盐渍土对公路危害的浅析及处理措施
盐渍土路基病害分析及处理措施

盐渍土路基病害分析及处理措施摘要:本文首先分析了盐渍土的主要特点,然后分析了盐渍土路基病害,最后详细阐述了盐渍土路基病害的处理措施。
关键词:盐渍土;路基;病害;盐胀;翻浆一、盐渍土的主要特点盐渍土是盐土和碱土以及各种盐化和碱化土壤的总称。
在公路工程中,盐渍土是指地表下1.0m深的土层内易溶盐平均含量大于0.3%的土。
盐渍土按盐渍化程度可以分为弱、中、强、过盐渍土;按含盐的性质可以分为氯盐渍土、亚氯盐渍土、硫酸盐渍土、亚硫酸盐渍土。
盐渍土主要分布在内陆干旱、半干旱地、滨海地区。
我国的盐渍土主要分布在东北部、西北部、及福建、山东等沿海城市,不同地区盐渍土的危害表现有所不同,如地下水位较高度盐湖和滨海地区,其危害表现为对基础和地下设施的腐蚀;地下水位埋深较深的干旱地区,地基的溶陷性较明显,而腐蚀现象并不严重;以含硫酸盐和亚硫酸盐为主的盐渍土地区,其盐胀性造成的危害较大。
盐渍土的共性是土壤中含有显量的盐碱成分具有不良的物理化学性质,从而导致植物生长受到抑制;盐渍土地区所用的工程材料(如砂、石、土等)和施工用水中,含有不同程度量的盐类,从而造成了对工程建设的危害。
二、盐渍土路基病害分析(一)盐胀和松胀盐胀和松胀主要由硫酸盐引起,当硫酸盐含量超过2% 后膨胀量迅速增加,可使路基产生肉眼可见的膨胀高度,严重影响行车安全。
然而当环境干燥,结晶水析出,土体体积缩小,从而产生松胀现象。
盐渍土的膨胀量受季节性温度变化影响,夏季高温溶解度大,盐分析出结晶较少,秋后温度降低,硫酸盐溶解度降低,吸水结晶体积膨胀。
(二)翻浆危害盐渍土地区的翻浆病害不同于一般地区,除水和粉质土的影响外,土的含盐量和冰点对翻浆也有显著影响。
以氯盐渍土为例,当含盐量较低时,由于冰点降低,水分聚流的时间加长,其对冻胀有加剧作用,春融时翻浆病害则更为严重。
但当含盐量增加至一定程度后,路基的冻胀翻浆将由于土体冰点的降低而大幅减轻。
(三)溶陷性我国主要盐渍土中存在大量钾盐、镁盐及钠盐等易溶盐,虽然其在干燥状态下强度和压缩性较好,一旦遇水,土中盐分会很快溶解,在自重和荷载作用下产生土体溶(湿)陷。
盐渍土对路基路面的危害及解决措施

盐渍土对路基路面的危害及解决措施作者:周鲁来源:《城市建设理论研究》2015年第01期摘要:路基路面养护是为了保持路况的完好,延长道路的使用寿命,是为经济建设提供保障的基本条件。
本文主要介绍的就是盐渍土对路基路面存在危害的探讨以及分析了解决的措施。
关键词:盐渍土;路基路面;危害中图分类号:U213文献标识码: A一、前言近几年,我国道路建设步伐在不断的加快,各种路面病害情况也在不断出现,这将成为困扰我国道路管养部门的主要问题。
所以对盐渍土使得路基路面出现危害问题必须加以重视,只有不断分析盐渍土对路基路面危害的处理方法,才能保证道路的质量。
二、盐渍土的特性及对路基的影响盐渍土根据地下水位、时间、气候的变化其具有溶陷性、翻浆、淋溶湿陷、盐胀性和腐蚀性等病害。
使道路路面出现网裂、变形、波浪和鼓包等破坏,严重影响交通运输和道路养护的正常运行。
1、硫酸盐、碳酸盐渍土的松胀性和膨胀性影响路基稳定这一现象多发生在地表上层,往往引起路肩及边坡土体变松,影响路基稳定。
碳酸盐对土体膨胀性的影响往往造成路基塌陷。
含盐量多时,会产生湿陷、塌陷等路基病害。
2、毛细水携盐上升对路基、路面的影响盐渍土携带盐上升的速度缓慢,是看不见摸不着的,最终盐要聚集到路基上层,渗入并破坏路面。
3、盐渍土的溶陷性盐渍土有可溶性盐溶性,会产生潜蚀溶陷,会造成盐渍土路段路基的地基沉陷。
4、盐渍土的盐胀性盐渍土具有较强的亲水性,遇水后能很快与胶体颗粒相互作用,在胶体颗粒与土颗粒周围形成稳固的结合水薄膜,减少了颗粒直接的粘聚力,能使粘土颗粒发生很大的分散,引起土的膨胀。
由于盐胀作用使土的空隙增大,土粒松散,形成与盐结壳脱离的蓬松层。
这种盐胀作用常使路基土体松软,边坡坍塌,路基泥泞不堪。
三、道路盐渍土路基存在的病害1、硫酸盐渍土的松胀和膨胀性影响路基稳定硫酸盐的溶解度随温度而变化,温度降低时,盐溶解达到饱和状态,盐分即从溶液中结晶析出,体积增大。
温度升高时结晶又溶解于溶液中,体积缩小。
高寒地区公路盐渍土路段的防治处理措施

高寒地区公路盐渍土路段的防治处理措施郝广杰(青海省交通建设管理有限公司西宁810008)摘要盐渍土地区如何预防公路使用年限的不足,已成为公路行业的重难t,现阶段多数路基、桥梁工程处理中均选择了新工艺、新材料技术,但在高海拔、高严寒地区处理盐渍土的效果并不明显,且实施难度大。
实际操作中,诸多因素都会对公路病害的预防产生影响。
本文通过老芒崖至油砂山至石棉矿公路工程项目实施过程中对设计、施工各个环节的探索,以寻求在高海拔、严寒地区对盐渍土处治的对策,供业界同行参考。
关键词高海拔高严寒盐渍土影响因素预防措施The protection and treatment measures on the saline section ofhighway in high altitede and sever cold aeaGuangjie Hao(Qinghai Transportation Construction Management Co.#Ltd Xining810008#China) Abstract How ta prevent the lack of highway seaicc life io saline soil area has become tde key and difficult point of highway industa.At the present stage,new process and new mateaala technolooy are adopted in most subgrade and bridge engineering,but the effect of the taatment of saline soil in high altitude and severe cold agions is not obvious,C s。
it's difficult foe constection.In the practical operation,numerous factore will influence the peven-tion of highway diseeses.This paper is based on the reseerch on each link of design and constection of the+Laoman-gya t。
浅谈盐渍土地区公路路基设计的防治措施

浅谈盐渍土地区公路路基设计的防治措施盐渍土地区公路路基设计的防治措施是为了解决盐碱土地对公路建设所产生的不利影响,保证公路的稳定和安全。
在盐碱土地区进行公路路基设计时,需要采取一系列的防治措施,下面将详细介绍。
首先,在盐碱土地区进行公路路基设计时,首要考虑的是土壤的盐碱含量。
根据土壤盐碱含量的不同,可以采取不同的处理方式。
如果土壤盐碱含量较高,可以考虑进行土壤改良或者盐渍土地的固结处理。
土壤改良可以采用加入有机物质或者化学物质来降低盐碱土的含盐量,提高土壤的结构稳定性。
而盐渍土地的固结处理可以采用湿陷性土壤的预压固结方法,通过施加压力,将土壤中的水分排除,提高土壤的密实性,减少土壤的变形和沉降。
其次,在公路路基设计中,应合理设置排水系统,加强对盐渍土地的排水能力。
盐碱土地具有较高的水分敏感性,容易产生渗透压差,导致土壤的膨胀和收缩。
因此,设计排水系统可以有效提高土壤的排水性能,减小土壤的膨胀和收缩变形。
排水系统应考虑到路基中的排水背斜、排水沟、排水井等设施的设置,以保证盐碱土地的排水通畅。
此外,在公路路基设计中,还应合理选择路基宽度和路堤高度。
盐碱土地的承载能力较低,容易发生塌陷和沉降,因此需要合理设计路基的宽度和路堤的高度。
一般来说,为了提高路基的稳定性和抗沉降能力,应适当增加路基的宽度和路堤的高度,以提供足够的支撑力和承载能力。
最后,在盐碱土地区进行公路路基设计时,还应注意使用抗渗材料进行路基表层的铺装。
抗渗材料可以有效防止土壤中的盐碱分子通过渗透作用进入路基层,从而减少土壤的盐碱含量,提高路基的稳定性和耐久性。
常用的抗渗材料有沥青、水泥等,可以根据具体情况选择合适的材料进行铺装。
综上所述,盐渍土地区公路路基设计的防治措施包括土壤改良和固结处理、排水系统设计、合理选择路基宽度和路堤高度,以及使用抗渗材料进行路基表层的铺装。
这些措施的实施可以有效解决盐碱土地对公路路基造成的不利影响,保证公路的稳定性和安全性。
新疆地区盐渍土对公路工程的影响

交通规划与工程区域治理新疆位于我国西北,地域面积约占国土面积的六分之一,盐渍土分布广泛,随着近年来公路网的不断延伸、公路等级的改造提高,盐渍土对公路路基路面产生的危害成为急需解决的问题。
文章通过对新疆范围内公路盐渍土病害调查,分析盐渍土地区公路路基路面病害的产生机理,从而为采取合理措施治理盐渍土病害提供依据。
一、新疆盐渍土分布及特点1 新疆盐渍土的总体分布新疆属于内陆盐渍土区,地层和土壤富含盐分,含盐种类、性质及盐渍化程度在各地差异很大,盐类以硫酸盐和氯盐为主,集中分布在南北疆两大盆地的平原地区。
在地势低平地区分布有盐碱荒漠土和结皮盐土,沿天山南北两侧冲积扇边缘的泉水带、河流两岸分布着盐化草甸土、盐化沼泽荒漠土;天山东部、南部和北部的盐土以氯化物、硫酸盐为主,各盆地洪积扇边缘的盐土以硫酸盐为主,南疆个别区域盐土中含有碳酸盐。
2 新疆盐渍土的主要特点新疆山区的岩石和成土母质普遍含有易溶性盐类,盐分随水不断移动到平原地区,由于新疆气候干旱,土壤很少受淋溶,以致易溶性盐分不能完全从土体中排出,土壤中盐分几乎都保存下来而积累于地表土壤一定深度内。
土壤中积累的易溶盐的数量,通常随气候干旱程度的增加而增加,出现的层位也随之升高。
由于新疆盆地地形闭塞,水和盐没有出路,在地形低洼部位,是地面水和地下水的汇集区,易溶盐的积累更多。
当土壤中盐分积累达到一定数量后,引起了质变,形成大面积的盐渍土区域。
3 盐胀形成的条件盐渍土的盐胀,是由于土中液态或粉末状的硫酸钠在外界条件变化时吸水结晶而产生体积膨胀所造成的。
而促使硫酸钠结晶的这个外界条件主要是温度的变化,由于硫酸钠的溶解度对温度的变化非常敏感,并随温度的升高而增大,硫酸钠在温度为32.4℃时,溶解度达到峰值,高于或低于这个数值,溶解度都将降低。
当低于32.4℃时,不论溶解的硫酸钠,还是以粉末状存在的硫酸钠,都将吸收10个水分子而变成芒硝晶体,其分子式为:Na2SO4·10H2O,此时体积增大,硬度下降,比重由原来的2.68下降到1.48;当高于32.4℃时,晶体硫酸钠又很快溶解于水或恢复到原来的粉末状态,体积相对缩小。
浅谈公路工程盐渍土路基处理施工方法

浅谈公路工程盐渍土路基处理施工方法摘要:盐渍土在我国西北地区分布很广, 随着我国广大西北地区的开发和建设,对盐渍土地基工程提出了更高的要求,盐渍土具有溶陷性,盐涨性与腐蚀性,给公路工程带来许多危害,下面我就结合自己在施工中总结的经验从几方面谈一谈盐渍土路基施工中要注意的事项。
关键词:盐渍土路基分类;主要病害;特殊处理方法一、盐渍土的概念盐是由金属离子(包括钠离子)和酸根离子组成的化合物。
当土壤中的离子结合、盐分积聚,便使得土壤盐渍化。
盐渍土是土层盐渍化过程的产物,在公路工程中,主要是指地表土层 1 米厚度内,易溶盐平均含量超过0.3%的含盐土层。
二、盐渍土分类及主要病害盐渍土主要有硫酸盐渍土、碳酸盐渍土及氯盐盐渍土。
硫酸盐渍土中硫酸盐的溶解度随温度而变化,温度降低时,盐溶液达到饱和程度,盐分即从溶液中结晶析出,体积增大,温度升高时,结晶又溶解与溶液中,体积缩小,硫酸盐渍土这种季节性的体积变化,引起路基季节性的隆起及下沉。
碳酸盐渍土在潮湿的情况下,由于胶体颗粒与吸附性阴离子的相互作用,胶体颗粒与粘土颗粒周围形成结合水薄膜,减少各颗粒间的粘结力,使其相互分离,引起土体膨胀,造成路基塌陷。
氯盐盐渍土中氯盐有较强的吸湿性,使土的最佳含水量降低,引起路基强度降低及不稳定。
由于盐渍土的特殊的工程性质,盐渍土中的水携盐上聚,使路基产生盐渍化,危害路基稳定。
盐渍化公路的主要病害有盐胀、松散、裂缝、沉陷等,若直接在盐渍土路基上铺筑路面,盐渍土将会对水泥、石灰及沥青材料产生不良影响,使路面强度不足。
这些危害破坏路面,造成路面坎坷不平,影响公路交通的正常使用。
在路基填筑时,路床以下0-80cm要求无盐,80-150cm要求弱盐以下。
三、路基施工与控制1、施工工艺流程恢复定线→路基开挖→填前碾压→压实度检测→铺设土工布→填料→整平→调整含水量→压实→压实度检测→分层填筑→路基整修→边坡整修。
材料选择(以鄯吐项目第四合同段为例):水采用坎儿井的井水;砾石土采用当地吐鲁番的天然砂砾,砂砾的最大干密度 2.36g/cm3,最佳含水量 4.9%。
工程岩土的防护与病害处治—盐渍土的防治

四、盐渍土病害的防治措施
(一)、加强地表排水和降低地下水位
可以结合取土,在路基上游扩大取 土坑平面面积,使之起到蒸发池的作用, 蒸发路基附近的地表水。
四、盐渍土病害的防治措施
(一)、加强地表排水和降低地下水位
亦可在路基上游做长大排水沟,以 拦截地表水,降低地下水位,迅速疏干土 中的水。
四、盐渍土病害的防治措施
二、盐渍土的工程力学性质
1、硫酸盐渍土的松胀性
在含水量较小的土体中所含的固体硫酸 盐在低温时吸水结晶,体积增大;温度升高时 又脱水变成粉末状固体,体积缩小。
二、盐渍土的工程力学性质
1、硫酸盐渍土的松胀性
从而出现使土体结构破坏、变松的现象, 即硫酸盐渍土的松胀性。
二、盐渍土的工程力学性质
2、盐渍土对土的塑性影响
二、盐渍土的工程力学性质
5、 盐渍土的溶陷性和退盐作用
氯盐渍土易溶于水,含盐量多时,会产生 湿陷、塌陷等路基病害。
三、盐渍土对公路工程的危害
土中少量含水和土分子结合水对路基的危害,是干 旱盐渍土的特殊性。
主要病害有盐胀、溶蚀、翻浆、沉陷和降水后发生 溶淋而泥泞,造成路面坎坷不平等。
三、盐渍土对公路工程的危害
盐渍土的防治措施
一、盐渍土的概述
1、盐渍土的定义
盐渍土是指易溶盐平均含量大于0.3% 的土,且具有溶陷、盐账、腐蚀特性的土。 盐渍土是盐土和碱土以及各种盐化、碱化土 壤的总称。
一、盐渍土的概述
1、盐渍土的定义
盐土是指土壤中可溶 性盐含量达到对作物生长 有显著危害的土类,如图1 。
图2 碱土
一、盐渍土的概述
1、盐渍土的定义
碱土是指土壤中含有 危害植物生长和改变土壤 性质的多量交换性钠,如 图2。
浅议盐渍土公路路基病害处理

浅议盐渍土公路路基病害处理摘要:近年来,我国公路工程建设与发展取得了不错的成绩,公路工程建设施工中的盐渍土防治问题也逐渐受到了人们的关注。
为此,本文首先介绍了盐渍土公路路基常见的病害类型,然后提出了几点路基病害处理方法,以促进公路路基安全性和稳定性的提高。
关键词:公路工程;路基病害;处理方法;盐渍土引言盐渍土指的是一种土层中易溶盐含量超过0.5%的土,在盐渍土地段进行公路工程建设,路基会受盐渍土特性的影响而产生病害现象,进而对整个工程的耐久性、稳定性和安全性造成严重的影响。
因此,为防止盐渍土对公路路基造成的损害发生,针对盐渍土公路路基的常见病害及有效的防治措施进行分析探讨是十分重要和迫切的。
1 盐渍土公路路基的病害1.1盐胀危害盐胀危害经常出现在硫酸盐渍土,在温度变化的影响下,盐性土的体积会发生一定的变化而导致公路路基出现危害现象。
例如,温度较高时,盐性土体会出现土体疏松、土体脱水缩小的现象;而温度较低时出现体积增加、土体膨胀的现象。
在昼夜温差较大的地区,盐性土体会随着温度的变化而来回变化,导致公路路基出现局部不平、膨胀开裂、体积增大等危害[1]。
1.2溶陷危害溶陷危害主要发生在氯盐渍土地区,这主要是因为在流动水、自然降水的影响下,盐渍土内部结构的易溶盐成分发生溶解被流水带走逐渐消失而导致土体的密实度减小、空隙率增大,土体强度减低的现象出现。
当道路受到车辆等上部载荷作用较大时,就会出现沉陷、均匀下沉、孔洞等多种危害[2]。
此外,当外界温度较高时,盐渍土结构中的结晶体会失去水分导致路基密实度减小也会引起溶陷危害的产生。
1.3翻浆危害翻浆危害主要发生在氯盐渍土地区,主要是由于盐渍土体中的具有脱水、吸水的特性,导致公路路基经常水含量过多的环境中,降低了土体的强度和负载能力,同时,在车辆等上部荷载的反复作用下造成路面破裂,泥浆从裂缝中冒出,使道路表面湿滑、泥泞,对车辆的正常运营产生不利的影响[3]。
翻浆危害主要是在外部荷载及路基土质、含水量和温度共同作用下形成的。
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盐渍土对公路危害的浅析及处理措施摘要:对公路的路基路面进行养护是为了保持路况的完好,延长道路的使用寿命,是为经济建设提供保障的基本条件。
本文阐述了盐性及盐渍程度、土的颗粒组成及细粒特性、水文地质和气候条件。
通过盐渍土对路基路面、混凝土结构物的危害现场调查,综合施工经验,提出了对盐渍土进行处理的措施。
关键词:盐渍土、危害、防治措施一、前言近几年,我国道路建设步伐在不断的加快,各种路面病害情况也在不断出现,其中对盐渍土使得公路路基路面出现危害问题必须加以重视。
盐渍土是指含盐量超过一定数量的土。
盐渍土是土层盐渍化工程的产物,在公路工程中,主要是指地表土层1米厚度内,易溶盐含量平均大于或等于0.3%的含盐土层。
盐渍土属特殊土类,因为它具有一般土所没有的特点,不能按一般土来对待。
因此,只有不断分析盐渍土对公路路基路面危害的处理方法,才能保证道路的质量。
二、盐渍土的主要特点1、盐渍土的三相组成与一般土不同,常规土体的三相组成是由气相--空气、液相--水、固相--土颗粒所构成。
但是,盐渍土的三相组成由气相--空气、液相--溶液、固相--土与盐结晶的混合体所构成。
液相中含有盐溶液,固相中含有结晶盐,尤其是易溶的结晶盐。
也就是说,盐渍土的液相与固相会因外界条件变化而相互转化。
2、盐渍土中的盐遇水溶解后,土的物理和力学性质指标均会发生变化,其强度指标明显降低。
3、盐渍土中的盐浸水后,因盐溶解盐渍土中的水携盐上聚,使路基次生盐渍化,造成路基溶陷与潜蚀、路面翻浆、盐胀、溶陷及路面不规则变形、沥青面层起皮、脱落、网裂和坑洼等问题。
4、盐渍土中的岩溶液会导致建筑物和地下设施的材料腐蚀。
腐蚀程度取决于材料的性质和状态以及盐溶液的浓度等。
三、公路路基病害的类型及其危害含有不同盐类的盐渍土具有不同的工程特性。
盐渍土根据含盐的溶解度不同可分为:易溶盐盐渍土、中溶盐盐渍土和难溶盐盐渍土。
我国的盐渍土绝大部分属易溶盐盐渍土,部分地区分布有中溶盐盐渍土。
难溶盐的盐类基本不溶于水,对工程影响很小。
盐渍土地区公路路基危害主要有以下几种类型:1、氯盐渍土。
氯盐渍土中氯盐有较强的吸湿性与保湿性,易溶解,使土的最佳含水量降低,引起路基强度降低及不稳定。
当含盐量多时,会造成湿陷、坍陷等病害。
用氯盐渍土填筑的路堤易吸水软化,降低路堤土体强度。
2、硫酸盐渍土。
硫酸盐渍土的主要盐质为硫酸钠,其溶解度随温度而变化,在温度为32.4℃时溶解度达到峰值。
Na2SO4低温下溶解度低,产生吸水结晶,体积膨胀,其结晶体所需要的水分约为自身质量的1.27倍,结晶后的硫酸钠的体积为无水硫酸钠的3.1倍。
硫酸钠在温度变时,时而吸水结晶体积膨胀,时而脱水体积缩小,如此反复胀缩,破坏了土的结构改变了土的密度。
如用硫酸盐体积分数超过2%的盐渍土填筑路堤,由于温差的影响路堤土体中的硫酸盐体积反复变化,导致路堤土体结构遭到破坏,影响路堤稳定。
其危害主要有:土壤盐分体积的变化会使路基表面疏松,边坡呈蜂窝状;会导致路肩疏松,且盐土粉末容易被风吹蚀;土壤中硫酸盐含量过高时会造成路面鼓包、破裂。
3、碳酸盐渍土。
碳酸盐渍土具有强碱性反应,又称碱性盐渍土或简称碱土,也有一定的膨胀性,塑性和黏附性较大,遇水后引起土体膨胀导致路面泥泞不堪。
四、盐渍土的主要病害1、溶陷盐渍土对公路有很多方面的病害,溶陷是其中的一种。
发生这种病害的原因是因为道路盐渍土路基或者结构层在淡水的作用下,盐分出现溶解的情况,并且被水分带走了,从而就导致了土体强度的丧失。
同时在荷载或者自重的作用下,盐渍土路基或者结构层就出现了严重的出现沉陷、孔洞等破坏,并且被逐渐放映到路面层,甚至有一些盐渍土地区的路面由于湿陷而出现了溶洞的现象,从而就给车辆的通行带来了很大的安全隐患。
2、盐胀盐胀是指含有丰富的硫酸盐的盐渍土,在温度降低的时候硫酸盐可以吸收水结晶、并且使体积变大,从而就促使土体出现了膨胀的现象;在温度升高的时候,硫酸盐会出现脱水的情况,这样就促使体积变小,由于这个过程是反复作用的,从而就使得土体结构遭到破坏,导致土体疏松。
此外,由于盐胀会随着温度变化而体积发生变化,这样就使得地表出现了松胀的可能或者公路路基路面出现了局部不平、鼓起开裂的情况。
3、腐蚀腐蚀主要是由于盐渍土中所含容易溶盐与工程中所使用的金属材料、非金属制成品发生化学反应,就导致了这些材料或者制成品的性能发生恶化,从而使得最道路出现了破坏的情况。
这样的病害在道路工程中最常见的就是钢筋锈蚀、混凝土或者粘土制成品粉化开裂等。
四、盐渍土公路路基病害的防治措施硫酸盐渍土路基的处理应针对土基的盐渍化程度、当地工程地质、水文地质、地形和筑路材料等条件。
目前,我国高速公路上常用的软基处理方法主要有:换土垫层法、强夯法、土工聚合物加筋法、碎石桩法等,本节主要介绍这几种常用地基处理方法的加固机理并分析其加固效果和适用范围,进行经济技术比较。
1、换土垫层法当软弱地基的承载力和变形满足不了设计要求而且软弱层的厚度不是很大时,将基础底面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去,然后分层换填强度较大的砂(碎石、素土、灰土、高炉千渣、粉煤灰)或其它性能稳定、无侵蚀性的材料,并压(夯、振)实至要求的密实度为止,这种地基处理方法称为换土垫层法。
按回填不同材料形成的垫层,命名为该种材料的垫层,如砂垫层、碎石垫层、素土垫层、干渣垫层和粉煤灰垫层。
⑴、加固机理换土垫层法的加固机理是根据土中附加应力分布规律,让垫层承受上部较大的应力,软弱层承担较小的应力,以满足设计对地基的要求。
垫层的作用有以下几个方面:①、提高持力层的承载力通过扩散作用使传递到垫层下软弱层的应力减小。
②、减少沉降量一般地基浅层部分的沉降量在总沉降量中所占的比例是比较大的,如以密实砂或其它填筑材料代替上部软弱土层,就可以减少这部分的沉降量。
同时,由于砂垫层或其它垫层对应力的扩散作用。
使作用在下卧层土的压力较小,也会相应减少下卧层土的沉降量.③、加速软弱土层的排水固结不透水基础直接与软弱土层相接触时,在荷载的作用下,软弱土地基中的水被迫绕基础两侧排出,因而使基底下的软弱土不宜固结,形成较大的孔隙压力,此外还可能导致由于地基强度降低而产生塑性破坏的危险。
而砂垫层和碎石垫层等垫层材料的透水性大,软弱土层受压后,垫层可作为良好的排水面,使基础下面的孔隙水压力迅速消散,加速垫层下软弱土层的固结和提高其强度,避免地基土塑性破坏。
④、防止冻胀因为粗颗粒的垫层材料孔隙大,不宜产生毛细管现象,因此可以防止寒冷地区土中的冰所造成的冻胀。
⑤、消除膨胀土的胀缩作用。
对膨胀土地基而言,垫层主要可以消除膨胀土的胀缩作用。
⑵、加固效果和适用范围换土垫层法的优点是:无需特殊的机械设备、施工工艺简单,容易控制,其质量检验可随施工分层进行,既能缩短工期,又能降低造价,对局部地基处理效果尤为明显。
它还是一种能适应地基土性质的地基处理方法,因为垫层和地基均为散体材料,在施工中可以人为地把两者合为一体,使垫层成为地基土的一部分,可以有效调整地基土的沉降曲线。
该方法主要适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基以及暗沟、暗塘等的浅层处理,其处理深度通常控制在3m以内,但也不宜小于0.5m.2、强夯法强夯法是20世纪60年代末首先在法国发展起来的,国外又称之为动力固结法。
一般是通过8~30t的重锤采用8~20m的落距,对地基施加强大的冲击能,在地基中形成冲击波和动应力,通过压密和振密来加固地基土,达到提高强度、降低压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性的目的。
经过30年的发展,强夯法已广泛用于工业与民用建筑、仓库、油罐、公路、铁路、飞机场跑道及码头的地基处理中。
⑴、加固机理强夯法虽然在实践中己被证实是一种较好的地基处理方法,但到目前为止,还没有一套成熟的理论和设计计算方法。
目前较为普遍的看法是:经强夯后,强度提高分为四个阶段:①、夯击能量转化,同时伴有强制压缩或振密(包括气体的排出、孔隙水压力上升).②、土体液化或土体结构破坏(表现为土体强度降低或抗剪强度丧失)。
③、排水固结压密(表现为渗透性能改变、土体裂隙发展、土体强度提高)。
④、触变回复并伴随固结压密(包括部分自由水又变成薄膜水,土的强度继续提高)。
其中第一阶段是瞬时发生的,第四阶段是强夯终止后很长时间才能达到的,中间两个阶段则介于上述两者之间。
⑵、加固效果和适用范围强夯的加固效果主要有:①、可提高地基承载力,经强夯加固处理后,地基承载力通常可提高1-5倍。
②、可加固深层地基,有效加固深度一般为5-10m,高能量强夯法加固深度可超过10m。
③、饱和疏松粉细砂经强夯后可以消除液化。
④、强夯可消除湿陷性黄土的湿陷性。
⑤、强夯可以减少地基沉降量并可解除不均匀沉降的危害.实践证明,强夯法用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基一般均能取得较好的处理效果。
对于饱和度较高的粘性土则处理效果通常不显著,尤其是对于淤泥和淤泥质土地基,需经试验证明施工有效时方可使用。
但近年来,对高饱和度的粉土与粘性土等地基,发展了强夯置换法,利用夯击能将碎石、矿渣等材料强力挤入地基,在地基中形成碎石墩,并与墩间土形成复合地基,提高地基承载力和减小沉降,可以取得较好效果。
在以砂性土为主的填海路基地段的路基处理,由于常有未勘探充分的软土夹层,可以考虑采用强夯法结合排水固结来进行。
总的来说,强夯法具有设备简单、工艺方便、应用范围广、加固效果好、使用经济等优点,但同时也有下列缺点:①、设备移动不方便,特别是带门架的起重设备搬迁、就位需花费较多时间。
②、强夯施工过程中应该特别注意安全措施,注意吊车、夯锤附近人员的安全。
③、试验检测时间长,开工前的试验段试夯工作一般需要2个月,有的达4个月方能测定出参数指导大面积施工,施工结束后应间隔一定时间,待孔隙水压力全部消散后方能对地基加固质量进行检验。
④、由于强夯对地面进行冲击,对周围建筑有一定的影响,此外施工时噪声和振动较大,因而不宜在人口密集的城市内使用。
排水固结法就是对天然地基或先在地基中设置砂井等竖向排水体后,利用建筑物本身重量分级逐渐加载,或是在建筑物建造以前在场地先行加载预压,以加速土体中的孔隙水的排出,从而使土基逐渐固结、沉降并使强度逐步提高的方法。
3、碎(砂)石桩碎石桩和砂桩总称为碎(砂)石桩,是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后,再将碎石或砂挤压入已成的孔中,形成大直径的碎(砂)石所构成的密实桩体。
碎石桩复合地基自1977年在我国首次应用以来已取得了很大成绩,积累了很多许多工程经验。
⑴、加固机理从作用机理上来说,碎(砂)石桩法属于复合地基加固法,它除了提高地基承载力,减少地基的沉降量外,还可用来提高土体的抗剪强度,增强土体的抗滑稳定性。