(河北 石家莊 050000)
軟地基主要是針對工程建設中地基較為松軟的地質而言,包括淤泥等軟土、沖填土和雜填土等土質。軟土主要有泥炭、淤泥類型,單位立方軟土的土質含水量較高、密度低、強度小、透水性差,根據軟土的沉積環境,可以分為濱海、河灘、湖泊、沼澤軟土。軟土作為地基,穩定性、牢固性和排水性差。沖填土屬于人工填土,主要是將從河海航道或是河底獲取的泥砂,摻雜一定量的泥漿,沖填到筑有圍壩或者填土區內,在較長時間的沉淀中形成。沖填土與回填土不同,它經過了一定的沖填過程,固結性、穩定性較軟土稍好。具體主要包括以下幾個方面:
在《公路工程名詞術語》中,軟土定義為“由天然含水量大、壓縮性高、承載能力低的淤泥沉積物及少量腐殖質所組成的土,主要有淤泥、淤泥質士及泥炭”。軟土按沉積環境分為下列四類:濱海沉積、湖泊沉積、河灘沉積和沼澤沉積。軟土的基本特性是:
1.具有高含水量、低密度、低強度、高壓縮性、低透水性和中等靈敏度的特點,一般含水量高達45%~50%,大于液限,孔隙比大于1.0,塑性指數為20 左右.強度為10—30kPa,壓縮系數為0.5-1.0Mpa,靈敏度為4~8。因此,該類土壓縮沉降量大,排水固結緩慢,地基穩定性差。
2.具有一定的結構性。
結構性的形成隨土的礦物成分、沉積環境、孔隙水的成分及沉積年代而不同。除南方湛江一帶有高結構性土外,軟土均具有一定的結構性。結構性的強弱可以用視超固結比來表示,結構性的主要作用是增大了土骨架的剛度,因此其力學特性與應力水平密切相關。應力水平較低時,土會呈現較好的力學特性:應力水平超過某臨界值后,土的結構性破壞,使力學性質明顯惡化,而且這種惡化是不可逆的,短期內很難恢復。此外,結構性粘土還具有剪脹性。
沖填土是人工填土之一,它是在疏浚江河航道或從河底取土時用泥漿泵將已裝在泥駁船上的泥砂,直接或再用定量的水加以混合成一定濃度的泥漿,通過輸泥管送到四周筑有圍堤并設有排水擋板的填土區內,經沉淀排水后而成。沖填土有別于素土回填,它具有一定的規律性。其工程性質與沖填土料、沖填方法、沖填過程及沖填完成后的排水固結條件、沖填區的原始地貌和沖填齡期等因素有關。
換填土處理法,就是當道路橋梁地基無法滿足所應有的承載力和穩定性,而且軟土層的厚度不大情況下,對軟土層進行采挖,然后根據實際需要分層填充穩定性較好的材質,如砂石、灰土、爐渣、粉煤灰等,并進行強夯打壓,加大地基的密度,提高地基承載力,降低沉降量,加快軟土地基的排水固結,使原來的軟土地基在改造后符合建筑施工的設計要求,從而保證工程施工的安全性。換填土處理方法依據的原理是土層的附加應力分布規律。這種方法,主要適用于土質不均勻、排水較差的軟土地基。
1.碎石樁加固法
碎石樁加固方法主要通過震動、沖擊等多種手段在軟地基中進行打孔,將穩定性和固結性較好的碎砂、砂石在地基擠壓、填充,形成直徑較大的密實度較好的樁體,也就是我們所說的砂石樁。砂石樁與原有軟土共同構成密室地基,作為持力層,因此提高地基的承載力,較少地基的變形。這種方式適用于密實度較低的雜填土、素填土、粘土等地基,這種地基加固方式和處理方法的成本造價較高,但是隨著經濟的不斷發展和技術的更新突破,砂石樁法開始在更廣范圍內得以應用。
2.夯實水泥土樁法
夯實水泥樁法與碎石樁加固方法類似,將水泥、粉煤灰等材料填充到軟弱地基中,形成水泥土樁,進行地基的加固,提高地基的承載力。這種方式施工簡便易行、施工周期短、造價較低,在許多地區得以充分利用。
3.鋼筋混凝土管樁法
在道路橋梁施工的軟弱地基處理中,鋼筋混凝土管樁法是當前我國加固地基較新的樁型。在施工現場,利用專用機械澆筑混凝土管樁,加大管樁與土體的摩擦力,增強單根管樁的承載力。鋼筋混凝土管樁法施工進度快,實用效果好,經濟效益高,持久性強,可以廣泛應用于各種軟弱地基的加固處理。
1.排水擠密加固法
顧名思義,排水擠密法主要適用于含水量較高的沼澤、江河湖海等周邊的軟土地基,通過特殊方式進行排水吸水,比如用機械將塑料排水板插入軟土層中,經過預壓負荷,使水分沿塑料板上滲到砂墊層中,以此來加固軟土地基的承載能力。排水擠密加固法,從另一個角度進行軟土地基的加固,是一種新技術和新工藝,加固處理效果好,施工簡單,在當前工程建設中的應用越來越廣。
2.深層密實加固法
深層密實加固軟如,采用特殊方式對軟土地基進行加密和固結,如爆破、擠壓等,深層加固與淺層加固方式相同,所不同的是使用的機械設備不同,而且這種方式可以在更廣的范圍內進行使用。深層密實加固方法適用于粘土、雜填土、素填土等多種軟土地基。
3.動力固結法或強夯法
動力軟土地基加固法又稱強夯法,一般采用8t~30t 的重錘,在8m~20m的高空對地基進行強夯打壓加密,實現加固地基、提高地基強度、減少壓縮性能、改善砂土抗液化條件,進而達到提高地基承載力的最終目的。
地基是橋梁和地表的連接部分,地基承受橋梁巨大的重力以及橋梁過路車輛的不斷負壓。軟弱地基的承載力較小,在施工過程是竣工之后都有可能產生巨大的風險。如果,不重視軟弱地基的處理和加固,會引起不同程度的危害,對道路橋梁施工中的軟弱地基進行加固處理,意義非凡。本文筆者主要從換填土處理法、管樁加固法、密實加固法、加筋處理技術這些技術進行問題的解決,希望對工程建設的施工起到很好的理論引導作用。