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粉喷桩与塑料排水板加固软土地基的比较粉喷桩与塑料排水板是两种常用的软土地基加固方法,各有其适用范围与优缺点。
粉喷桩是通过专用机械将水泥粉等固化剂喷入软土中,并与原土搅拌形成桩体,从而提高地基承载力、减少沉降。该方法适用于含水量较高、厚度较大的软土层,具有加固效果好、桩体强度高、施工效率高等优点,但工程造价相对较高,且施工过程中易受地下水位影响。
塑料排水板则是一种排水固结措施,通过在软土中插入塑料排水板形成竖向排水通道,加速孔隙水排出,提高土体固结速度。该方法施工简便、成本较低,适用于大面积软基处理,尤其适合工期较长的工程。但其加固效果相对较慢,依赖后续填土预压,承载力提升不如粉喷桩明显。
本项目范围内、地下水位在黄海1.4m左右,变化幅度 0.5~1.5m,整个工程建于深厚的软基上,上覆0.5~1.2m的 素填土,其下为淤泥质亚粘土和淤泥层,层厚最大达18m,软 土的天然含水量≥液限,天然孔隙比≥1.0.十字板剪切强度 <35kPa。具有强度低,变形量大且持续时间长,含水量高且 渗透性差等特点,属于典型的软土地基。
为探寻较为合理的处理地基的方法,对粉喷桩和塑料排 水板进行了比较,其中K60+470路段采用塑料排水板进行 地基处理,而K60+520路段采用粉喷桩进行加固,加固深度 15m.填土平均高度4.8m左右。
2.1施工期沉降(瞬时沉降)比较
在比较填土工期沉降时,按埋深2m处的深标进行比较。 比较结果如表1所示。
从表1可以看出,在达到粉喷桩加固路基的临界高度 (3.0m)之前,在填土速率快4倍的情况下,粉喷桩加固的路 基与塑料排水板加固路基相比,沉降速率是塑料排水板加固 的17.5%,而施工期沉降是塑料排水板加固的12.7%,也就 是说,用粉喷桩加固软土地基,可以大大减少施工期沉降,降 低沉降速率,一方面可以减少总沉降,另一方面也可以加快 填筑速率,而不会使路基失稳。
2.2沉降历时曲线比较
根据以往经验,粉喷桩复合地基的沉降主要是在路堤填 筑时发生,沉降量通常较小,而塑料排水板历时较长,这是由 于它们各自的加固机理所决定的,从工程施工过程中得到的 资料分析,可得到如下结果。 两试验路段的加荷都经历相似的加载过程,即加载高度 达到3.3m之后,停止加荷约5个月左右,再继续加荷;在这 样的加荷过程中,粉喷桩的沉降值较小,且在加荷停止后,沉 降速率能很快减缓,而塑料排水板的沉降较大,且能够在维
持较大沉降速率的条件下,延续很长时间!
不同的加固方式,在其它工况条件基本类似的条件下、 侧向变形规律不同,具体比较如表2所示。
表2侧向变形对比(填土高度在3.3m之前)
从表2中可以看出,用塑料排水板加固路基,在相同荷 载作用下,最大变形值是粉喷桩加固的2~3倍,且最大侧向 变形的位置(潜在破坏面的位置)变浅了,这说明在路基稳定 方面,用粉喷桩加固要好于用塑料排水板加固。
2.4总体加固效果比较
在加固范围内、粉喷桩加固体内部(埋深2.0m与埋深 13.0m的深标)的沉降值相差不大,说明加固体本身的变形范 围很小,但在塑料排水板加固条件下,加固范围内、不同深度 位置的沉降值相差很大,最大可以达到1倍,说明加固体本身 的强度在短时间内变化不大,从而造成加固体本身变形较大。
塑料排水板加固的路基工后沉降一般大于粉喷桩加固 的路基,用粉喷桩加固的路基工后沉降仅为塑料排水板的1/ 4左右
在比较效益时,应从加载速率、工期及施工费用等几个方面
综合考虑,通过以往经验,二者有以下不同: (1)塑料排水板工后沉降历时较长,故预压期较长,通常 在12个月左右,而粉喷桩工后沉降,一般最多仅需3个月。 (2)塑料排水板加固软基、其他地基的侧向变形都较大 对路基填筑速率制约较大,如速度过快,路基很容易失稳。 (3)按照本工段的实际情况,路基宽26m,粉喷桩间距为 1.2m,塑料排水板间距为1.3m(深度均为15m)计,加固100m 长的路段所需时间及费用如表3所示。
表3粉喷桩与塑料排水板施工时间与费用比较
由表3可以看出,塑料排水板加固软基施工速度较快0067 某污水处理厂工程-安装部分施工组织设计, 但由于其固结慢、沉降大,由此而引起的路基填筑时间较少, 且要经历较长的预压期,从而总工期远远延长,另外在费用 上,虽然粉喷桩的加固费用较高,但考虑塑料排水板砂砾垫 层、路基超(等)载、沉降补偿及路面维护等费用,两者加固达 到公路正常使用所需的总费用应相差不大
上,虽然粉喷桩的加固费用较高,但考虑塑料排水板砂砾垫 层、路基超(等)载、沉降补偿及路面维护等费用,两者加固达 到公路正常使用所需的总费用应相差不大。 (洪流,西宁工程建设监理公司,青海省西宁市五四大 街28号810001;刘公宁,西宁市城市建设发展有限公司,青 海西宁810001)
(洪流,西宁工程建设监理公司,青海省西宁市五四大 街28号810001;刘公宁,西宁市城市建设发展有限公司,青 海西宁810001)
中国建筑科学研究院建筑机械化研究分院