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【摘 要】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。本文主要就是针对道路桥梁施工中的软土地基处理来进行探讨。
【关键词】道路桥梁;施工;软土地基处理
1、软土地基的概念及特性
软土地基是指压缩层主要由淤泥、淤泥质土或其他高压缩性土构成的地基,由于其组成物质松散因此承载能力很低,所以被称为软土地基。通常具有如下几个特性:
(1)孔隙比大:软土地基通常土质比较松散,土粒之间具有较大的空隙,所以孔隙比较一般的土体都比较大。
(2)含水率大:很多靠近河流、湖泊等位置的土体,地下水含量含丰富;或者是局部地区常年雨水丰富,都会导致土体内含有大量的水形成软土地基。
(3)压缩性高:软土地基由于其大的孔隙比和含水率,因此整体承载力较差,在承受外部压力的时候,空隙变小、内部水被挤压出,所以体积会急剧变小,如果应用在道路桥梁工程中,就会引起上部结构的沉降和开裂。
(4)透水性弱:由于很多软土地基已含有丰富的水,当上部雨水或养护的施水的时候,下部无法吸收,导致上部水会长期积累在路面无法排走,形成滞水。
(5)抗剪强度低:有些由于地质变化情况导致的断层带或软土层,在上部承受不均匀荷载的时候,很容易发生断裂,造成上部结构的破坏。
2、道路桥梁施工中软弱地基处理的目的
在道路桥梁施工中,经常会遇到软弱地基,而处理好软弱地基对于道路桥梁施工来说具有重要性。处理软弱地基的主要目的在于改变软弱地基的渗透性质,进而提高软弱地基的承载能力,防止地基出现不均匀的沉降,从而确保地基基础的稳定性。
软弱地基的处理一般采用人工方法,处理后应达到的效果应该有以下几个方面:
①降低或者是消除黄土的湿陷性,以及膨胀土的胀缩性;
②改善软弱地基的振动特性,从而使其抗震性能得到切实提高;
③软弱地基的透水性能得到明显的改善;
④软弱地基的抗变形性能得到明显改善;
⑤软弱地基的剪切特性得到明显改善。
3、软土地基在道路桥梁施工过程中的缺点
强度无法达到设计标准和要求的湿粘土被称作软土,土质强度、地基的干湿状况等条件在很大程度上影响着软土的稳定性,各类潮湿源头的作用和延续的时间决定了土质的含水量,而换水量的高低又直接影响着地基的干湿状况,因此,大部分地基软化的原因都是因为地基长时间处于地势低洼,并且容易积水的位置,再经过长年累月的浸泡,就造成了土质的松软。
3.1、软土地基容易产生形变
淤泥和淤质土是组成软土地基的主要成分,这导致了软土地基内存有大量的水,而这些水份还不容易流出,这就导致了软土地基具备了变形量大这一缺点。
3.2、软土地基压缩稳定所需要的时间较长
软土地基主要是以粘粒为主,虽然内部空隙较大,但是单个空隙的孔径较小,水份很难通过空隙流动,透水性能较低,饱和土在受到荷载作用时,内部的水份无法尽快排除,相应的压缩稳定时间较长。
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4、道路桥梁施工中软地基的处理技术
4.1、换填土处理法
当应有的承载力和稳定性在道路桥梁地基上不能得到满足,而且软土层的厚度并不大,在软土层上进行采挖,之后在考虑实际情况的基础上,分层填充如炉渣、粉煤灰、砂石和灰土等稳定性较好的材质,再对材质进行强夯打压,从而使地基密度加大,地基承载力得以提高,而沉降量下降,使软土地基的排水固结加快,从而让改造后的软土地基符合建筑施工中的设计要求,以此来确保施工过程的安全。上述方法就被称为换填土处理法。土层的附加应力分布规律是换填土处理方法依据的原理,在排水性较差且土质不均匀的软土地基上,这种方法被广泛应用。
4.2、管桩加固法
(1)碎石桩加固法
在软土地基中通过过震动、冲击等多种手段进行打孔,并将砂石、碎砂等在其固结性和稳定性较好时在地基中挤压和填充,从而形成密实度好且直径较大的桩体,又称砂石桩,这种方式就是碎石桩加固方法。持力层选择原有软土和砂石桩两者同时组成的密室地基,使得地基承载力提高,产生的地基变形较少。
这种方式在密实度较低的粘土、杂填土、素填土等地基上都可以使用,虽然成本消费较高,但是伴随着技术上的更新突破和经济的迅猛发展,这种地基加固方式和处理方法还是在更大的范围内应用普及。
(2)夯实水泥土桩法。类似于碎石桩加固方法,夯实水泥桩法是在软弱地基中填充粉煤灰、水泥等材料,形成水泥土桩后,对地基进行加固,使地基承载力得到提高。这种方法因为其施工周期短、成本较低、施工步骤简单易行等原因,被广泛应用于很多地区。
(3)钢筋混凝土管桩法。钢筋混凝土管桩法在道路桥梁施工中的软弱地基处理中,属于我国目前加固地基的较新的桩型。在建筑施工场地,专用机械浇筑混凝土管桩得到很好的利用,可以使管桩与土体的摩擦力加大,单根管桩的承载力增强。
4.3、密实加固法
(1)排水挤密加固法。在江河湖海和含水量较高的沼泽等周边的软土地基都能运用排水挤密加固法。显而易见,这种方法采用某种独特的方式排水和吸水,例如在软土层中插入机械将塑料排水板,水分经过预压负荷,沿着塑料板渗透到砂垫层,从而使软土地基的承载力得以加固。排水挤密加固法作为一种新兴的技术和工艺,从以往不同的角度对软土地基进行加固,在道路桥梁施工中得到广泛应用,具有施工简单,加固处理效果好等优点。
(2)深层密实加固法。采用挤压、爆破等特殊方式进行软土地基的固结和加密的方法就是深层密实加固法。这种方法虽然与浅层加固使用的机械设备不一样,但是方式的相同的,而且应用范围更广。在多种软土地基,如素填土、杂填土、粘土中都能应用深层密实加固方法。
(3)动力固结法或强夯法。为了使地基承载力得到提高,一般在8m ~ 20m 的高空,采用8t ~ 30t 的重锤进行地基的强夯打压加密,从而使砂土抗液化条件得到改善,并且使压缩性能减少、地基强度提高、地基得到加固,这种方法就是动力软土地基加固法,也称为强夯法。这种方法在饱和性粘土地基中适用,将传统动力固结的置换方式加以延伸,在地基中利用外部夯打力打入强度较高的材料,施工过程中会形成碎石墩,它和原有地基共同组成具有新的承载力的强调复合地基,使地基承载力在很大程度上得以提高。
(4)高压喷射注浆法。类似于动力固结方法,高雅喷射注浆法将固结性和强度较高的材料如粉煤灰、水泥等通过高压喷射机械向深层软弱地基进行注浆,从而使地基强度提高。在道路桥梁施工中,目前高压旋喷桩处理的最大深度为30m,深度较大。该方法在粉土、粘土淤泥等含水量较多的软土地基中都能使用。⑸水泥土搅拌法。在粘土、淤泥等软土地基中混入水泥等材料,进行机械搅拌,从而使含水量降低,地基强度提高,地基承载力增强的方法称为水泥土搅拌法,或深层搅拌法。
4.4、加筋处理技术
加筋处理方法是指把土工合成材料,比如钢筋混凝土、钢带等铺设在人工填土的挡墙或者路堤内,或者是在边坡内打入土锚、土钉等等。加紧处理法可以提高软弱地基的整体承载能力及其抗变形能力。
总之,随着中国城镇化进程的加快,中国有大量的公路工程需要建设,尤其是在东部地区,公路建设正大规模展开。但在道路桥梁施工中,经常会遇到不良的地基基础,比如软弱地基就是其中常见的一种。探究软弱地基的处理方式,提高软弱地基的处理水平,对提供桥梁施工质量具有重要意义。
参考文献:
[1] 彭志洪.基于公路施工中的软土地基处理研究[J].科技致富向导,2014,18:312.
[2] 王跃文.道路桥梁施工中的软弱地基处理探讨[J].河南科技,2013,09:138.
论文作者:周敏卫,董玉琪
论文发表刊物:《低碳地产》2016年9期
论文发表时间:2016/9/7
标签:地基论文; 土地论文; 软弱论文; 桥梁论文; 道路论文; 方法论文; 密实论文; 《低碳地产》2016年9期论文;