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3.2抛石挤淤法
抛石挤淤法就是把一定量和粒径的块石抛在需进行处理的淤泥或淤泥质土地基中,将原基础处的淤泥或淤泥质土挤走,从而达到加固地基的目的。一般按以下程序进行:将不易风化的石料(尺寸一般不宜小于30cm)抛投于被处理堤基中,抛石方向根据软土下卧地层横坡而定。横坡较平坦时,采用自地基中部渐次向两侧扩展;横坡陡于1:10时,一般自高侧向低侧抛投。最后在上面铺设反滤层。这种方法施工技术简单,投资较省,常用于处理流塑态的淤泥或淤泥质土地基。
3.3换填法
换填法就是把靠近堤防基底的不能满足设计承载力和变形要求的软土挖除,然后分层换填强度较大砂性土(碎石、素土、灰土、粉煤灰)或其它性能稳定、无侵蚀材料,并压(夯、振)实至要求的密实度为止。此法可以就地取材,价格便宜,施工工艺较为简单,本法在软土埋深较浅、开挖方量不太大的场地较常采用。
3.4预压排水固结法
预压排水固结法是在排水系统和加压系统两部分的相互配合作用下,使地基土中的孔隙水排出。常用的排水系统有水平排水垫层、排水砂沟或其它水平排水体和竖直方向的排水砂井或塑料排水板;排水系统是一种手段,如果没有加压系统,孔隙中的水没有压力差就不会自然排出,地基也就得不到加固。加压系统有堆载预压、真空预压或降低地下水位等。当堆载预压和真空预压联合使用时又称真空联合堆载预压法。基本做法如下:先将加固范围内的植被和表土清除,上铺砂垫层;然后垂直下插塑料排水板,砂垫层中横向布置排水管,用以改善加固地基的排水条件;再在砂垫层上铺设密封膜,用真空泵将密土膜以内的地基气压抽至80kpa以上。该方法往往加固时间过长,抽真空处理范围有限,适用于工期要求不紧的淤泥或淤泥质土地基处理。流变特性很强的软粘土、泥炭土,不宜采用此法。
3.5振动水冲法
振冲法是利用一根类似插入式混凝土振捣器的机具,称为振冲器,有上、下两个喷水口,在振动和冲击荷载的作用下,先在地基中成孔,再在孔内分别填入砂、碎石等材料,并分层振实或夯实,使地基得以加固。用砂桩、碎石桩加固初始强度不能太低(初始不排水抗剪强度一般要求大于20kpa),对太软的淤泥或淤泥质上不宜采用。
石灰桩、二灰桩是在桩孔中灌入新鲜生石灰,或在生石灰中掺入适量粉煤灰、火山灰(常称为二灰),并分层击实而成桩。它通过生石灰的高吸水性、膨胀后对桩周土的挤密作用,离子交换作用和空气中的二氧化碳与水发生酸化反应使被加固地基强度提高。
3.6水泥土搅拌法
水泥土搅拌法是用于加固饱和粘性土地基的一种新方法。它是利用水泥(或石灰)等材料作为固化剂,通过特制的搅拌机械,在地基深处就地将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌,由固化剂和软土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、水稳定性和一定强度的水泥加固土,从而提高地基强度和增大变形模量。根据施工方法的不同,水泥土搅拌法分为水泥浆搅拌和粉体喷射搅拌两种。前者是用水泥浆和地基土搅拌,后者是用水泥粉或石灰粉和地基土搅拌。
水泥土搅拌法分为深层搅拌法(以下简称湿法)和粉体喷搅法(以下简称干法)。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。当地基土的天然含水量小于30%、大于70%或地下水的pH值小于4时不宜采用干法。冬期施工时,应注意负温对处理效果的影响。湿法的加固深度不宜大于20m;干法不宜大于15m。水泥土搅拌桩的桩径不应小于500mm。
水泥加固土的室内试验表明,有些软土的加固效果较好,而有的不够理想。一般认为含有高岭石、多水高岭石、蒙脱石等粘土矿物的软土加固效果较好,而含有伊里石、氯化物和水铝英石等矿物的粘性土以及有机质含量高、酸碱度(pH值)较低的粘性土的加固效果较差。
3.7强夯法
强夯法是法国Menard技术公司于1969年首创的一种地基加固方法,它通过一般10~40t的重锤和10m~40m的落距,对地基土施加很大的冲击能,对土进行夯实。经夯实后的土体孔隙压缩,同时,夯点周围产生的裂隙为孔隙水的出逸提供了通道,有利于土的固结,从而提高了土的承载能力。强夯法具有施工简单、加固效果好、使用经济等优点,此法适用碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、素填土和杂填土等地基。
3.8土工合成材料加筋加固法
土工合成材料加筋加固法将土工合成材料平铺于堤防地基表面进行地基加大,能使堤防荷载均匀分散到地基中。当地基可能出现塑性剪切破坏时,土工合成材料将起到阻止破坏面形成或减小破坏发展范围的作用,从而达到提高地基承载力的目的。此外,土工合成材料与地基土之间的相互磨擦将限制地基土的侧向变形,从而增加地基的稳定性。
4、工程实例应用
丰城市的丰城大联圩北湖倒虹管的软土加固。2000年丰城大联圩北湖倒虹管施工时,开挖基础到设计深度时,发现有30米长的基础夹有含水量高,强度低和压缩性大的淤泥质土层,最大厚度约3m,为防止堤基不均匀沉陷,增强堤防的稳定性,对该30米长堤段清除上层1.0m厚的淤泥质土,然后布设孔径0.5m孔深1.0~2.0m,孔间距1.0m的石灰碎石桩,振冲后,上部分层填筑级配良好的砂卵石土料至基础设计高程,并碾压密实。在此基础修建北湖倒虹管。堤防经一定时间的运行考验,经沉陷观测表明,沉降量很小,地层稳定。
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