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堤防工程常用的8種軟土地基處理方法

0154水利工程2021-07-15 10:55:26


 軟土地基是指壓縮層主要由淤泥、淤泥質(zhì)土或其他高壓縮性土構(gòu)成的地基。其承載能力很低,一般不超過50KN/m2。在軟土地基修筑堤防工程,必須解決好四個方面的問題:①地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性問題。②地基的變形問題。③地基的滲漏和溶蝕問題。④地基的振動液化與振沉問題。因此,研究堤防工程軟土地基的特征,提出相應(yīng)的處理措施就十分重要了。

      軟土地基處理是一項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜、難度大的非常規(guī)工程,必須精心組織施工,并注意以下環(huán)節(jié):①進(jìn)行技術(shù)交底和質(zhì)量監(jiān)理。在軟土地基處理開始之前,應(yīng)對施工人員進(jìn)行技術(shù)交底,講明地基處理方法的原理、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量要求。技術(shù)交底最好為示范處理,邊干邊講,效果良好。施工處理中有專人跟班,負(fù)責(zé)質(zhì)量監(jiān)理。②做好監(jiān)測工作。在軟土地基處理施工過程中,應(yīng)有計劃地進(jìn)行監(jiān)測工作,根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)來指導(dǎo)下一階段地基處理工作,提高軟土地基處理技術(shù)水平。③處理效果檢驗(yàn)。在軟土地基處理施工完成后,經(jīng)必要的間隔時間,采用多種手段檢驗(yàn)地基處理的效果,同一地點(diǎn)地基處理前后定量指標(biāo)發(fā)生的變化加以說明,以便指導(dǎo)工程實(shí)施。

       1.堤身自重擠淤法 

       該方法就是通過逐步加高的堤身自重將處于流塑態(tài)的淤泥或淤泥質(zhì)土外擠,并在堤身自重作用下使淤泥或淤泥質(zhì)土中的孔隙水壓力充分消散而增加有效應(yīng)力,從而提高地基的抗剪強(qiáng)度能力。在擠淤過程中為了不致產(chǎn)生不均勻沉陷,施工時應(yīng)放緩堤坡、減慢堤身填筑速度,分期加高。該方法具有節(jié)約投資的優(yōu)點(diǎn)和施工期長的缺點(diǎn)。適用于地基呈流塑態(tài)的淤泥或淤泥質(zhì)土,且工期不太緊的情況。 

       2.拋石擠淤法 

      該方法就是把一定量和粒徑的塊石拋在需要進(jìn)行處理的淤泥或淤泥質(zhì)土地基中,將原基礎(chǔ)處的淤泥或淤泥質(zhì)土擠走,從而達(dá)到加固地基的目的。通常將不易風(fēng)化的石料(尺寸一般不宜小于30cm)拋填于被處理堤基中,拋填方向根據(jù)軟土下臥地層橫坡而定。最后在上面鋪設(shè)反濾層。這種方法施工技術(shù)簡單、投資較省,常用于處理流塑態(tài)的淤泥或淤泥質(zhì)土地基。

       3.墊層法

       墊層法就是把靠近堤防基底的不能滿足設(shè)計要求的軟土挖除,代以人工回填的砂、碎石、石渣等強(qiáng)度高、壓縮性低、透水性好、易壓實(shí)的材料作為持力層。其優(yōu)點(diǎn)是可以就地取材、價格便宜、施工工藝比較簡單。適用于軟土埋深較淺、開挖方量不太大的場地。

       4.預(yù)壓砂井法

       預(yù)壓法是在排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)的相互配合作用下,使地基土中的孔隙水排出,有效應(yīng)力增加達(dá)到硬化固結(jié)的目的。其基本做法如下:先將加固范圍內(nèi)的植被和表土清除,上鋪砂墊層;然后垂直下插塑料排水板,砂墊層中橫向布置排水管,用以改善加固地基的排水條件;再在砂墊層上鋪設(shè)密封膜,用真空泵將密封膜以內(nèi)的地基氣壓抽至80KPa以上。該方法加固時間長,抽真空處理范圍有限,適用于工期要求較寬的淤泥或淤泥質(zhì)土地基處理。流變特性很強(qiáng)的軟粘土、泥炭土不宜采用此法。 

       5.振動水沖法

       振沖法是利用一根類似插入式混凝土振搗器的機(jī)具——振沖器(有上、下兩個噴水口),在振動和沖擊荷載作用下,先在地基中成孔,再在孔內(nèi)分別填入砂、碎石等材料,并分層振實(shí)或夯實(shí),使地基得以加固。用砂樁、碎石加固初始強(qiáng)度不能太低(初始不排水抗剪強(qiáng)度一般要求大于20KPa),對太軟的淤泥或淤泥質(zhì)土不宜采用。 
       石灰樁、二灰樁是在樁孔中灌入新鮮生石灰或在生石灰中摻入適量粉煤灰、火山灰(常稱二灰),并分層擊實(shí)而成樁。它通過生石灰的高吸水性,膨脹后對樁周土的擠密作用,用離子交換作用和空氣中的CO2與水發(fā)生酸化反應(yīng)使被加固地基強(qiáng)度提高。

       6.旋噴法

      旋噴法是利用旋噴機(jī)具造成旋噴樁以提高地基的承載能力,也可以作聯(lián)鎖樁施工或定向噴射成連續(xù)墻用于地基防滲。旋噴樁是將帶有特殊噴嘴的注漿管置于土層預(yù)定深度后提升,噴嘴同時以一定速度旋轉(zhuǎn),高壓噴射水泥固化漿液與土體混合并凝固硬化而成樁。所成樁與被加固土體相比,強(qiáng)度大、壓縮性小。適用于沖填土、軟黏土和粉細(xì)砂地基的加固。對有機(jī)質(zhì)成分較高的地基土加固效果較差,宜慎重對待。而對于塘泥土、泥炭土等有機(jī)成分極高的土層應(yīng)禁用。

       7.強(qiáng)夯法

       強(qiáng)夯法是將80KN的夯錘起吊到6~30m的高度,讓錘自由落下,對土進(jìn)行夯實(shí)。經(jīng)夯實(shí)后的土體孔隙壓縮,同時,夯點(diǎn)周圍產(chǎn)生的裂隙為孔隙水的出逸提供了方便的通道,有利于土的固結(jié),從而提高了土的承載能力,而且夯后地基由建筑物荷載所引起的壓縮變形也將大為減小。強(qiáng)夯法適用于河流沖積層、濱海沉積層黃土、粉土、泥炭、雜填土等各種地基。

       8.土工合成材料加筋加固法

       該法將土工合成材料平鋪于堤防地基表面進(jìn)行地基加大,能使堤防荷載均勻分散到地基中。當(dāng)?shù)鼗赡艹霈F(xiàn)塑性剪切破壞時,土工合成材料將起到阻止破壞面形成或減小破壞發(fā)展范圍的作用,從而達(dá)到提高地基承載力的目的。此土,工合成材料外與地基土之間的相互磨擦將限制地基土的側(cè)向變形,從而增加地基的穩(wěn)定性。

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