施曉龍
摘 要:隨著我國社會經濟的快速發展,對于交通運輸業的需求越來越高,對于橋梁道路施工也越來越重視。而我國由于地域廣闊,地質的差異明顯,在許多地區有著非常廣泛的軟土分布,這給橋梁道路施工帶來了極大的不便。
關鍵詞:道路橋梁;軟弱地基;地基處理
軟弱地基系指道路橋梁地基是由沖填土、雜填土、淤泥、淤泥質土或其他高壓縮性土層構成的,由于軟弱地基中具有非常高的含水量,其承載力也較低,在荷載作用下滑動或固結沉降等問題極易出現,這使得在大型橋梁、高路堤、大量的涵洞、通道等處的道路橋梁施工安全不能得到保證,軟弱地基會對其造成一定的危害。所以,在道路橋梁施工中,對軟弱地基的處理非常關鍵。
1 道路橋梁施工中軟地基處理的目的
道路橋梁施工中軟地基處理的目的就是改善地基的滲透性質或者變性性質,從而提高地基的承載力,減少不均勻沉降和基礎的沉降,降低軟弱地基的壓縮性,保證地基的穩定。對于軟弱地基的處理通常采取人工的方法進行處理,主要從以下幾個方面對軟弱地基的性質進行改善:(1)減少或者消除膨脹土的漲縮性和黃土的濕陷性。(2)地基的振動特性得到改善,使抗震性能得到提高。(3)要對地基的透水特性得到改善。(4)要使地基的抗變形特性得到提高。(5)通過提高土體強度來改善剪切特性。
2 道路橋梁施工中對軟弱地基處理的常見方法
2.1 管樁加固法。管樁加固主要是通過現場灌注鋼筋混凝土管樁完成的,這種管樁主要是利用大直徑長螺旋現澆薄壁筒樁鉆機和現澆混凝土薄壁管樁機制成的,是當前樁基工程中一種較新的樁型。利用樁筒的內壁和土體相互結合,使整樁和土體的摩阻力得到加強,進而提高了單樁的承載力。其優點是:成樁質量好、高效快速的施工、較好的耐久性和經濟性、承載力高、對多種土層都適用,并且還具有保護環境的意義。
2.2 塑料排水板加固法。使用塑料排水板對軟土地基進行加固,是一項道路橋梁施工中一項較新的工藝與處理技術,具體是用機械在軟土層中插入不同深度的塑料排水板,之后再利用預壓荷載的作用,沿著塑料板使軟土地基內的水份向上滲入到砂墊層中,實現軟土地基加固的目的,進而使地基的整體承載力得到提高。近幾年來,塑料排水板加固法在水上工程中得到了越來越廣泛的應用,同時其打設深度也越來越深。這種該方法具有低造價、效果好、施工簡單的優點,而且其具有較為成熟的經驗。
2.3 加筋技術。目前,《公路加筋土工程設計規范》和《公路加筋土工程施工技術規范》是施工中加筋所要遵循的規范要求。對軟弱地基的加筋處理是指是指將土工合成材料或鋼筋混凝土帶、尼龍繩、鋼帶、鋼條、等鋪設在人工填土的路堤或擋墻內;或把土錨或土釘、碎石樁、樹根樁等打入邊坡內。通過這種方法得到的人工復合土體,能夠具有很強的抗壓、抗拉、抗彎和抗剪作用,能夠使地基承載力提高、沉降減少,而且能使地基穩定性得到極大的加強。
2.4 動力固結法。動力固結,又叫做強夯法,通常是使9~30t 的重錘在9~20m的落距內砸下,施加給地基土一個極大的沖擊,使地基土中形成沖擊波和動應力,壓密、振密地基土,使地基土得到加固,使其強度提高,對砂土的抗液化條件進行改善,并且使濕陷性黃土的濕陷性得到消除。
2.5 水泥粉煤灰碎石樁法。水泥粉煤灰碎石樁法也就是少量水泥、粉煤灰、碎石,加水進行拌合,利用長螺旋鉆管內泵或者振動沉管打樁機具制成粘結度較高的樁,通過褥墊層使樁和樁間的土形成復合地基。目前,很多工程在施工的過程中通常采取粉煤灰由水泥進行代替,也就是素混凝土樁,強度等級一般是C10-C20最為合適,不能過高。通過大量的實踐證明,保證CFG樁質量的前提下,要注意選取合適的施工工藝,能夠使工程的需要得到滿足,能夠得到很高的承載力。
2.6 孔內深層強夯法。孔內深層強夯法是我國地基處理技術在國際上拿到了尤里卡金獎,也是在國際上拿到的唯一金獎。這種方法就是采取首先在地基內成空,然后在孔內放入重錘,分層填料后強夯或者邊加料邊強夯。孔內深層強夯法與其他技術相比存在著不同的地方:孔內深層強夯法也就是地基深處的強夯是通過孔道進入的,自下而上利用異型重錘對填料進行強擠密、超壓強、高動能的進行強夯作業在孔內深層進行,使孔內的填料對樁周土進行加固擠密同時沿豎向深層壓密固結,對于不同的土質,要選取合適的工藝使樁體獲得托盤狀、擴大頭、串珠狀,有利于樁與樁之間增大摩阻力,樁間土的緊密咬合程度增加,承載力得到提高,地基通過處理剛度較為均勻;地基處理深度能夠到達30米以上,不受地下水的影響,沉降變形小,變形模量高。
孔內深層強夯法保護了環境,減少了污染,節省了工程投資,不用水泥、鋼筋,變廢為寶,通常選用建筑垃圾處理地基,用料比較廣泛突破了多年的傳統觀念,是一種專利新技術。這種技術主要用于紅粘土、膨脹土、風化巖、液化土、軟弱土、濕陷性黃土、大厚度雜填土以及具有巖溶土洞、古墓、地下人防工事、硬夾層軟硬不均等各種復雜疑難的地基處理。這種技術可以根據設計要求和地質情況,就地取材,例如混凝土、灰土、土夾石、粉煤灰、砂卵石、毛石、砂、素土、工業無毒廢料、建筑碴土等材料都可以做成各種DDC樁。施工速度快,施工噪聲低、地面振動小、施工質量比較容易得到控制,工程造價大幅度得到下降。
2.7 碎石樁加固法。砂石樁法是在軟弱地基中成孔后,通過沖擊、振動或水沖等方式將砂或碎石擠壓入成孔中,使之形成由大直徑砂石構成的密實樁體,主要包括砂樁、砂石樁和碎石樁,將其統稱為砂石樁。作為持力層,基礎下的復合層由砂石樁與土一起組成,使地基承載力得到提高且使變形降低。一般的對于粉土、黏性土、松散砂土、雜填土以及素填土地基比較適用。
2.8 換填土法。換填土法對軟弱地基的加固原理是根據土中附加應力的分布規律,使墊層對上部較大的應力進行承擔,而使軟弱層承擔的應力減小,這樣可以使地基的設計要求得到滿足。這種方法對于素填土、雜填土、淤泥、淤泥質土、濕陷性黃土地基或者暗塘、暗溝等的淺層處理都比較適用。在道路橋梁施工時軟弱地基的承載力和變形不能達到設計要求,并且軟弱土層的厚度也不是很大的時候,需要挖去基礎底面下處理范圍內的軟弱土層部分,之后使用強度較大的砂(灰土、碎石、素土)或其它性能穩定、無侵蝕性的材料進行換填,并按照要求的密實度進行壓實,通常在公路構筑物的地基處理中應用較多。
3 結語
地基處理的目的是利用置換、夯實、加筋、排水固結和熱力學等方法加固地基,使地基的性能得到改善,滿足道路工程的要求。隨著我國經濟建設的迅猛發展,軟弱地基處理技術的改善提高對道路橋梁施工的發展有著極其重要的意義,在工程建設等方面也提供著越來越多的幫助。科技水平的進步,使得地基處理理論和地基處理新材料、新機械和新工藝不斷得到更新發展,新的軟弱地基處理方法必然會隨之出現,并且在道路橋梁施工中發揮其重要作用。
參考文獻
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