拋石擠淤加固軟土地基
拋石擠淤法一般適用于厚為3~4m的軟土層和常年積水且不易抽干的湖、塘、河流等積水洼地，以及表層無硬殼、軟土的液性指數(shù)大、層厚較薄、片石能沉達(dá)下臥硬層的情況。由于拋石擠淤法施工簡單，不用抽水、不用挖淤、施工迅速，所以現(xiàn)場樂于采用，特別是在路基工程中，當(dāng)?shù)缆仿坊┰交虿糠执┰胶犹镣莸貢r(shí)，更是常用此法來處理其下的軟土地基。
拋石擠淤法施工時(shí)，拋石順序應(yīng)自路堤中部開始，然后逐次向兩旁展開，使淤泥向兩側(cè)擠出。當(dāng)拋入的片石露出水面后，用重錘夯實(shí)或用壓路機(jī)等機(jī)械碾壓密實(shí)，然后在其上鋪設(shè)反濾層再行填土。當(dāng)下臥巖層面具有明顯的橫向坡度時(shí)，拋石應(yīng)從下臥層高的一側(cè)向低的一側(cè)擴(kuò)展，并且在低的一側(cè)適當(dāng)高度范圍內(nèi)多拋填一些，以增加其穩(wěn)定性。
拋石擠淤法就是通過向流塑狀的高靈敏度的淤泥表面大量集中拋填土石填料，依靠填筑體的自重，擠開淤泥，強(qiáng)制置換飽和軟土地基的地基處理法。
飽和軟土尤其是淤泥或淤泥質(zhì)土的含水量高，滲透系數(shù)和不排水抗剪強(qiáng)度均較低。在集中向其表面大量堆載的瞬間，飽和土體中的孔隙水還來不及排出，孔隙體積沒有發(fā)生改變，全部壓力的增量完全由孔隙水來承擔(dān)，地基土顆粒間的壓力即有效壓力并沒有發(fā)生變化，地基土的抗剪強(qiáng)度在一定的時(shí)間內(nèi)不但沒有提高，還會(huì)因堆載施工的擾動(dòng)而下降。因此，當(dāng)填筑體在地基中所產(chǎn)生的應(yīng)力達(dá)到土的不排水強(qiáng)度時(shí)，土體將產(chǎn)生整體剪切損壞。土體中將產(chǎn)生連續(xù)的滑動(dòng)面，填筑體下的淤泥被強(qiáng)制擠向兩側(cè)，向上翻涌和隆起。同時(shí)填筑體擠開淤泥下沉至一定的深度，與周圍土體形成新的極限平衡狀態(tài)。當(dāng)填筑體僅依靠自身的重量還不能下沉到設(shè)計(jì)的深度充分置換軟土?xí)r，可采取振動(dòng)碾壓，卸荷，爆破、強(qiáng)夯等輔助措施促使填筑體的下沉。@
拋石擠淤法或拋石振動(dòng)擠淤法一般適用于厚度不超過4m，且表層硬殼被挖除的具有觸變性的流塑狀的飽和淤泥或淤泥質(zhì)土的處理。對于5m以上的深厚淤泥或淤泥質(zhì)土層，則必須輔以爆破或強(qiáng)夯等措施，才可使填筑體下沉到下層較硬的持力層。對于l om以上的深厚淤泥或淤泥質(zhì)土，即使采用強(qiáng)夯等措施也很難使填筑體下沉到下層堅(jiān)硬的持力層上。
土工材料格柵處理軟土地基施工
施工時(shí)首先清除加固范圍內(nèi)地面上的草皮及雜物，用土質(zhì)相同的土填成坡度為2%的橫坡，并碾壓密實(shí)。
在上面填厚30cm的中粗砂，壓實(shí)到符合設(shè)計(jì)要求后，將表面進(jìn)行整平，去除表面石塊，并將去除石塊后形成的凹坑補(bǔ)平，然后在上面滿鋪一層土工材料格柵。
土工材料格柵鋪設(shè)要求幅與幅之間縱向采取密貼排放，橫向采用連接棒連接或搭接法連接，連接強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度，橫向接縫錯(cuò)開不小于1m。鋪設(shè)時(shí)使格柵與土層密貼，每隔一定距離用U型釘將格柵固定在土層上。
格柵鋪設(shè)后及時(shí)用砂或其他滲水材料覆蓋25cm厚，并按設(shè)計(jì)要求鋪回折段砂，外邊逐幅回折2m，用砂壓住。然后進(jìn)行整平、壓實(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。@
路基填筑過程中，每層填厚25cm，上下兩層土工材料格柵相距50cm。相鄰格柵卷的縱向搭接采用重疊或捆綁的方法，重疊搭接長度不小于30cm，捆綁搭接長度不小于10cm，捆綁法用聚乙烯繩螺旋式的將上下格柵條捆綁在一起。
鋪設(shè)格柵時(shí)，使格柵沿路基方向平順的貼伏在土層上，格柵不應(yīng)有褶皺，重疊處用U型釘固定于土層上，且每隔一定距離用U型釘固定，使格柵與土密貼，確保格柵的鋪設(shè)質(zhì)量。
鋪好格柵后，按設(shè)計(jì)要求在格柵上分層進(jìn)行填土、碾壓，直至鋪上一層格柵。碾壓過程中，施工機(jī)械不要直接行使在未覆蓋填土的格柵上，以免壓壞格柵。上下層格柵搭接的位置應(yīng)錯(cuò)開不小于1m。
預(yù)應(yīng)力管樁軟土地基施工
樁在土中的受力特點(diǎn)，軟硬土交界處
由于打樁速度快，土體運(yùn)動(dòng)加劇，導(dǎo)致對先成樁的擠壓力很大，如果下部土層堅(jiān)硬或有 堅(jiān)硬夾層，可能導(dǎo)致樁體在軟硬土交界部位產(chǎn)生橫向裂縫。當(dāng)樁在向下施壓下沉的過程中， 樁給周邊的土施以壓應(yīng)力，土體需要釋放應(yīng)力，就會(huì)移動(dòng)變形，由于上部土層的約束小于下 部土層，土體產(chǎn)生水平位移和上升位移，這種位移導(dǎo)致土體對成樁上部的側(cè)向擠壓加大，使 樁受彎斷裂。
當(dāng)然，也不是越近地表這種壓力越大，由于離沉樁越遠(yuǎn)的部位越近地表的土體向上的變 形約束越小，土體可向上位移，土體隆起，對側(cè)向的壓力也逐漸減小。具體對已成樁的壓應(yīng) 力。焊縫位置處
焊縫位置是管樁的薄弱位置，其抗裂彎矩較樁管部位小，且該部位易產(chǎn)生應(yīng)力集中。故 在焊接質(zhì)量不良、擠土嚴(yán)重的地區(qū)，管樁的裂縫有60％發(fā)生在焊縫位置。故在軟土地基中， 應(yīng)重視管樁的焊接質(zhì)量的檢查。做到三人三邊三遍圍焊。焊縫自然冷卻后入土(冷卻時(shí)間≥8min)，防止焊縫脆裂。同時(shí)配樁 時(shí)要參照地質(zhì)報(bào)告，避免接頭在軟硬交界的軟土層2m范圍內(nèi)。因?yàn)閳?jiān)硬土層具有嵌固作用， 軟土的流動(dòng)擠壓使樁在軟硬交界的軟土層2m范圍內(nèi)的彎矩很大，極易達(dá)到樁的抗裂彎矩。@
樁頭3～6m的范圍內(nèi)
由于樁工機(jī)械、挖土機(jī)械的運(yùn)行以及臨近基坑邊的土體壓力易導(dǎo)致樁頭3～6m的范圍內(nèi)發(fā)生 斷裂，而且這種斷裂往往伴隨樁頭嚴(yán)重位移甚至樁體錯(cuò)位。
樁工機(jī)械的重量很大，當(dāng)樁頭離地表僅有1m左右時(shí)，樁工機(jī)械的壓力使表層軟土發(fā) 生
水平位移導(dǎo)致樁上部發(fā)生斷裂。所以要合理選用樁機(jī)，不能太大，防止壓力變形；不能太 小，防止樁機(jī)抬機(jī)下墜振動(dòng)使土體流變。基坑邊坡的土體壓力也導(dǎo)致樁頭3～6m的范圍內(nèi)發(fā)生斷裂，這主要是邊坡的土體 對臨近邊坡的樁產(chǎn)生主動(dòng)土壓力，使邊坡與樁之間的土發(fā)生擠壓后對樁產(chǎn)生水平推力，當(dāng)推 力產(chǎn)生的彎矩大于樁的抗裂彎矩后，樁便產(chǎn)生裂縫。以上樁工機(jī)械、挖土機(jī)械的運(yùn)行以及臨 近基坑邊的土體壓力的影響均在樁的上部，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，樁的裂縫往往在3～6m的范圍內(nèi)。在軟土中配樁時(shí),考慮到焊縫這一薄弱點(diǎn),最上部決不能配短樁,要求上部樁長≥8m。
預(yù)應(yīng)力混凝土管樁選擇
設(shè)計(jì)對樁的選擇
軟土的應(yīng)變變形很大，成樁對土體的擠壓對相臨樁的影響很大，如果樁的抗裂彎矩小， 極易導(dǎo)致斷樁，故在軟土地中基慎用預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁管樁，可選用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。如 杭州市西湖區(qū)蔣村鄉(xiāng)大多數(shù)地區(qū)地表10～28m范圍內(nèi)為淤 泥質(zhì)粘土或淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，在該 區(qū)塊范圍內(nèi)選用預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁管樁的工程平均斷樁率很高，其中45％為Ⅲ類樁，必須經(jīng) 處理甚至補(bǔ)樁方能保證工程質(zhì)量，而選用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的工程斷樁率較低且基本為Ⅱ類 樁，有些征得設(shè)計(jì)同意可不做處理。因此，在針對該類土質(zhì)進(jìn)行選樁時(shí)，應(yīng)慎用預(yù)應(yīng)力混凝 土薄壁管樁，對沉樁施工的擠土效應(yīng)對樁及周邊環(huán)境的影響充分考慮和計(jì)算。雖然同樁徑的 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁比預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁管樁單價(jià)高20～30元/m左右,但預(yù)應(yīng)力混凝土管樁容 易保證工程質(zhì)量,且預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁管樁發(fā)生質(zhì)量問題的后期處理費(fèi)用很高,且影響工期。 對工程各方形成負(fù)面影響。@
施工配樁的選擇
在軟土中配樁時(shí)，考慮到焊縫這一薄弱點(diǎn)，最上部決不能配短樁，要求上部樁長≥8m 。同時(shí)配樁時(shí)要參照地質(zhì)報(bào)告，避免接頭在軟硬交界的軟土2rn范圍內(nèi)。配樁時(shí)要求樁 頭達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高的要求，防止開挖時(shí)樁的一側(cè)土被挖除而產(chǎn)生懸臂力。施工配樁時(shí)，盡量選 擇長樁，減少焊接接頭。
土方開挖的注意事項(xiàng)
大多數(shù)工程均采用機(jī)械開挖土方，對土方開挖這一分部工程是比較經(jīng)濟(jì)的方法，但它可 能給樁基礎(chǔ)帶來很大的危害，正如前所說的斷樁，為此土方開挖應(yīng)注意以下要點(diǎn)：①土方車有10～40t，局部加壓后易使樁斷裂。故土方車嚴(yán)禁駛?cè)霕俄斖谕羺^(qū)域內(nèi)。②嚴(yán)禁采用大挖機(jī)挖土，選用120t以下的履帶式挖機(jī)輔以鋼墊板開挖，以減 小對土體的壓強(qiáng)。嚴(yán)禁挖機(jī)在樁頂來回走動(dòng)，防止對樁頂產(chǎn)生屢次沖擊，且保留基底以上30 cm人工開挖。③要求分層開挖，且樁周土的高差≤1m。若樁露出開挖面以上，則必須先掏挖挖機(jī)一 側(cè)的土，以減小側(cè)壓，防止斷樁。④坑邊嚴(yán)禁堆土和其他建筑材料。⑤對于基坑，要求基底采用拉錨設(shè)計(jì)或采用灌注樁及連續(xù)墻圍護(hù)，防止邊坡滑移對樁體產(chǎn) 生側(cè)壓。
為了減少土體流變，可采取技術(shù)措施如下：當(dāng)表層土的流塑性很大，分層開挖也不能保 證樁體質(zhì)量時(shí)，可先分層將表層土剝至樁頂1.5～2m位置，借助鋼板樁和鋼墊板開挖，以減 小對土體的壓強(qiáng)；開挖時(shí)應(yīng)逐軸放鋼板樁和鋼墊板。@
淺談土工材料合成材料在鐵路路基加固工程中的應(yīng)用
[摘要]土工材料合成材料與軟土路基填土相互作用，可以提高路堤穩(wěn)定性，本文介紹了應(yīng)用土工材料合成材料加固路基的施工技術(shù)，并重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了材料鋪設(shè)、端頭錨固及接縫處理等工藝中需要注意的事項(xiàng)。
引言
土工材料合成材料是，由人工合成的聚合物形成的纖維制品的統(tǒng)稱，將士工合成材料至于鐵路軟土路基內(nèi)部，可以起到加固和保護(hù)路堤的作用。工程中常用的土工材料合成材料有土工材料織物、土工材料膜和土工材料網(wǎng)袋等。
軟土地基加固技術(shù)
旋工方案的確定原則
土工材料合成材料加固軟土地基主要有地基的加筋補(bǔ)強(qiáng)和加速排水固結(jié)兩種。地基加筋補(bǔ)強(qiáng)應(yīng)該優(yōu)先選用強(qiáng)度較高而且延伸率較小的機(jī)織土工材料織物或土工材料格柵，加速地基排水固結(jié)應(yīng)選用塑料排水帶或袋裝沙井。采用土工材料合成材料加固軟土地基，應(yīng)當(dāng)根據(jù)地基情況、路堤高度以及穩(wěn)定沉降、工期等方面的要求，確定相應(yīng)的加固措施。當(dāng)路堤高度大于設(shè)計(jì)臨界高度i．0m～2．Om，而且沉降不受控制時(shí)，可以采用土工材料合成材料加緊補(bǔ)強(qiáng)地
基，當(dāng)路堤高度打于設(shè)計(jì)臨界高度1．5～2．9倍，而且沉降受到控制時(shí)，可以采用排水固結(jié)法或采用固結(jié)法與土工材料合成材料加筋補(bǔ)強(qiáng)綜合加固。@
軟土地基的加筋補(bǔ)強(qiáng)
采用土工材料合成材料加筋補(bǔ)強(qiáng)軟土地基應(yīng)沿路堤底部橫向滿鋪，與沙石等組成加筋墊層，滿足約束地基側(cè)向變形，平均分配基底應(yīng)力，增強(qiáng)路堤抗滑穩(wěn)定性和提高地基承載力的要求。鋪設(shè)層數(shù)一般不超過3層，墊層厚度一般也不應(yīng)低于40cm，含泥量不宜大于5％。
軟土地基的排水固結(jié)補(bǔ)強(qiáng)
塑料排水或袋裝沙井平面布置可用正三角形或正四邊形布置。當(dāng)插入較深，施工對地基的擾動(dòng)較大時(shí)，地基固結(jié)度宜考慮涂抹和井阻作用的影響，在加固地基表面鋪設(shè)砂墊層，其厚度不宜小于40cm，沙料應(yīng)選用中粗砂，含泥量也不宜大于5％。
土工材料合成材料加固軟±地基麓工要點(diǎn)
材料質(zhì)量檢查
土工材料合成材料在使用前應(yīng)詳細(xì)檢查，如果有出場證明，可以抽樣檢查。檢查的內(nèi)容主要包括材料的厚度、空隙的尺寸以及空隙的分布，土工材料材料的抗拉強(qiáng)度，土工材料材料的抗撕裂能力和抗項(xiàng)破能力，另外還應(yīng)土工材料材料的蠕度檢查、摩擦系數(shù)檢查、透水性能以及耐久性等方面的檢查。以確保土工材料合成材料嚴(yán)格符合質(zhì)量要求。@
鋪設(shè)要點(diǎn)
鋪設(shè)土工材料合成材料前應(yīng)平整砂墊層，鋪設(shè)時(shí)不得褶皺和破損，鋪好后應(yīng)及時(shí)填沙覆蓋。土工材料合成材料鋪好以后須按照設(shè)計(jì)要求鋪回折段砂，并用刮板整平，逐幅回折疊頭，并用砂壓住。上面的砂墊層，應(yīng)采用人工或輕型機(jī)械運(yùn)沙進(jìn)場，散鋪平整，而且不宜直接壓實(shí)，等上部覆蓋填土后在進(jìn)行壓實(shí)。第一層填料壓實(shí)應(yīng)從兩邊向中間進(jìn)行，循序漸進(jìn)，只有當(dāng)土工材料合成材料上的填料和壓實(shí)層厚度大于0．6m后才能采用重型機(jī)械壓實(shí)。應(yīng)用土工材料合成材料的鐵路路基工程，其施工除了應(yīng)遵守一般的有關(guān)常規(guī)施工程序和規(guī)定外，還應(yīng)著重考慮由于鋪設(shè)土工材料合成材料而帶來的施工特別要求：在鋪設(shè)土工材料合成材料之前，應(yīng)先對地基表面進(jìn)行整平，以利于排水：清楚軟土土層上的硬物、鐵刺、木樁以及容易劃破土工材料合成材料的其他碎石等，以防止在土工材料合成材料在承受荷載之后，出現(xiàn)撕破或者項(xiàng)破等情況。并保證按設(shè)計(jì)斷面及質(zhì)量要求施工，施工過程中隨時(shí)注意現(xiàn)場檢測。土工材料合成材料的鋪設(shè)施工隨著工程應(yīng)用和具體條件的不同可能使用各種各樣的施工方法和機(jī)械，但任何情況下都應(yīng)該注意土工材料合成材料的有效性與施工方法的適用性，必須精心施工，確保軟土地基經(jīng)過處理后有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。
在鋪設(shè)過程中，必須保證織物拉平，使其緊貼軟土地基表面，達(dá)到均勻平整的標(biāo)準(zhǔn)，并使其連續(xù)，不得出現(xiàn)扭曲、褶皺、重疊等現(xiàn)象。需要特別注意的是，攤鋪時(shí)一定要保持材料松緊適度，避免因超拉導(dǎo)致土工材料合成材料損壞，對于攤鋪的起始位置，應(yīng)壓緊，以防施工過程中挪動(dòng)。@
端頭錨固
鋪設(shè)土工材料合成材料時(shí)，應(yīng)注意端頭的位置和錨固。土工材料合成材料用于加固補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，端部的錨固對應(yīng)力、變形和路基的穩(wěn)定性都有影響，因此，端頭的錨固必須精心處理。在護(hù)坡坡頂可將土工材料合成材料的末端繞在管子上，埋設(shè)于頂破的溝槽中，以防聚合材料下落。一般堆石路堤的礫石濾水層延伸至坡腳塊石護(hù)面之內(nèi)，而纖維反濾層確應(yīng)在護(hù)坡塊石之內(nèi)終止。避免因坡腳產(chǎn)生沖刷，纖維延伸至塊石護(hù)面之外，在水流的作用下，導(dǎo)致坡腳出現(xiàn)坑槽。保證土工材料合成材料鋪設(shè)過程中的整體性，不允許中間間斷。如果間斷，應(yīng)注意材料
的連接，以防路基在運(yùn)營過程中兩側(cè)產(chǎn)生不均勻沉降，導(dǎo)致路堤坍圮。
接縫處理
土工材料合成材料的鋪設(shè)長度和寬度，應(yīng)稍大于軟土地基的長度和寬度，當(dāng)其尺寸不足時(shí)，可與另一土工材料合成材料連接。通常采用的連接方式有搭接、縫接、U形釘連接、粘結(jié)或焊接等，其中以搭接法和縫接法應(yīng)用較多，接縫總體質(zhì)量要求不漏縫、不斷線。采用搭接法時(shí)，土工材料材料的搭接長度必須足夠長，隨路基受力和地基地質(zhì)條件變化，通常為60cm～90cm。防護(hù)工程中，水中不規(guī)則鋪設(shè)，或塊石的重量和體積增大，搭接長度也應(yīng)隨之增加，護(hù)坡工程中，上坡段的土工材料合成材料應(yīng)搭接在下坡段土工材料合成材料之上，施工中應(yīng)盡量避免將搭接部位留設(shè)在受力部位。土工材料織物幅與幅之間采用搭接法進(jìn)行縱向連接時(shí)，其搭接寬度宜為0．3皿～0．5m，土工材料柵格可以不設(shè)搭接，采用密貼排放的方法。土工材料合成材料受力方向連接應(yīng)采用可靠的措施，連接強(qiáng)度應(yīng)不低于設(shè)計(jì)容許強(qiáng)度。鋪設(shè)多層土工材料時(shí)，其上下層接縫應(yīng)交替錯(cuò)開，錯(cuò)開距離不應(yīng)小于0．5m。土工材料合成材料的連接也可以采用縫接法。采用尼龍線將土工材料合成材料縫接，接縫形式有對面縫合折疊縫兩種。采用縫接法，接縫處的強(qiáng)度可以達(dá)到完整部位的80％，工程性能良好，能滿足工程要求，工程中應(yīng)用的比較普遍．如果采用折疊式接縫形式，并采用兩道縫合線，其強(qiáng)度還可以提高。現(xiàn)場施工中，如果土工材料合成材料有破損，應(yīng)先將破損部位補(bǔ)好在進(jìn)行鋪設(shè)。
鋪設(shè)過程中，應(yīng)避免合成材料被火種燒蝕，還應(yīng)避免長時(shí)間暴曬。鋪設(shè)完畢后，及時(shí)回填水穩(wěn)定性材料。土工材料合成材料的保存應(yīng)避免高溫，以防在空氣中老化。@
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