高速公路软基处理论文 第3页
2 常见软基处理方法
2.1 公路工程软基处理方法的分类
地基处理方法的分类多种多样，其中最本质的是根据地基处理原理进行分类，即改善地基应力和变形条件、土性改善、复合地基等三类，如图1-1所示。
不过，对地基处理方法进行严格分类是比较困难的，不少地基处理方法具有多种处理效果，如碎石桩具有置换、挤密、排水和加毕业论文
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http://www.751com.cn/ 土垫层法
改善地基应力和变形条件 土工聚合物
反压护坡法
预压法
土性改善 竖相排水体法
地基处理 强夯法
其它方法
深层搅拌桩复合地基
复合地基 碎石桩复合地基
旋喷桩复合地基
加筋土复合地基
图1-1高等级公路软土路基处理常用方法
2.2 我国高速公路常用软土地基处理方法简介
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、排水固结法、土工聚合物加筋法、碎石桩法、水泥土搅拌桩法等，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。
2.2.1 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。
2.2.1.1 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。
2.2.1.2 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.
2.2.2 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。
2.2.2.1 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。
2.2.2.2 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.
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