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摘要:由于软土具有强度较低、压缩性较高和透水性很小等特性, 因此在软弱地基上修建建筑物,必须重视地基的变形和稳定问题。软弱土地基上的建筑物往往会出现地基强度和变形不能满足设计要求的问题, 因而常常需要采取措施, 进行地基处理。处理的目的是提高软弱地基的强度, 保证地基的稳定,降低软弱土的压缩性, 减少基础的沉降和不均匀沉降。目前针对软弱地基的不同构成有很多不同的处理方法。
关键词:道路桥梁;软弱地基;地基处理
1.道路桥梁施工中软地基处理的目的
道路桥梁施工中软地基处理的目的就是改善地基的渗透性质或者变性性质,从而提高地基的承载力,减少不均匀沉降和基础的沉降,降低软弱地基的压缩性,保证地基的稳定。对于软弱地基的处理通常采取人工的方法进行处理,主要从以下几个方面对软弱地基的性质进行改善:
(1)减少或者消除膨胀土的涨缩性和黄土的湿陷性。
(2)地基的振动特性得到改善,使抗震性能得到提高。
(3)要对地基的透水特性得到改善。
(4)要使地基的抗变形特性得到提高。
(5)通过提高土体强度来改善剪切特性。
2.道路桥梁施工中软弱地基的影响表现
关于道路桥梁施工中的软弱地基,在施工过程中容易受到桩侧泥皮、桩端沉渣和其他因素等的影响,从而影响道路桥梁工程整体的质量水平。这些影响主要体现为以下几点:
2.1桩侧泥皮影响
软弱地基条件下,桩基在成孔期时,利用优质泥浆护壁,以提高孔壁的稳定性,其中由泥浆颗粒吸附形成的泥皮,起到重要的作用。然而,泥皮有碍于混凝土与周围土体的黏结,使得桩侧的摩阻力大打折扣。经实验,分别确定了泥皮的含水率、天然密度、液塑限等,发现其含水率在液限之下,为软塑状态,而其不均匀系数在5之下,属于级配较差的均匀土,相比于桩间土,前者的抗剪强度和黏聚力指标都比较小。
2.2桩端沉渣影响
泥浆护壁钻孔桩施工时,由于是以泥浆作为冲洗介质,因此无法彻底清除桩端的沉渣,而沉渣能够改变桩端土的持力层性质,使得钻孔桩的承载力被削弱。譬如某道路桥梁工程的灌注桩间,存在330mm厚的沉渣,检查发现灌注桩受到沉渣影响,承载力已经降低了约30%左右,亟需将桩底填充的沉渣清除。
2.3其他因素影响
首先是成孔期间,桩端和桩侧在浆液侵蚀影响下,摩阻力下降,某些桩孔里面,泥浆液体无法全部排出,使得桩基土层被浸泡而逐渐松软,同时降低了土层的抗压强度;其次是水下混凝土施工期间,灌注导管里面的混凝土出现离析情况,使得桩底的混凝土强度降低,这对单桩承载力也有一定程度的影响;再次是混凝土硬化期间,其体积变小的同时,桩基的混凝土与孔壁之间的间隙,导致侧摩阻力减小,而单桩承载力也会随着降低。
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3.道路桥梁施工中对于软弱地基的处理措施
3.1 换填土处理方法
所谓换填土法是指当软弱土地基的承载力和变形满足不了设计要求,而软弱土层的厚度又不是很大时,将基础底面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去,然后分层换填强度较大的砂(碎石、素土、灰土、高炉干渣、粉煤灰)或其它性能稳定、无侵蚀性的材料,并压(夯、振)实至要求的密实度为止,多用于公路构筑物的地基处理。机械碾压、重锤夯实、平板振动可作为压(夯、振)实垫层的不同施工方法,这些施工方法不但可处理分层回填土,又可加固地基表层土。换填土法的加固原理是据土中附加应力分布规律, 让垫层承受上部较大的应力,
软弱层承担较小的应力,以满足设计对地基的要求。换填土法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层处理。
3.2塑料排水板加固法
使用塑料排水板对软土地基进行加固,是一项道路桥梁施工中一项较新的工艺与处理技术,具体是用机械在软土层中插入不同深度的塑料排水板,之后再利用预压荷载的作用,沿着塑料板使软土地基内的水份向上渗入到砂垫层中,实现软土地基加固的目的,进而使地基的整体承载力得到提高。近几年来,塑料排水板加固法在水上工程中得到了越来越广泛的应用,同时其打设深度也越来越深。这种该方法具有低造价、效果好、施工简单的优点,而且其具有较为成熟的经验。
动力固结法
动力固结又称强夯法,一般是通过9至30吨位的重锤采用9至20米的落距(最大高度可达50米),对地基土施加强大的冲击能,在地基土中形成冲击波和动应力,使地基土压密和振密,以加固地基土,达到提高强度、降压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性的目的。对于饱和粘性土地基,近年来发展了动力固结置换法,这是利用夯击能将碎石、矿渣等材料强力挤人地基,在地基中形成碎石墩,并与墩间土形成碎石墩复合地基,提高地基承载力和减小沉降。
3.3水泥粉煤灰碎石桩法
水泥粉煤灰碎石桩法是将少量的水泥、粉煤灰、碎石及加一定量的水进行搅拌,并通过长螺旋钻管内泵或者是振动沉管打桩机具等制成粘结度较高的桩,利用褥垫层使桩与桩之间的土形成复合地基。现今,多数的工程建设施工中通常是采用粉煤灰由水泥替代。即素混凝土桩,此类混凝土桩的强度等级一般为C10~C20较宜。结合以往的工程实践表明,在保证CFG桩质量的前提下,要根据工程的实际情况选取合适的施工工艺,满足工程设计的各项要求,可有效地提高地基的承载力。
3.4强夯加固法
重锤夯实加固法也是在软土地基的处理中常用的方法。强夯法一般是指工人通过卷扬机将重达3 吨的重锤吊起到一定高度,一般为六米到九米,重锤由上向下坠落,而产生了一个强大的冲击力,利用这个冲击力来夯实地基。多次的,高强度的冲击, 巨大的能量可有效的加固地基。重锤夯实法的主要注意事项有:锤子的重量、起落的距离、夯实的时间间隔和夯实的遍数等。
3.5竖向排水法
在本工程中软土层地基厚度大、均匀粘土地质使用竖向排水处理技术,在强粘性的底基层中设置垂直竖向排水柱,短距离排水强化地基固结排水,全面增强综合抗剪性能。通过纸板材料或矿井排水,振动沉桩、袋装打入、水射、螺旋钻入方式等开展良好设置,这种施工方式,是将处理目标放在填土坡面下,全面强化地基从而更加的稳定。比如,在砂井施工的过程中,根据基底沉降程度和稳定性实施计算并合理实施施工方案,挖掘砂井排水的直径和具体的施工面积要确定,施工前要对软土层表面铺设砂层,挖掘排水沟,全面降低地下水位,通过振动、打入、水射、螺旋钻入的施工方式处理桩柱,埋桩的深度不能高于二十米的限度。
4.结语
道路桥梁施工中的地基是桥梁与地表的连接部分,确保其施工质量具有重要的意义。而软弱地基的承载能力比较小,如果不对其进行处理,提高其承载能力和抗变形能力,则会对工程产生不良的影响。在本文中,笔者结合自身的工作经验,从软弱地基处理的目的和软弱地基处理的方法两个方面探讨了道路桥梁施工中软弱地基的处理。
参考文献:
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[4]温小斌.公路工程软基路段施工技术探讨[J].科技传播.2011(02)
论文作者:许燕
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/18
标签:地基论文; 软弱论文; 桥梁论文; 承载力论文; 道路论文; 沉渣论文; 土层论文; 《基层建设》2018年第3期论文;