溫魁剛
摘要: 軟弱地基是整個(gè)道路橋梁工程系統(tǒng)中最為敏感,同時(shí)也是最為薄弱的環(huán)節(jié),只有針對這一環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)專業(yè)的處理,才能夠使得道路橋梁工程避免受到短板效應(yīng)的影響,避免因一個(gè)環(huán)節(jié)的薄弱毀掉整個(gè)工程。在這種情況下,系統(tǒng)研究軟弱地基,并依照特性進(jìn)行針對性處理,這樣才能夠?qū)④浫醯鼗碾[患消除。本文探討了道路橋梁施工中對于軟弱地基的處理措施。
關(guān)鍵詞:道路橋梁;施工;軟弱地基;處理措施
地基是橋梁和道路建設(shè)中最重要的一環(huán),隨著社會水平的不斷發(fā)展、車輛的增多等因素,道路和橋梁的損壞情況越來越嚴(yán)重。軟弱地基的承載能力比較低,不論是施工過程中或者是施工結(jié)束之后都有可能帶來極大的安全問題,對人們的生產(chǎn)生活帶來損害。
一、道路橋梁建設(shè)施工中對軟弱地基處理的意義和目的
在道路橋梁的施工過程中,經(jīng)常會遇到軟弱地基的情況,地基是道路橋梁的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),提高軟弱地基的穩(wěn)定性對保證道路橋梁的施工質(zhì)量有著重要影響。要想保證軟弱地基的穩(wěn)定性,應(yīng)該首先了解該地區(qū)地基的滲透性質(zhì),明白該處地基的構(gòu)造特點(diǎn),然后根據(jù)地基的具體構(gòu)造情況采取相應(yīng)措施,進(jìn)而改善地基的土壤滲透性質(zhì),提高軟弱地基的承載能力,以防止出現(xiàn)土層沉降,保證道路橋梁地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。
為提高道路橋梁軟弱地基的穩(wěn)定性,采取相應(yīng)的方法和對策后,能夠達(dá)到的效果主要有以下幾個(gè)方面:一是要降低土壤的濕陷性和膨脹土的脹縮性,這樣才能夠減少軟弱地基中出現(xiàn)土壤下陷、土層沉降的可能性;二是改善和降低軟弱地基中土壤的振動特點(diǎn),這樣才能從根本上提高軟弱地基的抗震抗壓能力,提高其穩(wěn)定水平;三是改善軟弱地基的透水性,這樣使得軟弱地基的抗剪切性能得到明顯改善。
二、道路橋梁施工中軟弱地基的處理原則
對于新的工程建設(shè),首先應(yīng)當(dāng)考慮的是利用天然地基。對于淤泥質(zhì)土,要利用其上部較好的土層作地基持力層,如果上部土層較薄,則要注意避免施工過程中對淤泥質(zhì)土的影響;對于性能較穩(wěn)定的工業(yè)廢料和雜填建筑垃圾,若其具有良好的密實(shí)度和均勻性,則可使用其作為地基。如果地基無法滿足施工要求,則應(yīng)進(jìn)行處理,根據(jù)軟弱地基的土質(zhì)情況和施工實(shí)際情況,主要從以下幾點(diǎn)對軟弱地基進(jìn)行改善:
1、 提高土質(zhì)的抗剪強(qiáng)度,確保地基穩(wěn)定。
2、 改善地基的透水特性,減少水滲漏,防止由于滲流造成地基破壞。
3、 降低土的壓縮性能,確保地基沉降量在允許的范圍內(nèi)。
4、減少或消除土的漲縮性和沉陷性造成的地基變形,保證構(gòu)造物的正常使用。
三、道路橋梁施工中對于軟弱地基的處理措施
1、 換填土處理法
換填土處理法,是當(dāng)?shù)缆窐蛄旱鼗荒軡M足應(yīng)有的穩(wěn)定性和承載力,且軟土層的厚度不符合要求的情況下,采挖軟土層,再根據(jù)具體需求,分層填充承載力和穩(wěn)定性較強(qiáng)的材質(zhì),如,粉煤灰、砂石、爐渣或灰土等,進(jìn)行強(qiáng)夯打?qū)?,從而增加地基的密度,降低地基沉降量,提高地基承載力,使軟土地基快速排水固結(jié),使改造后的軟土地基能夠滿足道路橋梁施工設(shè)計(jì)要求,從而提高道路橋梁工程施工的安全性和合理性。換填土處理法的工作原理是根據(jù)土層附加應(yīng)力的分布規(guī)律。換填土處理法適用于排水性差、土質(zhì)不均勻的軟土地基。
2、 管樁加固法
管樁加固法主要有碎石樁加固法、鋼筋混凝土管樁法和夯實(shí)水泥土樁法等方法。
第一,碎石樁加固法。碎石樁加固法主要是利用沖擊、震動等手段,在軟弱地基中大孔,擠壓、填充地基中固結(jié)性和穩(wěn)定性較強(qiáng)的砂石和碎砂,從而形成直徑較大且密實(shí)性較好的樁體,即砂石樁。原有軟土和砂石樁共同構(gòu)成密實(shí)地基,將其作為持力層,有助于提高軟弱地基的承載力,避免出現(xiàn)地基變形的情況。碎石樁加固法適用于密實(shí)度低的粘土、雜填土和素填土等地基,其劣勢是成本造價(jià)高。但是隨著經(jīng)濟(jì)和科技的不斷發(fā)展,碎石樁加固法開始得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。
第二,鋼筋混凝土管樁法。在處理道路橋梁軟弱地基的過程中,鋼筋混凝土管樁法是一種新型加固地基的方法,通過專用機(jī)械進(jìn)行混凝土管樁澆筑,增加土體和管樁間的摩擦力,從而提高單根管樁的承載力。鋼筋混凝土管樁法的優(yōu)勢是經(jīng)濟(jì)效益高、施工進(jìn)度快、高效便捷、持久性強(qiáng),能廣泛應(yīng)用在軟弱地基加固處理中。
第三,夯實(shí)水泥土樁法。夯實(shí)水泥土樁法和碎石樁加固方法非常相似,都是將粉煤灰和水泥等材料填充到軟弱地基中,進(jìn)而形成水泥土樁,加固地基,提升地基承載力。夯實(shí)水泥土樁法的優(yōu)勢是成本造價(jià)低、施工簡單方便以及施工周期短等,夯實(shí)水泥土樁法在許多地區(qū)得到了充分利用。
3、密實(shí)加固法
密實(shí)加固法主要包括深層密實(shí)加固法、高壓噴射注漿法、排水?dāng)D密加固法、動力固結(jié)法或強(qiáng)夯法以及水泥土攪拌法等方法。
第一,深層密實(shí)加固法。深層密實(shí)加固法是采取特殊方式加密和固結(jié)軟土地基,如,擠壓或爆破等,深層加固和淺層加固方式除了所采用的機(jī)械設(shè)備不同外,其他都相同。深層密實(shí)加固法適用范圍更廣。該方法在素填土、粘土以及雜填土等多種軟土地基中應(yīng)用非常普遍。
第二,動力固結(jié)法或強(qiáng)夯法。動力固結(jié)法也稱為強(qiáng)夯法,在8m—20m 的高空使用重8t—30t 的重錘強(qiáng)夯打壓加密地基,提高地基的牢固性,降低地基壓縮性能,提高地基強(qiáng)度,使砂土抗液化條件得到有效改善,從而不斷提升地基的承載力。動力固結(jié)法主要應(yīng)用在飽和性粘土地基中,這樣方式是傳統(tǒng)動力固結(jié)置換方式的延伸,利用外部夯打力,將強(qiáng)度高的材料填充到地基中,從而形成新的碎石墩,碎石墩和原有地基構(gòu)成新的承載力強(qiáng)的復(fù)合地基,在某種程度上,有效地提升了地基的承載力。
第三,高壓噴射注漿法。高壓噴射注漿法和動力固結(jié)方法類似。該方法是采用高壓噴射機(jī)械,將固結(jié)性能較好的材料,如粉煤灰、水泥等,注入到軟弱地基深層,然后注漿,從而提升整個(gè)地基的固結(jié)性和強(qiáng)度。目前,高壓旋噴樁的處理深度比較大,最大處理深度是30m。高壓噴射注漿法在含水量較多的軟弱地基,如粉土、淤泥或者粘土等地基中應(yīng)用比較普遍。
第四,水泥土攪拌法。水泥土攪拌法也稱為深層攪拌法,是將水泥、粉土等材料混入到粘土、淤泥等軟弱地基中,使用機(jī)械進(jìn)行攪拌,從而提升整個(gè)地基的強(qiáng)度,有效地減少了地基含水量,提高地基承載力。
第五,排水?dāng)D密法。排水?dāng)D密法適用于含水量較多的江砂、沼澤或者湖海等軟弱地基,采取特殊處理方式,排水吸水,比如,通過機(jī)械將排水板插到軟弱地基中,進(jìn)行預(yù)壓負(fù)荷,使水滲透到砂墊層上,從而提高軟弱地基的承載力。排水?dāng)D密加固法的功能是加固軟土地基,是一種新型的、先進(jìn)的施工工藝,加固效果非常明顯,可操作性強(qiáng),目前在道路橋梁工程領(lǐng)域得到了有效應(yīng)用。
4、 加筋處理技術(shù)
加筋法主要是在軟弱地基中填充人工合成材料,能夠從軟弱地基的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中出發(fā),來提高軟弱地基的整體抗壓強(qiáng)度,例如由鋼筋、混凝土、鋼條、鋼帶等組成的混合材料,將其打入地基內(nèi)部,并結(jié)合鉚釘來進(jìn)行加固,能夠使軟弱地基不易變形和扭曲,提高軟弱地基的抗壓、抗拉、抗剪強(qiáng)度,進(jìn)而保證道路橋梁的施工質(zhì)量和水平。這種地基加筋處理方法,使用材料較為簡單,成本較低,并且施工過程較為順利,適用于大多數(shù)道路橋梁中軟弱地基加固處理。
總之,道路與橋梁是我國交通運(yùn)輸最重要的載體,也是社會經(jīng)濟(jì)向前發(fā)展進(jìn)步的重要載體,謹(jǐn)慎處理軟弱地基問題,運(yùn)用各種方法轉(zhuǎn)變或者轉(zhuǎn)化軟弱地基的物理屬性,使其真正成為托起整個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要力量。
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