軟地基處理有哪些施工工藝,軟地基處理的常用方法
軟土地基,軟土厚度較大,力學性質(zhì)較差,為了保證地基穩(wěn)定性,減小工后沉降和差異沉降,提高地基承載力,必須需要對軟地基進行地基處理加固,在滿足穩(wěn)定、沉降及滿足構造物的承載力要求后方能填筑路基。
軟地基處理方法有哪些施工工藝
在沿海珠三角地區(qū)較常采用的軟基處理工藝有:堆載預壓法、真空預壓法、塑料排水板真空聯(lián)合堆載預壓法、水泥攪拌樁、CFG 樁、預應力管樁復合地基等。

(1)堆載預壓法(超載預壓)
堆載預壓法的原理是軟土地基在荷載作用下,通過布置豎向排水體,使土中的孔隙水被慢慢排出,孔隙比減小,有效應力增加,地基發(fā)生固結變形,土體強度得到提高,地基承載力也得到提高。
堆載預壓法是由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分共同組成:
排水系統(tǒng):設置排水系統(tǒng)主要在于改變地基原有的排水邊界條件和借助排水系統(tǒng)來增加孔隙水排出的途徑,縮短排水距離,減少加固時間。
加壓系統(tǒng):就是起固結作用的荷載,使地基土的有效固結壓力增加而產(chǎn)生固結。
排水系統(tǒng)包括垂直排水體和水平排水體,前者如砂井、袋裝砂井、塑料排水板、鋼絲濾管等,后者包括砂墊層、土工合成材料等。加壓系統(tǒng)為軟基上堆填的土石料或上覆水。堆載預壓法的優(yōu)點是原理清晰、工藝簡單、效果顯著,缺點是需要大量土石料,加荷速度慢,堆載高度過高或加載速度過快都可能造成周邊地面隆起,出現(xiàn)地基失穩(wěn)現(xiàn)象。

(2)真空預壓法
真空預壓法的加固機理主要是以抽氣形成薄膜內(nèi)外的壓力差作為預壓荷載。抽氣在薄膜下的墊層與豎向排水體中形成負壓(真空壓力)。利用土體中正??紫端畨毫Υ蟠蟪^砂井或塑料排水板中的真空壓力這一能量差(相當于預壓荷載),迫使土體中孔隙水向井滲流??紫端畨毫Σ粩嘟档?,有效應力不斷增加,從而促使土體固結。抽氣使得密封于土體中得氣體排出,土的滲透性增大,也加速了土體得固結。
(3)塑料排水板真空聯(lián)合堆載預壓法
塑料排水堆載預壓豎向排水體系采用 SPB-C型塑料排水板,間距1.0m,按正形布置,塑料排水板長度不大于25m;砂墊層厚度為800mm,在砂墊層中埋設主、支(濾)管,主管采用φ90mmPVC 管,支(濾)管采用φ75mmPVC 管;砂墊層上鋪設二層無紡土工布,內(nèi)夾兩層密封膜,密封膜采用聚氯乙稀薄膜,施工時,膜內(nèi)真空度要求在80kPa 以上;在保證密封完好的情況下,再聯(lián)合堆載土方。堆載填土需分級填筑,每級填土厚度不應超過 1.0m,且每級填土應按相應路基填土規(guī)范分層填筑并壓實,填土預壓過程中需加強監(jiān)測,待填筑土體穩(wěn)定后再進行下級填土。真空聯(lián)合堆載預壓期不小于3 個月,地基平均固結度要求達到 85%以上。
對于塑料排水堆載預壓工程,主管宜采用直徑50~90mm的硬PVC 管,支管宜采用直徑50~75mm的硬PVC管,主管、支管環(huán)剛度應不低于 4KN/㎡。支管間距宜6m 左右,支管上每5cm 鉆一直徑8~10mm 的小孔,支管外包不小于200g/㎡透水土工布。

真空預壓時間:
1)根據(jù)預壓期和營運期作用在地基上荷載的大小,預壓分為欠載預壓、等載預壓和超載預壓。若預壓荷載等于地基荷載與地面等效荷載之和,稱為等載預壓;若預壓荷載大于地基荷載與地面等效荷載之和,稱為超載預壓;若預壓荷載小于地基荷載與地面等效荷載之和,稱為欠載預壓。
2)等載應取路面荷載、路堤荷載、路面設計使用年限內(nèi)的沉降附加荷載之和。預壓荷載應根據(jù)軟土性質(zhì)、路堤設計高度、填料情況及施工工期等確定,并應考慮路面換算荷載。應根據(jù)施工監(jiān)測資料推算等載對應的總沉降。
3)超載厚度、預壓時間宜使軟土層相對等載的固結度大于 1,超載厚度宜 1~2m,超載后的路堤穩(wěn)定安全系數(shù)仍應滿足規(guī)范要求。每個超載路段長度宜大于 50m(預壓時間不宜小于 6 個月)。
4)實際預壓時間應根據(jù)施工監(jiān)測成果確定,卸載前結構物附近地基應同時滿足沉降速率、工后沉降、工后差異沉降率要求,其他地基應滿足沉降速率和工后沉降標準。軟基處理的沉降控制指標可參考下表執(zhí)行(埋設市政管線的軟土地基,應滿足管線沉降的相應控制指標)。
5)實際預壓時間應根據(jù)施工監(jiān)測成果確定,卸載前結構物附近路基應同時滿足沉降速率、工后沉降、工后差異沉降率要求,其他地基路段應滿足沉降速率和工后沉降標準。軟基處理的沉降控制指標可參考下表執(zhí)行(埋設市政管線的軟土地基,應滿足管線沉降的相應控制指標)。

(4)水泥攪拌樁
水泥攪拌樁復合地基加固軟土,是通過攪拌機沿深度將水泥固化劑與地基土強制就地攪拌形成水泥土樁,經(jīng)一系列的物理化學作用形成強度較高的樁體后與軟土共同作用形成復合地基,用以加固軟弱土層,根據(jù)軟土天然含水量的不同,水泥攪拌樁施工分干噴法和濕噴法,干噴法是將水泥粉噴入地下,與軟土攪拌成樁。而濕噴法是將水泥漿噴入地下與軟土攪拌成樁。
其特點是:處理深度有限、工后沉降小、工期短、但造價相對較高。受施工工藝的限制,目前水泥攪拌樁只能較可靠的處理到15m以內(nèi)的深度。施工樁長越長,樁底端成樁質(zhì)量越差。對于軟基深度大于15m的地基路段,若采用水泥攪拌樁處理,攪拌樁處理長度按最長15m 進行控制,部分項目采用“水泥攪拌樁二次處理”方法處理深層軟土,先對地基進行堆載預壓,待沉降基本穩(wěn)定后再施工水泥攪拌樁,以進一步提高復合地基路段的地基穩(wěn)定和降低其工后沉降。

(5)CFG 樁
CFG樁是在碎石樁的基礎上摻加適量石屑、粉煤灰、和水泥加水拌合,制成一種粘結強度較高的剛性樁體,又稱水泥粉煤灰碎石樁。CFG樁復合地基法,實質(zhì)上是一種由剛性樁與碎石墊層和樁周軟土共同組成的地基。它與攪拌樁組成的復合地基的區(qū)別在于,樁體強度比攪拌樁高,在組成的復合地基中樁承擔的荷載應更大。用它處理高填方橋頭深厚軟基的思路是將高填方路堤荷載通過樁體傳入深層好的地層上,繞過了上部軟弱土層,避免產(chǎn)生過大的軟土壓縮量和施工中會出現(xiàn)的路堤穩(wěn)定問題,加快了施工進度及大大減少了工后沉降量。

(6)預應力管樁復合地基
預應力混凝土管樁復合地基法是一種由高強度剛性樁與樁周軟土共同組成的地基,它與CFG 樁、攪拌樁等復合地基的區(qū)別在于樁體強度比 CFG 樁、攪拌樁高,而且在樁頂設置面積較大的混凝土承載板。在組成的復合地基中,樁承擔更大的荷載,充分發(fā)揮樁的高承載特性,可以大大減少高填方路堤的工后沉降量,加快施工進度。
預應力管樁復合地基在提高地基承載力,減小沉降,改善地基抗震性能等方面具有較大的潛力和靈活性,使預應力管樁復合地基技術具有較大的生命力。
來源:廣州市盛洲地基基礎工程有限公司
廣州市盛洲地基基礎工程有限公司是一家集科研、生產(chǎn)、設計、施工為一體的軟基處理高新企業(yè)。公司擁有行業(yè)內(nèi)優(yōu)秀的管理人才和設計施工團隊,以安全、高效、環(huán)保的施工,建造優(yōu)質(zhì)精品工程,目前已經(jīng)承接的項目有深圳機場二期工程、新加坡德光島填海造陸工程、澳門大學工程、港珠澳大橋島隧工程、印度達姆拉港工程、印尼KBN集裝箱堆場工程、香港科技大學(廣州)項目、陽江LNG調(diào)峰儲氣及配套碼頭項目、溫州普洛斯智慧物流園等軟基處理工程項目,盛洲始終堅持以誠信、專注、創(chuàng)新、共贏為己任,打造軟基處理行業(yè)領跑者。