侯忠材
摘要:地基問題的處理恰當(dāng)與否,不僅直接影響建筑物的造價,而且直接影響建筑物的安危,即它關(guān)系到整個工程的質(zhì)量、投資和進度,因此其重要性已愈來愈多地被人們所認(rèn)識。本文主要對軟土地基處理方法及施工工藝進行了分析探討。
關(guān)鍵詞:軟土地基;處理方法;存在問題;施工工藝
中圖分類號: TU471.8 文獻標(biāo)識碼: A
引言
軟土地基一般指由吹填土、雜填土、淤泥質(zhì)土等構(gòu)成的壓縮層或者其他高壓縮性土層所組成的地基,其存在不穩(wěn)定性。軟土路基擁有強度低、固結(jié)慢、變形大等特點,因而常使地基上工程出現(xiàn)裂縫、下沉,甚至是破壞。因此,在軟土地基上建造建筑物或施工,要求對軟土地基進行處理,主要是使地基工程性質(zhì)得到改善,滿足建筑物對地基穩(wěn)定和變形的要求,消除存在的不利影響。
一、我國軟土地基的現(xiàn)狀
在我國沿海地區(qū)及內(nèi)陸平原或山間盆地都廣泛分布著不同類型的軟土,其主要特點是地基承載力較低,荷載作用下變形較大,這給公路修建帶來了許多工程問題。而不同地區(qū)的軟土形成機理不同,特點和性質(zhì)各異,對于公路的作用也有所差別。同時建好或修建中的公路由于各種原因使得路基強度較低,發(fā)生路基沉陷、路面脫空或路面變形過大等病害,特別是橋頭、通道臺背等與路基接頭處兩者沉降量不同,直接影響路面的平整度、線型的平順和路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。對于高速行駛的車輛來說,其安全性、經(jīng)濟性、舒適性均受到影響,大大降低了高速公路的實用性,同時,給養(yǎng)護部門也帶來了諸多不便。因此選擇合適的軟土路基處理方法已成為保證高速公路的質(zhì)量和充分發(fā)揮其優(yōu)越性的重要因素之一。
二、現(xiàn)有軟土地基處理方法存在的問題
現(xiàn)有的軟土地基處理方法繁多,有的技術(shù)已比較成熟,在實踐工程得到廣泛的運用;有的處理技術(shù)還在探索和研究階段。目前,地基處理技術(shù)存在以下問題,并有待進一步解決。(1)未能因地制宜選用合理的地基處理方法,存在一定的盲目性。(2)施工單位素質(zhì)成為地基處理的重要影響因素。施工隊伍缺乏必要的技能,有時存在偷工減料現(xiàn)象,這些都嚴(yán)重影響軟土地基處理的質(zhì)量。(3)施工機械的優(yōu)良直接影響地基處理的水平和質(zhì)量。目前,我國地基處理施工機械不能滿足現(xiàn)代工程建設(shè)的需要,因而簡陋的機械難以保持穩(wěn)定良好的施工質(zhì)量。(4)地基處理技術(shù)理論與實踐發(fā)展不一致。土木工程的實踐先于理論是一般規(guī)律,但重視理論研究,用理論指導(dǎo)實踐也具有重要意義。
三、軟土地基處理方法及施工工藝
1、換填土法
當(dāng)淤土層厚度較簿時,可采用淤土層換填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基礎(chǔ)等辦法進行地基處理,鑒于換砂不利于防滲,且工程造價較高,一般應(yīng)就地取材,以換填泥土為宜??蓪④浲寥客诔孤返讨诨谆虮M量換填滲水性土。這種方法適用于軟土厚度小于2m的路堤。換土法要回填有較好壓密特性土進行壓實或夯實,形成良好的持力層,從而改變地基承載力特性,提高抗變形和穩(wěn)定能力,施工時應(yīng)注意坑邊穩(wěn)定,保證填料質(zhì)量,填料應(yīng)分層夯實。
2、表層處理法
表層處理法適用于地表面極軟的情況下,該法是通過排水、敷設(shè)或增添材料等方法,提高地表強度,防止地基局部剪切變形,保證施工機械作業(yè):同時盡可能把填土荷載均勻地分部于地基上。這類處理方法又分為:砂墊層法、表層排水法等等。
2.1砂墊層法
對于地基上部軟土層極薄且含水量大時,要在軟土地基上敷墊0.5-1.2m左右厚的砂礫墊層。這樣可以達到固結(jié)軟土層,使砂礫層既起到上部排水層作用,又起到填土內(nèi)地下排水層的作用,在確保降低填土內(nèi)水位的同時,又為施工機械提供了良好的通行條件,在施工中要注意以下問題:(1)妥善處理砂礫墊層的端部。若用透水較差的粉土作填料時,其砂礫墊層的坡腳要寬出0.5-1.0m,免得被覆蓋,一旦被覆蓋,就有可能防礙側(cè)向排水,因此對砂礫墊層的端部要妥善處理。(2)砂礫墊層施工時應(yīng)設(shè)放樣板。攤鋪作業(yè)一般采用自卸汽車與推土機聯(lián)合操作,要盡量做到均勻一致。(3)與其他方法并用。在極軟地基上,若僅考慮砂礫墊層來確保大型機械的通行,往往需要較厚的砂礫墊層,這樣就會提高工程造價,這是很不經(jīng)濟的,所以常于表層排水或敷墊層材料等方法并用。
2.2表層排水法
對土因含水量過大而導(dǎo)致的軟土地基,在填土之前,地表面先開挖溝槽,排出地表水。同時降低地基表層的含水量,以保證施工機械通行?;靥顪喜蹠r,最好采用透水性好的砂礫或碎石為回填材料,這樣可保證溝槽在施工中能達到盲溝的效果。(1)溝槽的布置溝槽布置要考慮利用自然坡度排水;填土沉降要考慮坡度的變化;不使來自四周挖方部位的地表水、滲透水侵入填土;溝槽的間隔要盡可能加密,以增大排水能力,即使有部分溝槽切斷也不會防害整體排水。(2)溝槽的構(gòu)造溝槽一般寬為0.5m,深0.5-1.0m。填土之前在溝槽內(nèi)用透水性良好的砂礫(砂)回填成為盲溝??v向盲溝一般沿道路縱向或中央縱向,開挖橫向盲溝一般間距按10-15m內(nèi)布置。在溝槽內(nèi)埋設(shè)多孔排水管時,必須選用優(yōu)質(zhì)反濾層加以保護。
3、添加劑法
對于表層為粘性土的軟土地基,可在表層粘土內(nèi)參入添加劑,來改善地基的壓縮性能和強度特性,提高填土穩(wěn)定及固結(jié)的效果。添加材料通常使用生石灰、熟石灰和水泥。用石灰類作添加材料主要通過現(xiàn)場拌和或廠拌的方法,在降低土壤含水量和生產(chǎn)團粒效果外,還會對被固結(jié)的土隨著時間的推移發(fā)生化學(xué)性固結(jié),使粘土成分發(fā)生質(zhì)的變化,從而促進土體穩(wěn)定。在施工中應(yīng)注意以下問題:(1)添加材料配比設(shè)計。添加材料的適當(dāng)劑量,要根據(jù)所處理的土質(zhì)、施工方法和試驗配比的結(jié)果來判定。一般改良土、石灰土、水泥穩(wěn)定土較為常用。改良土是利用現(xiàn)場地基土摻石灰(一般含石灰6%)后再次選用,其優(yōu)點是施工方便,造價低。石灰土是用黃土摻石灰(一般含灰10%-12%)后使用其造價較改良土要高;水泥穩(wěn)定土是用黃土摻水泥(一般含水泥3-5%)后使用,其造價較高,在秋、冬季雨天施工時,工期短時不得已采用,其優(yōu)點是不需要太長的養(yǎng)生時間,就可以使地基固結(jié)達到施工要求的強度。(2)固結(jié)與養(yǎng)生。用水泥或熟石灰處理軟土地基時,當(dāng)拌和已結(jié)束即產(chǎn)生固結(jié)。用生石灰處理軟土地基時,從拌和時的初步碾壓到生石灰消解結(jié)束,要進行二次固結(jié),若強度足夠,可不必養(yǎng)生。但因土質(zhì)或施工條件不同,被處理過的土質(zhì)強度增長也不同,一般以養(yǎng)生一周后的強度為所要求的固結(jié)強度。(3)生石灰消解程度的判斷。生石灰消解過程常伴隨著體積膨脹,若在此期間進行碾壓,就不可能獲得預(yù)期效果,因此在固結(jié)時要掌握發(fā)熱溫度、準(zhǔn)確判斷消解結(jié)束時間。
4、置換法
本法是以優(yōu)質(zhì)土置換軟弱土,確保填土穩(wěn)定和減少沉降量。施工方法分為人工挖掘置換和機械挖掘置換。其施工比較容易,多數(shù)情況下能在短時間內(nèi)達到所要求的目的,一般在工期緊的情況上使用。從可能性來說置換結(jié)果較優(yōu),置換材料應(yīng)采用即使受到水浸也不致降低承載力的粗粒土,最好采用質(zhì)量較好的砂礫或石渣,但必須進行充分壓實,在施工中應(yīng)注意以下問題:(1)妥善處理換填層的端部。最好不用透水較差的粉土填料,盡量采用水穩(wěn)性好的路基填料,且注意側(cè)向排水。(2)要注意充分壓實,只有達到規(guī)定的壓實度,才能保證路基的整體穩(wěn)定性。(3)開挖范圍必須要開挖至軟弱土邊緣或路基全寬,且要考慮壓實機械的工作寬度;深度視下部土質(zhì)和設(shè)計承載要求而定,一般不超過2.5m。
結(jié)束語
綜上所述,本文以道路工程為例,討論了幾種常用軟土地基處理方法及其復(fù)合處理措施。然而在實際工程中由于軟土地基成因復(fù)雜和多變的地質(zhì)條件,因此需要根據(jù)具體情況,采用合理的軟土地基處理措施,并且從經(jīng)濟、技術(shù)、建設(shè)要求等多方面綜合比較分析,選擇最優(yōu)處理方案。
參考文獻
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