市政路桥施工中的软基加固技术论文_高智,解庆贺

中国建筑第八工程局有限公司 上海市 200120

摘要:随着当前我国社会经济的飞速发展,城市化建设进程也随之加快,因此,对我国城市基础设施建设工作提出了新的要求。其中市政路桥工程建设直接关系到我国民众的日常生活质量,同时工程质量问题也越来越受到我国民众的关注。路基的施工技术对于市政路桥建设工作有着至关重要的作用,其直接关系到工程的总体质量。本文根据作者多年工作经验,对市政路桥施工中的软基加固技术进行了详细的阐述,旨在为同行提供一些借鉴和参考。

关键词:市政路桥;施工;软基加固;技术

1、引言

软基加固效果的好坏关系到整个工程施工质量能否达到要求,能否投入使用,近些年来对于软基加固效果的研究逐渐被人们重视起来。科学客观的评价软基加固效果不仅可以带来经济效益,为控制施工工程进度提供依据,也能较客观认识与更好掌握加固机理,还对类似的软基处理工程具有借鉴和指导意义,因而有助于提高软基处理科学技术水平,具有重要的理论意义与重大实用价值。

2、市政路桥施工中的软基加固技术

2.1复合地基法

2.1.1水泥土搅拌桩

水泥土搅拌桩是用于加固饱和软黏土地基的一种方法,它利用水泥作为固化剂,通过特制的搅拌机械,在地基深处将软土和固化剂强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。加固深度通常超过5m,干法加固深度不宜超过15m,湿法加固深度不宜超过20m。用回转的搅拌叶片将压入软土内的水泥浆与周围软土强制拌和形成泥加固体。

水泥加固土的基本原理是基于水泥加固土的物理化学反应过程,它与混凝土硬化机理不同,由于水泥掺量少,水泥是在具有一定活性介质--土的围绕下进行反应,硬化速度较慢,且作用复杂,水泥水解和水化生成各种水化合物后,有的又发生离子交换和团粒化作用以及凝硬反应,使水泥土体强度大大提高。

2.1.2粉喷桩

粉喷桩又称加固土桩,是深层搅拌法加固地基方法的一种形式,是采用粉体状固化剂来进行软基搅拌处理的方法。适合于加固各种成因的饱和软粘土,中国常用于加固淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高的粘性土。喷桩施工采用粉喷桩专用机械设备,成桩直径遵照设计。施工工艺:桩位放样→钻机就位→检验桩基调平机体→钻进至设计深度→高压送气打开喷粉孔→反钻提钻并喷水泥→至工作设计标高上50cm停止喷粉→重复搅拌并复喷→反转提钻至地表→成桩结束→移机就位在下个桩位施工。

2.1.3碎石桩

碎石桩是以碎石(卵石)为主要材料制成的复合地基加固桩。碎石桩和砂桩等在国外统称为散体桩。或粗颗粒土桩。所谓散体桩是指无粘结强度的桩,由碎石柱或砂桩等散体桩和桩间土组成的复合地基亦可称为散体桩复合地基。目前在国内外广泛应用的碎石桩、砂桩、渣土桩等复合地基都是散体桩复合地基。

碎石桩是散体桩的一种,按其制桩工艺可分为振冲(湿法)碎石桩和干法碎石桩两大类。采用振动加水冲的制桩工艺制成的碎石桩称为振冲碎石桩或湿法碎石桩。采用各种无水冲工艺(如干振、振挤、锤击等)制成的碎石桩统称为干法碎石桩。当以砾砂、粗砂、中砂、圆砾、角砾、卵石、碎石等为填充料制成的桩称为砂石桩。

2.2排水固结法

排水固结法是对天然地基,或先在地基中设置砂井(袋装砂井或塑料排水带)等竖向排水体,然后根据建筑物本身重量进行加载;或在建筑物建造前在场地上先行加载预压,使土体中的孔隙水排出,逐渐固结,地基发生沉降,同时强度逐步提高的方法。

2.2.1排水固结的原理

排水固结的原理是地基在荷载作用下,通过布置竖向排水井(砂井或塑料排水带等),使土中的孔隙水被慢慢排出,孔隙比减小,地基发生固结变形,地基土的强度逐渐增长。

排水固结法主要用于解决地基的沉降和稳定问题。为了加速固结,最有效的办法就是在天然土层中增加排水途径,缩短排水距离,设置竖向排水井(砂井或塑料排水带),以加速地基的固结,缩短预压工程的预压期,使其在短时期内达到较好的固结效果,使沉降提前完成;并加速地基土抗剪强度的增长,使地基承载力提高的速率始终大于施工荷载增长的速率,以保证地基的稳定性。排水固结法适用于处理饱和和软弱土层,但对渗透性极低的泥炭土要慎重对待。

2.2.2排水固结法的分类

(1)堆载预压法

在建筑场地临时堆填土石等,对地基进行加载预压,使地基沉降能够提前完成,并通过地基土固结提高地基承载力,然后卸去预压荷载建造建筑物,以消除建筑物基础的部分均匀沉降,这种方法就成为堆载预压法。

一般情况是预压荷载与建筑物荷载相等,但有时为了减少再次固结产生的障碍,预压荷载也可大于建筑物荷载,一般预压荷载的大小约为建筑物荷载的1.3倍,特殊情况则可根据工程具体要求来确定。为了加速堆载预压地基固结速度,常与砂井法同时使用,称为砂井堆载预压法。沙井法适用于渗透性较差的软弱粘性土,对于渗透性良好的砂土和粉土,无需用砂井排水固结处理地基;含水平夹砂或粉砂层的饱和软土,水平向透水性良好,不用砂井处理地基也可获得良好的固结效果。

(2)真空预压法

真空预压指的是砂井真空预压。即在粘土层上铺设砂垫层,然后用薄膜密封砂垫层,用真空泵对砂垫及砂井进行抽气,产生负压,使地下水沿竖向排水路径排出地表,加速地基排水固结。亦即真空预压是在总压力不变的条件下,使孔隙水压力减小、有效应力增加而使土体压缩和强度增长。

(3)电渗排水法

即通过电渗作用可逐渐排出土中水。在土中插入金属电极并通以直流电,由于直流电场作用,土中的水从阳极流向阴极,然后将水从阴极排除,而不让水在阳极附近补充,借助电渗作用可逐渐排除土中水。在工程上常利用它降低粘性土中的含水量或降低地下水位来提高地基承载力或边坡的稳定性。降水预压法和电渗排水法目前应用还比较少。

2.2.3排水固结法的优缺点分析

(1)塑料排水板联合堆载:工期长,效果不理想;(2)塑料排水板联合真空

论文作者:高智,解庆贺

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第28期

论文发表时间:2018/12/29

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