溫魁剛
摘要: 軟弱地基是整個道路橋梁工程系統中最為敏感,同時也是最為薄弱的環節,只有針對這一環節進行科學專業的處理,才能夠使得道路橋梁工程避免受到短板效應的影響,避免因一個環節的薄弱毀掉整個工程。在這種情況下,系統研究軟弱地基,并依照特性進行針對性處理,這樣才能夠將軟弱地基的隱患消除。本文探討了道路橋梁施工中對于軟弱地基的處理措施。
關鍵詞:道路橋梁;施工;軟弱地基;處理措施
地基是橋梁和道路建設中最重要的一環,隨著社會水平的不斷發展、車輛的增多等因素,道路和橋梁的損壞情況越來越嚴重。軟弱地基的承載能力比較低,不論是施工過程中或者是施工結束之后都有可能帶來極大的安全問題,對人們的生產生活帶來損害。
一、道路橋梁建設施工中對軟弱地基處理的意義和目的
在道路橋梁的施工過程中,經常會遇到軟弱地基的情況,地基是道路橋梁的基礎結構,提高軟弱地基的穩定性對保證道路橋梁的施工質量有著重要影響。要想保證軟弱地基的穩定性,應該首先了解該地區地基的滲透性質,明白該處地基的構造特點,然后根據地基的具體構造情況采取相應措施,進而改善地基的土壤滲透性質,提高軟弱地基的承載能力,以防止出現土層沉降,保證道路橋梁地基基礎的穩定性。
為提高道路橋梁軟弱地基的穩定性,采取相應的方法和對策后,能夠達到的效果主要有以下幾個方面:一是要降低土壤的濕陷性和膨脹土的脹縮性,這樣才能夠減少軟弱地基中出現土壤下陷、土層沉降的可能性;二是改善和降低軟弱地基中土壤的振動特點,這樣才能從根本上提高軟弱地基的抗震抗壓能力,提高其穩定水平;三是改善軟弱地基的透水性,這樣使得軟弱地基的抗剪切性能得到明顯改善。
二、道路橋梁施工中軟弱地基的處理原則
對于新的工程建設,首先應當考慮的是利用天然地基。對于淤泥質土,要利用其上部較好的土層作地基持力層,如果上部土層較薄,則要注意避免施工過程中對淤泥質土的影響;對于性能較穩定的工業廢料和雜填建筑垃圾,若其具有良好的密實度和均勻性,則可使用其作為地基。如果地基無法滿足施工要求,則應進行處理,根據軟弱地基的土質情況和施工實際情況,主要從以下幾點對軟弱地基進行改善:
1、 提高土質的抗剪強度,確保地基穩定。
2、 改善地基的透水特性,減少水滲漏,防止由于滲流造成地基破壞。
3、 降低土的壓縮性能,確保地基沉降量在允許的范圍內。
4、減少或消除土的漲縮性和沉陷性造成的地基變形,保證構造物的正常使用。
三、道路橋梁施工中對于軟弱地基的處理措施
1、 換填土處理法
換填土處理法,是當道路橋梁地基不能滿足應有的穩定性和承載力,且軟土層的厚度不符合要求的情況下,采挖軟土層,再根據具體需求,分層填充承載力和穩定性較強的材質,如,粉煤灰、砂石、爐渣或灰土等,進行強夯打實,從而增加地基的密度,降低地基沉降量,提高地基承載力,使軟土地基快速排水固結,使改造后的軟土地基能夠滿足道路橋梁施工設計要求,從而提高道路橋梁工程施工的安全性和合理性。換填土處理法的工作原理是根據土層附加應力的分布規律。換填土處理法適用于排水性差、土質不均勻的軟土地基。
2、 管樁加固法
管樁加固法主要有碎石樁加固法、鋼筋混凝土管樁法和夯實水泥土樁法等方法。
第一,碎石樁加固法。碎石樁加固法主要是利用沖擊、震動等手段,在軟弱地基中大孔,擠壓、填充地基中固結性和穩定性較強的砂石和碎砂,從而形成直徑較大且密實性較好的樁體,即砂石樁。原有軟土和砂石樁共同構成密實地基,將其作為持力層,有助于提高軟弱地基的承載力,避免出現地基變形的情況。碎石樁加固法適用于密實度低的粘土、雜填土和素填土等地基,其劣勢是成本造價高。但是隨著經濟和科技的不斷發展,碎石樁加固法開始得到了廣泛的推廣和應用。
第二,鋼筋混凝土管樁法。在處理道路橋梁軟弱地基的過程中,鋼筋混凝土管樁法是一種新型加固地基的方法,通過專用機械進行混凝土管樁澆筑,增加土體和管樁間的摩擦力,從而提高單根管樁的承載力。鋼筋混凝土管樁法的優勢是經濟效益高、施工進度快、高效便捷、持久性強,能廣泛應用在軟弱地基加固處理中。
第三,夯實水泥土樁法。夯實水泥土樁法和碎石樁加固方法非常相似,都是將粉煤灰和水泥等材料填充到軟弱地基中,進而形成水泥土樁,加固地基,提升地基承載力。夯實水泥土樁法的優勢是成本造價低、施工簡單方便以及施工周期短等,夯實水泥土樁法在許多地區得到了充分利用。
3、密實加固法
密實加固法主要包括深層密實加固法、高壓噴射注漿法、排水擠密加固法、動力固結法或強夯法以及水泥土攪拌法等方法。
第一,深層密實加固法。深層密實加固法是采取特殊方式加密和固結軟土地基,如,擠壓或爆破等,深層加固和淺層加固方式除了所采用的機械設備不同外,其他都相同。深層密實加固法適用范圍更廣。該方法在素填土、粘土以及雜填土等多種軟土地基中應用非常普遍。
第二,動力固結法或強夯法。動力固結法也稱為強夯法,在8m—20m 的高空使用重8t—30t 的重錘強夯打壓加密地基,提高地基的牢固性,降低地基壓縮性能,提高地基強度,使砂土抗液化條件得到有效改善,從而不斷提升地基的承載力。動力固結法主要應用在飽和性粘土地基中,這樣方式是傳統動力固結置換方式的延伸,利用外部夯打力,將強度高的材料填充到地基中,從而形成新的碎石墩,碎石墩和原有地基構成新的承載力強的復合地基,在某種程度上,有效地提升了地基的承載力。
第三,高壓噴射注漿法。高壓噴射注漿法和動力固結方法類似。該方法是采用高壓噴射機械,將固結性能較好的材料,如粉煤灰、水泥等,注入到軟弱地基深層,然后注漿,從而提升整個地基的固結性和強度。目前,高壓旋噴樁的處理深度比較大,最大處理深度是30m。高壓噴射注漿法在含水量較多的軟弱地基,如粉土、淤泥或者粘土等地基中應用比較普遍。
第四,水泥土攪拌法。水泥土攪拌法也稱為深層攪拌法,是將水泥、粉土等材料混入到粘土、淤泥等軟弱地基中,使用機械進行攪拌,從而提升整個地基的強度,有效地減少了地基含水量,提高地基承載力。
第五,排水擠密法。排水擠密法適用于含水量較多的江砂、沼澤或者湖海等軟弱地基,采取特殊處理方式,排水吸水,比如,通過機械將排水板插到軟弱地基中,進行預壓負荷,使水滲透到砂墊層上,從而提高軟弱地基的承載力。排水擠密加固法的功能是加固軟土地基,是一種新型的、先進的施工工藝,加固效果非常明顯,可操作性強,目前在道路橋梁工程領域得到了有效應用。
4、 加筋處理技術
加筋法主要是在軟弱地基中填充人工合成材料,能夠從軟弱地基的內部結構中出發,來提高軟弱地基的整體抗壓強度,例如由鋼筋、混凝土、鋼條、鋼帶等組成的混合材料,將其打入地基內部,并結合鉚釘來進行加固,能夠使軟弱地基不易變形和扭曲,提高軟弱地基的抗壓、抗拉、抗剪強度,進而保證道路橋梁的施工質量和水平。這種地基加筋處理方法,使用材料較為簡單,成本較低,并且施工過程較為順利,適用于大多數道路橋梁中軟弱地基加固處理。
總之,道路與橋梁是我國交通運輸最重要的載體,也是社會經濟向前發展進步的重要載體,謹慎處理軟弱地基問題,運用各種方法轉變或者轉化軟弱地基的物理屬性,使其真正成為托起整個國家經濟發展的重要力量。
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