置豎向排水通道，如砂 井、排水板等。加載預(yù)壓的荷載，一般 有利用建筑物自身荷載、堆載或真空預(yù) 壓等軟土、粉土、雜填土、沖填土等超載預(yù)基本原理同加載預(yù)壓法，但預(yù)壓荷淤泥質(zhì)粘性土壓法載超過上部結(jié)構(gòu)的荷載。一般在保 證地 基穩(wěn)定的前提下，超載預(yù)壓方 法的效

6、果 更好，特別是對降低地基 次固結(jié)沉降十 分有效和粉土方法加固原埋適用范圍強(qiáng)夯法采用重量100 400kN的夯錘，從 高處自由落卜，在強(qiáng)烈的沖擊力和松散碎石土、砂土，低飽和度粉振動力作用下，地基土密實(shí)，可以土和粘性土，濕提高承載力，減少沉降量陷性黃土、雜填土和素填土地基振沖密振沖器的強(qiáng)力振動，使得飽和砂層粘粒含量少于實(shí)法發(fā)生液化，砂粒重新排列，孔隙率 降低；同時，利用振沖器的水平振 沖力，回填碎石料使得砂層擠密， 達(dá)到提高地基承載力，降低沉降的 目的10%的疏松散砂土地基擠密碎施工方法與排水中的碎（砂）石樁松散砂土、雜填（砂）石相同，但是，沉管過程中的排土和土、非飽和粘性樁法振動作用，將樁柱體

7、之間土體擠密，土地基、黃土地并形成碎（砂）石樁柱體復(fù)合地基，基達(dá)到提高地基承載力和減小地基沉降的目的分類振密擠密方法加固原理適用范圍土、灰土 采用沉管等技術(shù)，在地基中成孔，樁法回填土或灰土形成豎向加固體，施工過程中排土和振動作用，擠密土加筋土法體，并形成復(fù)合地基，提高地基承載力，減小沉降量在土體中加入起抗拉作用的筋材，例如土工合成材料、金屬材料等，通過筋土間作用，達(dá)到減小或抵抗土壓 力；調(diào)整基底接觸應(yīng)力的目的?？捎糜?支擋結(jié)構(gòu)或淺層地基處理地下水位以上的濕陷性黃土、雜填土、素填土地基淺層軟弱土地基處理、擋土墻結(jié)構(gòu)錨固法主要有土釘和土錨法，土釘加固作加用依賴于土釘與其周圍土間的相互筋作用；土錨則

8、依賴于錨桿另一端的錨固作用，兩者主要功能是減少或承受水平向作用力邊坡加固，土錨 技術(shù)應(yīng)用中，必 須有可以錨固的土層、巖層或 構(gòu)筑物豎向加在地基中設(shè)置小直徑剛性樁、低等各類軟弱土地固體級混凝土樁等豎向加固體，例如CFG復(fù)合地 樁、二灰混凝土樁等，形成復(fù)合地基、尤其是較深厚的軟土地基基法基，提高地基承載力，減少沉降量分方法加固原埋適用范圍類深層攪?yán)蒙顚訑嚢铏C(jī)械，將固化劑（一飽和軟粘土地拌法般的無機(jī)固化劑為水泥、石灰、粉基，對于有機(jī)質(zhì)煤灰等）在原位與軟弱土攪拌成樁較高的泥炭質(zhì)柱體，可以形成樁柱體復(fù)合地基、土或泥炭、含水格柵狀或連續(xù)墻支擋結(jié)構(gòu)。作為復(fù)量很高的淤泥化合地基，可以提高地基承載力和減和淤泥

9、質(zhì)土，適少變形；作為支擋結(jié)構(gòu)或防滲，可用性宜通過試學(xué)驗(yàn)確定固以用作基坑開挖時，重力式支擋結(jié) 構(gòu)，化或深基坑的止水帷幕。水泥系 深層攪拌法，一般有兩大類方法，即噴漿攪拌法f rrvht hrXxfz、灌漿或有滲入灌漿、劈裂灌漿、壓密灌漿類軟弱土地基，注漿法以及高壓注漿等多種工法，漿液的巖石地基基加種類較多。固，建筑物糾偏等加固處理上述表中的各類地基處理方法，均有各自的特點(diǎn)和作用機(jī)理，在不同的 土類中產(chǎn)生不同的加固效果，并也存在著局限性。地基的工程地質(zhì)條件是 千變?nèi)f化的，工程對地基的要求也是不盡相同的，材料、施工機(jī)具和施工條 件等亦存在顯著差別，沒有哪一種方法是萬能的。因此，對于每一工程必須進(jìn)行綜

10、合考慮，通過方案的比選，選擇一種 技術(shù)可 靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工可行的方案，既可以是單一的地基處理方 法，也可以是 多種方法的綜合處理。除此之外還有化學(xué)固化法 化學(xué)固化法是在軟土地基土中摻入水泥、石灰 等，用噴射、攪拌等方法使與土體充分混合固化；或把一些能固化的化學(xué)漿 液（水泥漿、水 玻璃、氯化鈣溶液等）注入地基土孔隙，以改善地基土的 物理力學(xué)性質(zhì)，達(dá)到加固目的。按加固材料的狀態(tài)可分為粉體類（水泥、 石灰粉 末）和漿液類（水泥漿及其他化學(xué)漿液）。按施工工藝可分為低壓 攪拌 法（粉體噴射攪拌樁、水泥漿攪拌樁）、高壓噴射注漿法（高壓旋噴 樁 等）和膠結(jié)法（灌漿法、硅化法）三類，下面分別予以介紹。一、粉

11、體噴射攪拌（樁）法和水泥漿攪拌（樁）法 深層攪拌法是 用于加固飽和軟粘土地基的一種新穎方法，它是通 過深層攪拌機(jī)械，在地基 深處就地，利用固化劑與軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土 固化成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度 的樁體，其與樁間土組成復(fù)合地基。 固化劑主要采用水泥、石灰等材料，與砂類土或粘性土攪拌均勻，在土中形 成豎向加固體。它對提高軟土地基承載能力，減小地基的沉降量有明顯效 果。當(dāng)采用的固化劑形態(tài)為漿液固化劑時，常稱為水泥漿攪拌樁法，當(dāng)采用 粉狀固化劑時，常稱粉體噴射攪拌（樁）法。這兩者的加固原理、設(shè)計 計算方法和質(zhì)量檢驗(yàn)方法基本一致，但施工工藝有 所不同。（一）粉體噴射攪拌法

12、（粉噴樁法）粉體噴射攪拌法是通過專用的施工機(jī)械，將攪拌鉆頭下沉到預(yù)計孔底 后，用壓縮空氣將固化劑（生石灰或水泥粉體材料）以霧狀噴入加固部位的地基土，憑借鉆頭和葉片旋轉(zhuǎn)使粉體加固料與軟土原位攪拌混合，自下而上 邊攪拌邊噴粉，直到設(shè)計?；覙?biāo)高。為保證質(zhì)量，可再次將攪拌頭下沉至孔 底，重復(fù)攪拌。粉體噴射攪拌法的優(yōu)點(diǎn)是以粉體作為主要加固料，不需向地基注入水 分，因此加固后地基土初期強(qiáng)度高，可以根據(jù)不同土的特性、含 水量、設(shè)計 要求合理選擇加固材料及配合比，對于含水量較大的軟土，加固效果更為顯 著；施工時不需高壓設(shè)備，安全可靠，如嚴(yán)格遵守操 作規(guī)程，可避免對周圍 環(huán)境產(chǎn)生污染、振動等不良影響。缺點(diǎn)是由于

13、目前施工工藝的限制，加固深 度不能過深，一般為8 15m。粉體噴射攪拌法的加固機(jī)理因加固材料的不同而稍有不同，當(dāng)采用石灰 粉體噴攪加固軟粘土，其原理與公路常用的石灰加固土基本相同。石灰與軟 土主要發(fā)生如下作用：石灰的吸水、發(fā)熱、膨脹作用；離子交換作用；碳酸 化作用（化學(xué)膠結(jié)反應(yīng)）；火山灰作用（化學(xué)凝膠作用）以及結(jié)晶作 用。這些作用使土體中水分降低，土顆粒凝聚而形成較大團(tuán)粒，同時土體化 學(xué)反應(yīng)生成復(fù)合的水化物4CaO.Al2d.13H2。和2CaO.AI 2O3.SiO26H2O 等在水中逐漸硬化，而與土顆粒粘結(jié)一起從而提高了地基土的物理力學(xué)性 質(zhì)。當(dāng)采用水泥作為固化劑材料時其加固軟粘土的原理是

14、在加固過程中發(fā)生 水泥的水解和水化反應(yīng)（水泥水化成氫氧化鈣、含水硅酸鈣、含水鋁酸 鈣、及含水鐵鋁酸鈣等化合物，在水中合空氣中逐漸硬化）、粘土顆粒與水 泥水化物的相互作用（水泥水化生成鈣離子與土粒的鈉、鉀離子交換使土粒 形成較大團(tuán)粒的硬 凝反應(yīng)）和碳酸化作用（水泥水化物中游離的氫氧化鈣 吸收二氧化碳生成不溶于水的碳酸鈣）三個過程。這些反應(yīng)使土顆粒形成凝膠體和較大顆粒；顆粒間形成蜂窩狀結(jié)構(gòu)；生成穩(wěn)定的不溶于水的結(jié)晶 化合 物，從而提高軟土強(qiáng)度。水泥漿攪拌法是用回轉(zhuǎn)的攪拌葉將壓入軟土內(nèi)的水泥漿與周圍軟土強(qiáng)制 拌和形成水泥加固體。攪拌機(jī)由電動機(jī)、中心管、輸漿管、攪 拌軸和攪拌頭 組成，并有灰漿攪拌機(jī)、

15、灰漿泵等配套設(shè)備。我國生產(chǎn)的攪拌機(jī)現(xiàn)有單攪頭 和雙攪頭兩種，加固深度達(dá)30m形成的樁柱體直徑60cm80cm雙（攪 頭形成8字形樁柱體）。水泥漿攪拌法加固原理基本和水泥粉噴攪拌樁相同，與粉體噴射攪拌法 相比有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：1.加固深度加深；2.由于將固化劑和原地基軟土就 地攪拌，因而最大限度利用了原土 ； 3.攪拌時不會側(cè)向擠土，環(huán)境效應(yīng)較 ??；施工順序大致為：在深層攪拌機(jī)起吊就位后，攪拌機(jī)先沿導(dǎo)向架切土 下沉；下沉到設(shè)計深度后開啟灰漿泵將制備好的水泥漿壓入地基；邊噴邊旋 轉(zhuǎn)攪拌頭并按設(shè)計確定提升速度，進(jìn)行提升、噴漿、攪拌作業(yè)，使軟土與水 泥漿攪拌均勻，提升到上面設(shè)計標(biāo)高后再次控制速度將攪拌頭

16、攪拌下沉， 到設(shè)計加固深度再攪拌提升出地面。為控制加固體的均勻性和加固質(zhì)量，施 工時應(yīng)嚴(yán)格控制攪拌頭的提升速度， 并保證噴壓階段不出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象加固形成樁柱體強(qiáng)度與加固時所用水泥標(biāo)號、用量、被加固土含水量 等有密切關(guān)系，應(yīng)在施工前通過現(xiàn)場試驗(yàn)取得有關(guān)數(shù)據(jù)，一般用425號水 泥，水泥用量為加固土干容重的2%15%，三個月齡期試塊變形模量可達(dá)75000kPa以上，抗壓強(qiáng)度（15003000） kPa以上（力口固軟土含水量40%100%）。按復(fù)合地基設(shè)計計算加固軟土地基可提高承載力23倍 以上，沉降量減少，穩(wěn)定性也明顯提高，而且施工方便是目前公路、鐵路厚 層軟土地基加固常用技術(shù)措施的一種，也用于深基坑

17、支護(hù)結(jié)構(gòu)、港口碼頭 護(hù)岸等。由于水泥漿與原地基軟土攪拌結(jié)合對周圍建筑物影響很小，施工 無振動噪聲對環(huán)境無污染，更適用于 市政工程。但不適用于含有樹根、石塊 等的軟土層。二、高壓噴射注漿法高壓噴射注漿法60年代后期由日本提出的，我國在70年代開始用于 橋墩、房屋等地基處理。它是利用鉆機(jī)將帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)至土層的 預(yù)定位置后，以20MPa左右的高壓將加固用漿液（一般為水泥漿）從噴 嘴噴射出沖擊土層，土層在高壓噴射流的沖擊力、離心力和重力等作用下； 與漿液攪拌混合，漿液凝固后，便在土中形成一個固結(jié)體。高壓噴射注漿法按噴射方向和形成固體的形狀可分為旋轉(zhuǎn)噴射、定向噴 射和擺動噴射三種。旋轉(zhuǎn)噴射時噴嘴邊噴邊旋轉(zhuǎn)和提升，固結(jié)體呈圓柱 狀，稱為旋噴法，主要用于加固地基；定向噴射噴嘴邊噴邊 提升，噴射定向 的固結(jié)體呈壁狀；擺動噴射固結(jié)體呈扇狀墻，此兩方式常用于基坑防滲和邊 坡穩(wěn)