施曉龍
摘 要:隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對于交通運(yùn)輸業(yè)的需求越來越高,對于橋梁道路施工也越來越重視。而我國由于地域廣闊,地質(zhì)的差異明顯,在許多地區(qū)有著非常廣泛的軟土分布,這給橋梁道路施工帶來了極大的不便。
關(guān)鍵詞:道路橋梁;軟弱地基;地基處理
軟弱地基系指道路橋梁地基是由沖填土、雜填土、淤泥、淤泥質(zhì)土或其他高壓縮性土層構(gòu)成的,由于軟弱地基中具有非常高的含水量,其承載力也較低,在荷載作用下滑動(dòng)或固結(jié)沉降等問題極易出現(xiàn),這使得在大型橋梁、高路堤、大量的涵洞、通道等處的道路橋梁施工安全不能得到保證,軟弱地基會(huì)對其造成一定的危害。所以,在道路橋梁施工中,對軟弱地基的處理非常關(guān)鍵。
1 道路橋梁施工中軟地基處理的目的
道路橋梁施工中軟地基處理的目的就是改善地基的滲透性質(zhì)或者變性性質(zhì),從而提高地基的承載力,減少不均勻沉降和基礎(chǔ)的沉降,降低軟弱地基的壓縮性,保證地基的穩(wěn)定。對于軟弱地基的處理通常采取人工的方法進(jìn)行處理,主要從以下幾個(gè)方面對軟弱地基的性質(zhì)進(jìn)行改善:(1)減少或者消除膨脹土的漲縮性和黃土的濕陷性。(2)地基的振動(dòng)特性得到改善,使抗震性能得到提高。(3)要對地基的透水特性得到改善。(4)要使地基的抗變形特性得到提高。(5)通過提高土體強(qiáng)度來改善剪切特性。
2 道路橋梁施工中對軟弱地基處理的常見方法
2.1 管樁加固法。管樁加固主要是通過現(xiàn)場灌注鋼筋混凝土管樁完成的,這種管樁主要是利用大直徑長螺旋現(xiàn)澆薄壁筒樁鉆機(jī)和現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁機(jī)制成的,是當(dāng)前樁基工程中一種較新的樁型。利用樁筒的內(nèi)壁和土體相互結(jié)合,使整樁和土體的摩阻力得到加強(qiáng),進(jìn)而提高了單樁的承載力。其優(yōu)點(diǎn)是:成樁質(zhì)量好、高效快速的施工、較好的耐久性和經(jīng)濟(jì)性、承載力高、對多種土層都適用,并且還具有保護(hù)環(huán)境的意義。
2.2 塑料排水板加固法。使用塑料排水板對軟土地基進(jìn)行加固,是一項(xiàng)道路橋梁施工中一項(xiàng)較新的工藝與處理技術(shù),具體是用機(jī)械在軟土層中插入不同深度的塑料排水板,之后再利用預(yù)壓荷載的作用,沿著塑料板使軟土地基內(nèi)的水份向上滲入到砂墊層中,實(shí)現(xiàn)軟土地基加固的目的,進(jìn)而使地基的整體承載力得到提高。近幾年來,塑料排水板加固法在水上工程中得到了越來越廣泛的應(yīng)用,同時(shí)其打設(shè)深度也越來越深。這種該方法具有低造價(jià)、效果好、施工簡單的優(yōu)點(diǎn),而且其具有較為成熟的經(jīng)驗(yàn)。
2.3 加筋技術(shù)。目前,《公路加筋土工程設(shè)計(jì)規(guī)范》和《公路加筋土工程施工技術(shù)規(guī)范》是施工中加筋所要遵循的規(guī)范要求。對軟弱地基的加筋處理是指是指將土工合成材料或鋼筋混凝土帶、尼龍繩、鋼帶、鋼條、等鋪設(shè)在人工填土的路堤或擋墻內(nèi);或把土錨或土釘、碎石樁、樹根樁等打入邊坡內(nèi)。通過這種方法得到的人工復(fù)合土體,能夠具有很強(qiáng)的抗壓、抗拉、抗彎和抗剪作用,能夠使地基承載力提高、沉降減少,而且能使地基穩(wěn)定性得到極大的加強(qiáng)。
2.4 動(dòng)力固結(jié)法。動(dòng)力固結(jié),又叫做強(qiáng)夯法,通常是使9~30t 的重錘在9~20m的落距內(nèi)砸下,施加給地基土一個(gè)極大的沖擊,使地基土中形成沖擊波和動(dòng)應(yīng)力,壓密、振密地基土,使地基土得到加固,使其強(qiáng)度提高,對砂土的抗液化條件進(jìn)行改善,并且使?jié)裣菪渣S土的濕陷性得到消除。
2.5 水泥粉煤灰碎石樁法。水泥粉煤灰碎石樁法也就是少量水泥、粉煤灰、碎石,加水進(jìn)行拌合,利用長螺旋鉆管內(nèi)泵或者振動(dòng)沉管打樁機(jī)具制成粘結(jié)度較高的樁,通過褥墊層使樁和樁間的土形成復(fù)合地基。目前,很多工程在施工的過程中通常采取粉煤灰由水泥進(jìn)行代替,也就是素混凝土樁,強(qiáng)度等級一般是C10-C20最為合適,不能過高。通過大量的實(shí)踐證明,保證CFG樁質(zhì)量的前提下,要注意選取合適的施工工藝,能夠使工程的需要得到滿足,能夠得到很高的承載力。
2.6 孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法??變?nèi)深層強(qiáng)夯法是我國地基處理技術(shù)在國際上拿到了尤里卡金獎(jiǎng),也是在國際上拿到的唯一金獎(jiǎng)。這種方法就是采取首先在地基內(nèi)成空,然后在孔內(nèi)放入重錘,分層填料后強(qiáng)夯或者邊加料邊強(qiáng)夯。孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法與其他技術(shù)相比存在著不同的地方:孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法也就是地基深處的強(qiáng)夯是通過孔道進(jìn)入的,自下而上利用異型重錘對填料進(jìn)行強(qiáng)擠密、超壓強(qiáng)、高動(dòng)能的進(jìn)行強(qiáng)夯作業(yè)在孔內(nèi)深層進(jìn)行,使孔內(nèi)的填料對樁周土進(jìn)行加固擠密同時(shí)沿豎向深層壓密固結(jié),對于不同的土質(zhì),要選取合適的工藝使樁體獲得托盤狀、擴(kuò)大頭、串珠狀,有利于樁與樁之間增大摩阻力,樁間土的緊密咬合程度增加,承載力得到提高,地基通過處理剛度較為均勻;地基處理深度能夠到達(dá)30米以上,不受地下水的影響,沉降變形小,變形模量高。
孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法保護(hù)了環(huán)境,減少了污染,節(jié)省了工程投資,不用水泥、鋼筋,變廢為寶,通常選用建筑垃圾處理地基,用料比較廣泛突破了多年的傳統(tǒng)觀念,是一種專利新技術(shù)。這種技術(shù)主要用于紅粘土、膨脹土、風(fēng)化巖、液化土、軟弱土、濕陷性黃土、大厚度雜填土以及具有巖溶土洞、古墓、地下人防工事、硬夾層軟硬不均等各種復(fù)雜疑難的地基處理。這種技術(shù)可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求和地質(zhì)情況,就地取材,例如混凝土、灰土、土夾石、粉煤灰、砂卵石、毛石、砂、素土、工業(yè)無毒廢料、建筑碴土等材料都可以做成各種DDC樁。施工速度快,施工噪聲低、地面振動(dòng)小、施工質(zhì)量比較容易得到控制,工程造價(jià)大幅度得到下降。
2.7 碎石樁加固法。砂石樁法是在軟弱地基中成孔后,通過沖擊、振動(dòng)或水沖等方式將砂或碎石擠壓入成孔中,使之形成由大直徑砂石構(gòu)成的密實(shí)樁體,主要包括砂樁、砂石樁和碎石樁,將其統(tǒng)稱為砂石樁。作為持力層,基礎(chǔ)下的復(fù)合層由砂石樁與土一起組成,使地基承載力得到提高且使變形降低。一般的對于粉土、黏性土、松散砂土、雜填土以及素填土地基比較適用。
2.8 換填土法。換填土法對軟弱地基的加固原理是根據(jù)土中附加應(yīng)力的分布規(guī)律,使墊層對上部較大的應(yīng)力進(jìn)行承擔(dān),而使軟弱層承擔(dān)的應(yīng)力減小,這樣可以使地基的設(shè)計(jì)要求得到滿足。這種方法對于素填土、雜填土、淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土地基或者暗塘、暗溝等的淺層處理都比較適用。在道路橋梁施工時(shí)軟弱地基的承載力和變形不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求,并且軟弱土層的厚度也不是很大的時(shí)候,需要挖去基礎(chǔ)底面下處理范圍內(nèi)的軟弱土層部分,之后使用強(qiáng)度較大的砂(灰土、碎石、素土)或其它性能穩(wěn)定、無侵蝕性的材料進(jìn)行換填,并按照要求的密實(shí)度進(jìn)行壓實(shí),通常在公路構(gòu)筑物的地基處理中應(yīng)用較多。
3 結(jié)語
地基處理的目的是利用置換、夯實(shí)、加筋、排水固結(jié)和熱力學(xué)等方法加固地基,使地基的性能得到改善,滿足道路工程的要求。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展,軟弱地基處理技術(shù)的改善提高對道路橋梁施工的發(fā)展有著極其重要的意義,在工程建設(shè)等方面也提供著越來越多的幫助。科技水平的進(jìn)步,使得地基處理理論和地基處理新材料、新機(jī)械和新工藝不斷得到更新發(fā)展,新的軟弱地基處理方法必然會(huì)隨之出現(xiàn),并且在道路橋梁施工中發(fā)揮其重要作用。
參考文獻(xiàn)
[1] 張雄.土工格柵在軟弱地基處理中的施工體會(huì)[J].中國西部科技,2008(07).
[2] 危志雄.淺析強(qiáng)夯加固法在公路軟弱地基中的應(yīng)用[J].科技信息, 2009(05).
[3] 陳發(fā)云.淺議公路軟弱地基的處理方法[J].民營科技,2008(04).