郭慧斌
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摘要: 软弱地基主要包括淤泥软土、杂填土、冲填土,是一种不良的地基,具有强度低、密度低、水量高、透水性差等特点,由于其稳定性差在施工过程中容易出现地基变形和强度不满足道路桥梁施工的工程需要。因此,道路桥梁工程在施工过程中必须采取科学合理的措施对软弱地基进行一定的处理。而处理的主要目的就是提高软弱地基的强度,将降低工后软弱土质的压缩性,减少基础沉降和不均匀沉降,从而保证道路桥梁施工中软弱低级的稳定性。
关键词:道路桥梁;软弱地基;施工技术
一、在道路桥梁施工之中软地基处理的目的
道路桥梁施工之中软弱地基处理的直接目的是提高地基的渗透性质以及变性性质,这样就可以有效的提高地基的承载力,减少不均匀沉降和基础的沉降,以及降低软弱地基的压缩性,使得地基保持稳定。对于软弱地基的处理一般使用的是人工方法来进行处理。第一、减少或消除膨胀土的涨缩性以及黄土的湿陷性。第二、使用提高土体强度的方法来改善剪切特性。第三、提高地基的透水性。第四、使得地基的振动特性有效得到改善,也使得抗震性能提高。第五、提高地基的抗变形性。
二、道路桥梁施工之中软弱地基处理的方法
(一)、水泥粉煤灰碎石桩法
水泥粉煤灰碎石桩法则是使用较少的水泥、粉煤灰、碎石,通过加水来进行拌合,使用长旋钻管内泵或振动沉管打桩机具这样就可以制成粘结度比较高的桩,可以通过褥垫层使桩以及桩间的土来形成复合的地基。当前,诸多的工程在施工之中使用的是粉煤灰将水泥来替代,即素混凝土桩,强度等级通常是C10-C20比较合适。通过大量的实践证明,保证CFG桩质量的前提下,要注意选取合适的施工工艺,能够使工程的指标得到满足,能够得到很高的承载力。
(二)、水泥粉煤灰碎石桩法
水泥粉煤灰碎石桩法指的是采用冲击、振动或者冲水等方法对软土地基进行打孔,然后再把稳定性比较好的砂或碎石挤压入已成的孔中,形成直径大的砂石所构成的密实桩体,也就是砂石桩。砂石桩与原有软土共同组成复合土层,并作为持力层来减小变形、提高地基的承载力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种方法在素填土、杂填土、粘土等密实度比较低的地基中比较适用,但它的工程成本比较高。为了降低工程成本,大多数工程在施工过程中用水泥代替粉煤灰,而且随着经济的发展,水泥粉煤灰碎石桩法已经开始被广发应用。
(三)、换填土法
换填土法适用于淤泥、淤泥质土、素填土、杂填土地基及暗沟、湿陷性黄土、暗塘等的浅层处理。指的是当软弱土地基变形和承载力无法满足工程设计要求,而软弱土层的厚度又比较小的时候,挖去基础底面下处理范围内软弱土层部分或全部,然后分层换填强度较大的砂(碎石、灰土、粉煤灰、素土、高炉干渣)或者其它的没有被侵蚀而且稳定性好的材料,并压(夯、振)实至要求的密实度为止,这种方法在公路构筑物的地基处理中比较常用。其实垫层的施工方法有机械碾压、重锤夯实、平板振动,这三种方法既可以处理分层回填土,又能够加固地基表层土。换填土法的加固原理主要是根据土中附加应力的分布规律,让垫层承受较大的上部应力,软弱层承担较小的应力,从而来满足地基的设计要求。
(四)、管桩加固法
在软弱地基处理中道路桥梁施工的钢筋混凝土管桩法是目前我国加固地基中最新出现的一种方法。主要是在施工现场采用专用机械来对混凝土进行浇筑,通过桩筒的内壁与土体的结合来加大管桩与土体的摩阻力,从而来提高单根管桩的承载力。这种方法的施工周期短,承载力高,耐久性强,经济实用,被广泛的引用于工程中软弱地基的加固处理中。
(五)、深层密实法
深层密实加固软土指的是采用特殊的爆破、挤压、振动、夯击等方法,振密和挤密松软的地基土。它与浅层加固的方法有着一定的区别,主要体现在机械设备方面。这种方法能够使地基土在较大深度范围内得以密实,在工程中使用的较为广泛,主要适用于素填土、粘土、杂填土、等多种软土地基施工中。
(六)、塑料排水板加固法
塑料排水板加固软土地基是一种新工艺、新技术,比较适用于含水量较高的江河湖海和沼泽等周围的软土地基施工,指的是用机械把塑料排水板插入不同深度的软土层中,然后通过特殊的方式进行排水吸水,使软土地基内水份沿塑料板向上渗入到砂垫层中,以此来提高软弱土地基的整体承载力,这种技术施工简单,加固效果好,成本低,经验成熟,近年来被广泛应用到各种水上工程中,
(七)、动力团结法
动力固结法也就是我们通常所说的强夯法,起源于法国,我国首次使用该方法是在1987的塘沽新港。这种方法是通过将8-30t的重锤吊到8-20m的高度,使其自由落下,利用冲击能力进行强力夯实,降低其压缩性,提高其强度的一种加固地基的方法。实践证明,地基经过强夯处理之后,消除了饱和砂土地基的液化,改善了湿陷性黄土的湿陷性。它的加固深度能够达到5m~15m,地基的压缩性能减小 2~10 倍,承载能力也得到了有效地提高。这种方法延伸了传统的动力固结置换方式,适用于饱和性粘土地基。
(八)、加筋处理技术
加筋处理技术指的是在人工填土的路堤或者挡墙内铺设土工合成材料,或者在边坡打入土锚、碎石桩、树根桩等来提高软弱地基的承载力,这种人工复合的土体能够承受抗拉、抗压、抗剪和抗弯作用,在一定程度上加强了地基的密实度和稳定性。
(九)、堆载预压及排水固结法
堆载预压法是一种最传统的做法。在软土地基表而堆填路基材料,经一定时间重力作用后软土中部分水份和空气被挤压出来,土壤颗粒靠拢,密实度增大,含水量减少。排水固结法是指饱和软弱土体在一定外荷载作用下排水固结,使其孔隙比减小,抗剪强度提高,以达到提高地基承载力、减少工后沉降的目的。
(十)、超载预压法
当路堤填筑超过设计标高的高度之时,就会使得软弱地基承受到超载作用从而加速固结沉降,这样就可以较早实现路堤设计荷载下的沉降量,同时可以有效减少路面铺筑之后的剩余沉降量。使用超载预压法的直接目的是把铺筑路面之后的剩余沉降量可以控制到容许的范围之内。但是,超载量不可以超过路堤以及软土层稳定的状况控制的最大值。在所需要超载量较大,以及稳定性有问题之时,可以结合其他方法一起来使用。超载部分的材料,应该考虑到在卸载之后可以使用到邻近的工程之中。除超载预压法之外,还可以使用真空预压法或者降低地下水位法等来实现相同的减少剩余沉降量以及加速固结沉降的目的。
总之,道路桥梁施工中的软弱地基处理只有对存在软土地基的场地地质详细勘察,查清场地地形、地貌以及水文地质情况,精心设计,反复研究,根据不同的工程性质和地质特征,比对方案,采取最佳处置办法,才能设计出安全、合理、经济的公路和桥涵。
参考文献
[1]卢同抡. 公路软土地基处理方法探析[J]. 中国高新技术企业, 2010(9): 142-143.
[2]李阳. 高等级公路软土地基处理技术[J]. 四川建材, 2007, (1): 153-155.
论文作者:郭慧斌
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第33期
论文发表时间:2019/3/5
标签:地基论文; 软弱论文; 承载力论文; 密实论文; 碎石论文; 预压论文; 土地论文; 《建筑学研究前沿》2018年第33期论文;