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道路橋梁施工中對(duì)于軟弱地基的處理措施

2018-08-09 07:39:48盧大舉
建材與裝飾 2018年35期
關(guān)鍵詞:排水板砂土深層

盧大舉

(遵義道橋建設(shè)(集團(tuán))有限公司 貴州遵義)

1 軟弱地基對(duì)道路橋梁施工的影響

在道路橋梁施工過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)遇到含水量高達(dá)15~50%的軟弱地基[1]。這種地基土質(zhì)松軟,穩(wěn)定性、承載能力差,主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土、沖填土或其他高壓縮性土層構(gòu)成。軟弱地基不僅對(duì)地基穩(wěn)定性有影響,還會(huì)對(duì)填土質(zhì)量和邊坡穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生影響。同時(shí)軟質(zhì)地基也可能會(huì)造成沉降、液化現(xiàn)象,其中沉降現(xiàn)象是由于地基狀態(tài)發(fā)生改變?cè)斐傻?,沉降現(xiàn)象在發(fā)生時(shí)通常伴隨著水消散或水蒸發(fā),此時(shí)工程的質(zhì)量難以保障,還會(huì)減少施工效益,給車(chē)輛的通行帶來(lái)安全隱患。而液化現(xiàn)象則是砂土類(lèi)型的軟弱地基受到施工中的作用力影響后產(chǎn)生的現(xiàn)象,在施工作用力下,砂土顆粒喪失彼此之間的接觸壓力以及相互之間的摩擦力,難以抵抗剪切應(yīng)力。如果在砂土層上沒(méi)有滲透性更差的覆蓋層,地下水便會(huì)大面積溢于地表,如果砂土層上層有滲透性更弱的粘性土層,當(dāng)超孔隙水壓力超過(guò)蓋層的強(qiáng)度,地下水將會(huì)攜帶砂粒沖破蓋層或沿蓋層裂隙噴出地表,產(chǎn)生噴水冒砂現(xiàn)象,最終造成道路橋梁的沉降[2]。地震、爆炸、機(jī)械振動(dòng)都會(huì)引起砂土的液化,為防止液化造成的負(fù)面影響,應(yīng)令地基中的沙土含量降低,防止液化現(xiàn)象出現(xiàn)最終造成沉降。

2 道路橋梁施工中對(duì)軟弱地基的處理措施

道路橋梁的設(shè)計(jì)路線是固定的,難以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行更改,當(dāng)面對(duì)軟弱地基時(shí),必須使用適合的方法對(duì)軟弱地基進(jìn)行妥善處理。

2.1 換填土法

換填土法是道路橋梁施工中遇到軟弱地基的最基礎(chǔ)方法,主要是指將地基范圍內(nèi)的軟質(zhì)土清除,使用穩(wěn)定性較好的土、石回填并夯實(shí)。這種方法適用于淤泥、松散填土等土質(zhì)分布不均勻、排水性較差的淺層地基。以某一公路工程為例,該工程的表層為耕植土,厚度在1.5~3m之間,填土平均高度為5.3m,地基的強(qiáng)度低、穩(wěn)定性差,極易出現(xiàn)沉降,具體處理方法為:首先標(biāo)出軟基的處理范圍,設(shè)置兩側(cè)的邊樁,每隔10m設(shè)置一根。在處理外邊線一定距離設(shè)置控制樁進(jìn)行標(biāo)高。之后挖溝排水,水排干后將軟土、淤泥挖出,對(duì)底部進(jìn)行平整處理,檢驗(yàn)承載力合格后采用分層填筑碾壓的施工方式換土壓實(shí)。碾壓分為三個(gè)階段進(jìn)行碾壓的具體方式和速度要求如表1所示。

表1 每個(gè)階段的碾壓方式和速度要求

2.2 密實(shí)加固法

密實(shí)加固法具體可細(xì)分為排水加固法、深層加固法、動(dòng)力加固法和水泥土混合法四種[3]。排水加固法主要適用于含水量較大的軟弱地基,最典型的就是江河地基和沼澤地機(jī)。主要操作方法是預(yù)先在地基中設(shè)置砂井等豎向排水提,再根據(jù)施工所需的承載質(zhì)量進(jìn)行加載,或是在施工前對(duì)地基進(jìn)行加載預(yù)壓,將土層空隙中的水排出,逐漸固結(jié)沉降,隨之提升強(qiáng)度的方法。深層加固法是通過(guò)在深層進(jìn)行爆破擠壓,改變土層結(jié)構(gòu),提高土體密度的方法。動(dòng)力加固法也被稱(chēng)為強(qiáng)夯法,操作方法是使用幾十噸甚至上百?lài)嵉闹劐N,從幾米至幾十米的高出自由落下,對(duì)土層進(jìn)行動(dòng)力夯實(shí),最終達(dá)到增強(qiáng)土層強(qiáng)度,減少壓縮性的效果。水泥土加固法是將水泥混合到土層中,之后在使用大型攪拌設(shè)備進(jìn)行攪拌,混合均勻的方法。

2.3 管樁加固法

管樁加固法分為水泥樁法、混凝土管樁法和碎石樁法。其中水泥樁法是指將水泥和性能優(yōu)良的材料進(jìn)行攪拌,之后將水泥土填回軟弱地基內(nèi),制成水泥土樁的方法。由于其操作簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、提升地基強(qiáng)度明顯的特點(diǎn),在道路橋梁施工中運(yùn)用廣泛?;炷翗斗ㄅc水泥土樁法較相似,只是將材料水泥土更換為混凝土,具有施工速度快、經(jīng)濟(jì)效益高、土層強(qiáng)度改善明顯的有點(diǎn),近些年在道路橋梁施工中運(yùn)用廣泛。碎石樁法是通過(guò)振沖或沖擊載荷將底部裝有活瓣式樁靴的樁管擠入地層,在地基中成孔后,將碎石從樁管投料口處投入樁管內(nèi),最終形成密實(shí)碎石樁,并與石樁周?chē)耐馏w形成復(fù)合地基的方法。

2.4 灌漿加固法

灌漿加固法是根據(jù)道路工程的特點(diǎn)和承重要求,改善地基強(qiáng)度方法的一種。在實(shí)際的施工過(guò)程中,先對(duì)所需的承重能力進(jìn)行分析確定,然后將建筑材料根據(jù)分析進(jìn)行配比,攪拌后形成均勻的料漿,隨后使用專(zhuān)用的壓力泵將料漿噴射到地基中去,確保料漿和軟弱地基相融合,在經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的固化后,固結(jié)成高強(qiáng)度的地基,達(dá)到改善軟弱地基穩(wěn)定性差、承載能力差的效果。

2.5 塑料排水板加固法

塑料排水板真空預(yù)壓加固法是近年以來(lái)用于改善軟弱地基的新技術(shù),適用于淤泥、淤質(zhì)土、沖填土及雜填土等土質(zhì)。加固方法為:在加固區(qū)域鋪設(shè)70cm的砂墊層作為排水通道,將塑料排水板間隔1~1.5m進(jìn)行鋪設(shè),作為縱向排水通道。砂墊層上鋪設(shè)的不透氣薄膜作為密封措施。抽真空裝置埋設(shè)在加固區(qū)域內(nèi)的排水通道中,將加固區(qū)域內(nèi)的空氣和水排出。此時(shí)加固區(qū)域內(nèi)的空隙水壓力差產(chǎn)生,在壓力差作用下,土體排水固結(jié),使土體的強(qiáng)度增大。在進(jìn)行加固之后,加固區(qū)域內(nèi)的抗前切應(yīng)力強(qiáng)度能提高100~200%,塑料排水板打設(shè)深度在10m內(nèi),地基的性質(zhì)有很大的提高,具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 加固前后土性指標(biāo)的變化

2.6 孔內(nèi)深層強(qiáng)夯樁加固法

孔內(nèi)深層強(qiáng)夯樁加固法是根據(jù)“動(dòng)力固結(jié)”與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為一體的地基加固技術(shù)。實(shí)施方法為通過(guò)孔道將強(qiáng)夯引入到地基的深處,使用異形重錘對(duì)孔內(nèi)的填料進(jìn)行自下而上的高動(dòng)能、超壓強(qiáng)、強(qiáng)擠密的孔內(nèi)深層強(qiáng)夯樁法作業(yè),使孔內(nèi)填料沿豎直方向深層緊壓固結(jié)的同時(shí)對(duì)樁周土進(jìn)行橫向上的緊密加固。針對(duì)不同的軟弱地基可以采用不同的工藝,使樁體出現(xiàn)擴(kuò)大狀、串珠狀和托盤(pán)狀,利于樁于樁間土的咬合,加大摩擦力。在經(jīng)過(guò)孔內(nèi)深層強(qiáng)夯加固處理后,地基的承載力能提高2~9倍,且符合新時(shí)代的綠色環(huán)保理念,在施工的過(guò)程中使用大量的工業(yè)廢料、工業(yè)垃圾和無(wú)機(jī)固體廢料進(jìn)行加固處理,減少環(huán)境的污染,變廢為寶。

3 總結(jié)

綜上所述,地基作為道路橋梁建設(shè)中的基礎(chǔ),必須保證穩(wěn)定性和承載能力,本文針對(duì)軟弱地基提出了換填土法、密實(shí)加固法、管樁加固法、灌漿加固法、塑料排水板加固法和孔內(nèi)深層強(qiáng)夯樁加固法6種具體的處理措施,當(dāng)施工過(guò)程出現(xiàn)軟弱地基時(shí),要因地制宜采取合理的辦法進(jìn)行妥善處理,謹(jǐn)防因軟弱地基而出現(xiàn)的道路橋梁沉降甚至坍塌現(xiàn)象的發(fā)生,確保工程的施工質(zhì)量。

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