强夯置换处理软土地基工程应用探究

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1、强夯置换处理软土地基工程应用探究　　摘要：简述软土的工程特性，强夯置换法的工作原理及工艺流程，根据山东省滨德高速公路软基处理工程实例，分析强夯置换对软土地基的处理效果。总结施工经验，对该地区强夯置换施工提出可行性建议。关键字：软土工程特性软基处理强夯强夯置换中图分类号：TU47文献标识码：A1软土的工程特性 软土的性质与地基土的成层构造、沉积年代、成因类型有密切关系。不同年代和成因的软土，其物理性质指标尽管可能相近，但作为地基，工程性质却可能相差很大。 (1)含水量较高。因为软土的成分主要是由粘土粒组和

2、粉土粒组组成，并含少量的有机质。粘粒的矿物万分之二为蒙脱石、高岭石和伊利石。这些矿物晶粒很细，呈薄片状，表面带负电荷，它与周围介质的水和阳离子相互作用，形成偶极水分子，并吸附于表面形成水膜，在不同的地质环境下沉积形成各种絮状结构。因此这类土的含水量比较高。 15(2)透水性差。软土的渗透系数一般在1×10-6～1×10-8cm/s之间，所以在荷载作用下固结速度很慢。当地基中有机质含量较大时，土中可能产生气泡，堵塞渗流通道而降低其渗透性。所以在软土层上的建筑物基础的沉降拖延很长时间才能稳定，同样在荷载作用下地基土的

3、强度增长也是很缓慢的。 (3)压缩性较高。一般正常固结的软土层的压缩系数约为0.5～1.5Mpa-1，最大可达到4.5Mpa-1；压缩指数约为0.35～0.75。天然状态的软土层大多数属于正常固结状态，但也有部分是属于超固结状态，近代海岸滩涂沉积为欠固结状态。欠固结状态土在荷重作用下产生较大沉降。超固结状态土，当应力未超过先期固结压力时，地基的沉降很小。 (4)流变性强。在荷载的作用下，软土承受剪应力的作用产生缓慢的剪切变形，并可能导致抗剪强度的衰减，在主固结沉降完毕之后还可能继续产生可观的次固结沉降。

4、 2软弱地基的主要处理方法目前软基处理的主要方法有：(1)换填垫层法。换填垫层法主要作用是提高地基的承载力。其方法是将基底下一定范围内的软弱土挖去，换填砂、碎石和素土等散体料，并分层夯实成低压缩性的地基持力层。 (2)挤密法。挤密法即先往土中打入桩管成孔，然后在孔内填入砾石、砂、石灰，灰土等捣实而成。此法适用于含砂粒、瓦屑的杂填土及含砂量较多的松散土地基，对粘性大的饱和软土地基，由于渗透性小，在加固过程中不能排出很多水分，故挤密效果不大。 15(3)深层搅拌法。此法通过特制的搅拌轴的轮叶，从地

5、面开始破土搅拌至加固的深度，打开阀门将水泥浆或水泥粉由搅拌头注入地基中，用搅拌头强制搅拌均匀。 (4)灌浆法。用钻机成孔，将注浆管放入孔中需要灌浆的深度，钻孔四周顶部封死。启动压力泵，将搅拌均匀的水泥浆或水泥砂浆压入土的孔隙和岩石的裂隙中，同时挤出土中的自由水。水泥浆凝固后，土体与岩石裂隙胶结成整体。此法基本上不改变原状土的结构和体积，所用灌浆压力较小。适用于卵石、中、粗砂和有裂隙的岩石。如是粘性土，则用较高的压力灌入浓度较大的水泥浆或水泥砂浆。 (5)强夯法。强夯法是将重锤起重到一定高度，然后自由下落

6、，重复夯打，以加固地基，使强度提高，压缩性减小。强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。。(6)强夯置换法。强夯置换法可以说是在强夯的基础上对软土地基进行加固的一种方法。它的加固机理与强夯法不同，强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软塑～流塑的粘性土等地基工程。3强夯及强夯置换3.1概述工程实践表明，强夯法具有施工简单、加固效果好、使用经济等优点，因而被世界各国工程界所重视。对各类土强夯处理都取得了十分良好的技术经济效果。15当前，应用强夯法和强夯置换法处理的工程范围极为广泛，有

7、工业与民用建筑、仓库、油罐、储仓、公路和铁路路基、飞机场跑道及码头等。总之，强夯法在某种程度上比机械的、化学的和其它力学的加固方法更为广泛和有效。3.2加固机理强夯法是利用强大的夯击能给地基一冲击力，并在地基中产生冲击波，在冲击力作用下，夯锤对上部土体进行冲切，土体结构破坏，形成夯坑，并对周围土进行动力挤压。目前，强夯法加固地基有三种不同的加固机理：动力密实、动力固结和动力置换，它取决于地基土的类别和强夯施工工艺。(1)动力密实采用强夯加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土是基于动力密实的机理，即用冲击型动力荷载，使土体中的孔隙减小

8、，土体变得密实，从而提高地基土强度。非饱和土的夯实过程，就是土中的气相(空气)被挤出的过程，其夯实变形主要是由于土颗粒的相对位移引起。实际工程表明，在冲击动能作用下，地面会立即产生沉降，一般夯击一遍后，其夯坑深度可达0.6～1.0m，夯坑底部形成一层超压密硬壳层，承载力可比夯前提高2～3倍。非饱和土在中