■胡丙偉,朱昌喜
■1.中國河南國際合作集團有限公司,河南 鄭州 450000;2.河南新縣宏大建設工程有限責任公司,河南 新縣 465500
按照一般的定義來看,軟弱地基就是指由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基。它的突出特點是水分含量大,土壤中存在較大的空隙率。我們在工程的建設中常會遇到這樣的地基,它有獨特優(yōu)點,總結(jié)而言,主要包括以下內(nèi)容:
一般的軟土往往會包含30%-70%的含水量,換言之,軟土層是流動于水體上的,所以,如果施工組織的現(xiàn)場存在較多的路面淤泥,就會導致施工組織機械無處放置,直接影響到工程的施工組織。
因為軟弱地基本身具有較高的含水量,所以對于外部的水分吸收相當少,會導致下滲的水速度逐漸變慢直至停止。施工組織時,軟土的凝固速度也需要較久的時間,并且土中的某些有機質(zhì)會造成通水管堵塞,如果不采取排水措施,水流就會匯聚到一千,時間一久,水會流至土中深處,進一步加大軟土面積。
在施工組織軟弱地基前,常會借助壓力排除土中的水分,這時因為軟土具有高含水量,在壓力的作用下,就極容易擠出水分,這時就會導致土層下陷,甚至某些地區(qū)出現(xiàn)較多的漏洞,一旦發(fā)現(xiàn)這種情況時,可以采取使用別的土來對下陷及漏洞部分進行填充的方法。
在快剪時,軟土的粘聚力大約為10kPa左右,由于軟土的抗剪能力會跟排水能力有著密切的關(guān)系,因此,要有效增強軟土的抗剪強度,必須對排水管道進行特殊處理,將排水管道中的雜質(zhì)進行大清理,保證排水的流暢。再者,抗剪強度還會跟軟土地深直接相關(guān),深度越大,抗剪強度越強,它們之間的關(guān)系大致是:軟弱地基每加深1m,抗剪強度會加多1——2kPa。所以,如果在此類地基上面修建公路橋梁工程,往往會出現(xiàn)地基的沉陷和失穩(wěn)等眾多問題,嚴重影響到工程的質(zhì)量和試驗功能。
因為人們無法預見軟弱地基的實際情況,要是施工組織時并沒有高度重視軟弱地基的性質(zhì),就極有可能會導致施工組織存在安全隱患。在對路基進行施工組織時,常會發(fā)生各類問題,施工組織人員進行地質(zhì)勘測時,要是沒有控制好勘測結(jié)果,導致與實際情況存在較大的誤差,可能就漏掉一些本該進行處理的軟土,最終使得工程施工組織無法順利開展。在進行施工組織時,若是加固不夠或者沒有進行軟土的加固,或者填筑沒有分層進行,結(jié)果就極有可能會導致路堤失穩(wěn)。
公路橋梁工程一般的施工組織材料為混泥土物質(zhì),這類的材料對于雨水的抗侵蝕性較強,容易發(fā)生路面侵蝕問題,最終影響材料的緊密度。在降雨量較多的月份,易導致大面積的路面破損,甚至使得路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)松散與材料的脫落,長期下去就會影響整體安全。因為路橋軟土層受到長時間的地下水沖刷,造成嚴重的水土流失,大大降低了軟弱地基的強度;或者因為施工組織不當,導致施工組織質(zhì)量下降。導致公路在施工組織的過程中出現(xiàn)路面沉降,最終威脅到使用壽命與行車安全。
上述軟弱地基的特性和施工組織的不當?shù)纫蛩?,會嚴重影響到公路橋梁工程的本來功能,必須進行適當?shù)奶幚恚拍苡行岣吖窐蛄汗こ痰氖褂脡勖桶踩?/p>
這種方法一般被用在地基表面相當軟弱的情況下。主要是借助排水、敷設與材料增添等辦法來提升地表的強度,避免地基局部出現(xiàn)剪切變形的情況,確保施工組織機械能正常運作;還可確保填土荷載在地基上均勻分布。
(1)表層排水法:對于那些土質(zhì)不錯但是因為含水量太多而變成軟弱地基的情況,填土前應該對地表面進行開挖溝槽,排除地表水,減少地基表層土的含水量,以確保施工組織機械能順利通行。為了將開挖出的溝槽運用在盲溝的施工組織中,應當回填一些透水性好的砂礫碎石。
(2)砂墊層法:這種方法常用于軟土層不太厚,排水性能好,砂礫資源充足,工程工期不緊張的情況中。一般當砂墊層厚12—24cm時,應當結(jié)合提升排水面理論,利用軟弱地基在構(gòu)造物荷載下能有效加速排水固結(jié)凝結(jié)的作用,來強化軟土層的強度,實現(xiàn)穩(wěn)定要求。在選擇砂礫墊層施工組織材料時,應當控制好潔凈中、粗砂,確保5%以下的含泥量,還應注意選擇那些粒徑在5cm之內(nèi)的天然級配砂礫。為了確保顯著的排水效果,應當在施工組織時做好灑水壓實工作,施工組織前要檢查好砂礫表層,表層濕潤時則可采取施工組織處理。
(3)敷墊材料法:對于地基土層不均勻,可能發(fā)生局部不均勻沉降和側(cè)向變位,可利用所敷墊材料的抗剪和拉抗力來增強施工組織機械的通行能力。均勻地支承填土荷載、減少地基局部沉降和側(cè)向變位,提高了地基的支承能力。
(4)添加劑法:當表層為粘性土時,在其內(nèi)滲入添加劑,以改善地基的壓縮性能和強度特性,確保施工組織機械的正常行駛,也提高了固結(jié)的效果。工程上常用生石灰、水泥及熟石灰作為添加材料。石灰類添加材料通過現(xiàn)場拌和或廠拌,能產(chǎn)生團粒效果,降低土壤含水量,被固結(jié)的土也會發(fā)生化學性固結(jié),確保土體的穩(wěn)定。
粉噴樁主要適合用在深層地基加固中。這是以水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑,用攪拌機械將軟土和固化劑強制攪拌,通過固化劑與軟土發(fā)生的物理化學反應,將軟土硬結(jié)成強度較高的優(yōu)質(zhì)地基。這種方法就是使用粉體狀固化劑來攪拌處理軟基,常用在淤泥及粉土等粘性土的加固中。
此法以石灰、水泥等材料為固化劑,通過深層攪拌機械的作用,將軟土與粉體或漿液樁的固化劑在地基深處進行強制攪拌,經(jīng)過一系列的物理化學反應,形成強度高、穩(wěn)定性好的復合地基。水泥攪拌樁法常用于對粉土、松散砂土等地基的加固,其優(yōu)點表現(xiàn)在施工組織過程中對路堤的干擾較小,非常適合擴建工程施工組織。在施工組織之前,首先要保證場地平整,如果有低洼下陷的區(qū)域要用粘土填平,同時需要清除場地內(nèi)的一切雜物,如砂墊層和生活垃圾等。
將垂直的排水柱設置在粘性土地基中,縮短了排水距離,促進了地基排水固結(jié),增加了抗剪強度。垂直排水柱所用的材料分為砂井和紙板排水兩種。根據(jù)砂井的施工組織方法不同砂井排水法可分為水射式、螺旋鉆式、打入式、振動式及袋裝式等。此法很少單獨使用,多與加載法或緩速填土法并用,對層厚大,均質(zhì)的粘土地質(zhì)最為有效;對泥炭質(zhì)地基效果稍差。
軟弱地基在建設中分布廣泛,并且對于行車的安全性有很大的影響。在進行軟弱地基建設過程中,首先要對軟弱地基有一個準確的判定,其次在設計時要根據(jù)地質(zhì)勘查實際情況采取相應處理措施。在施工中要嚴格按照施工方案進行處理,保證軟弱地基處理后達到營運階段所需要的強度及穩(wěn)定性,以保證在運營階段的使用壽命。
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