摘 要:為了提高公路軟土地基質(zhì)量,防止出現(xiàn)沉降、滑移等危險(xiǎn)情況,選擇合理的軟土地基處理方法,從理論和實(shí)際出發(fā),分析軟土的工程特性,介紹了CFG樁法、填砂竹節(jié)樁法、排水固結(jié)法、新型地固件(DBOX)法,以及從適用范圍、施工工期進(jìn)行比選,總結(jié)了各種方法的適用情況。
關(guān)鍵詞:公路;軟土地基;處理方法;比選
1 引言
軟土是一種較為特殊的土體,其含水率為34%~72%,孔隙比在1~2之間,飽和度在95%以上,液限一般在35%~60%,塑性指數(shù)為13~30[1]。近年來(lái),我國(guó)公路建設(shè)快速發(fā)展,在建設(shè)施工過(guò)程中,不可避免地會(huì)遇到軟土地基。目前,常見(jiàn)的軟土地基危害有沉降和穩(wěn)定性破壞,在公路建設(shè)完畢投入使用后,軟土地基中的土層水分漸漸揮發(fā),土顆粒之間的密度變大,公路逐漸發(fā)生沉降變形;甚至嚴(yán)重時(shí)土體出現(xiàn)滑移失穩(wěn),造成安全事故。
公路分布較廣,使用要求較高,因而對(duì)地基有較高的要求。軟土地基處理技術(shù)隨著現(xiàn)代工程技術(shù)的進(jìn)步趨于完善,處理的方法多種多樣,根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行分析比選,對(duì)地基處理具有重要意義。
2 軟土地基處理方法
軟基處理方法主要分成兩大類:一類是復(fù)合軟土地基處理法,如粉噴樁、旋噴樁及碎石樁等。另一類是排水預(yù)壓固結(jié)法,包括堆載預(yù)壓法、排水固結(jié)法等。復(fù)合軟土地基處理法主要是指將天然地基土增強(qiáng)或者設(shè)置加筋材料,提高土體的強(qiáng)度,復(fù)合地基由增強(qiáng)體和周圍土體共同承擔(dān)荷載[2]。排水固結(jié)法實(shí)質(zhì)上是通過(guò)不同的處理方法使地下水排出,使土中孔隙水壓力快速消散,有效應(yīng)力增長(zhǎng)。
(1)CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡(jiǎn)稱。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高黏結(jié)強(qiáng)度樁,它和樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基[3]。CFG樁復(fù)合地基加固機(jī)理主要有置換作用、減載作用和對(duì)土的約束作用[4]。
(2)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土竹節(jié)樁是一種采用特制鋼模制成的樁身,每隔一定距離設(shè)置一個(gè)節(jié)點(diǎn)的預(yù)制混凝土異形樁,竹節(jié)直徑是樁身直徑的1.25~1.5倍,竹節(jié)間距普遍為1000mm,與同規(guī)格的管樁相比,可節(jié)約材料。在竹節(jié)樁施工過(guò)程中通過(guò)樁身竹節(jié)節(jié)點(diǎn)將碎石、砂土等散體材料壓入土體中形成填砂竹節(jié)樁[5]。
(3)排水固結(jié)處理技術(shù)是軟土地基處理的一個(gè)重要處理措施,它是指天然地基在荷載作用下,通過(guò)布置豎向排水井或塑料排水板,使土中的孔隙水被慢慢排出,孔隙比減小,以加速地基土固結(jié)變形,使得地基土的沉降提前完成,并加速地基土強(qiáng)度逐漸增長(zhǎng),以保證地基的穩(wěn)定性[6]。
(4)DBOX是向內(nèi)部約束裝置的構(gòu)件填充碎石、砂子等材料,利用填充材料的自重和構(gòu)件的張力,使構(gòu)件自身的強(qiáng)度提高并保持形狀;在地固件上加壓時(shí),其下方形成的圓錐形凹槽約束了凹槽中的原土,使得周邊的超靜孔隙水壓力消散,在增加了地基承載力的同時(shí),約束了原土的擠出,使地基的液化得以控制;利用填充材料之間的摩擦力起到減振的效果[7]。
3 軟土地基處理方法的對(duì)比分析
為了質(zhì)量能夠得到保證、工期按時(shí)完成以及利益的最大化,要選擇最優(yōu)化、最合理有效的施工方案,在選擇方案的同時(shí),對(duì)每個(gè)影響因素都要面面俱到。下面根據(jù)查閱資料和相關(guān)調(diào)查對(duì)上述地基處理方法的適用條件、施工工期進(jìn)行了對(duì)比。
3.1 上述地基處理方法范圍對(duì)比
適用范圍對(duì)比見(jiàn)表1。
由表1可知,上述所列出的處理軟基的方法中,使用復(fù)合地基法處理軟土地基比排水預(yù)壓固結(jié)法處理的厚度大,但適用的土質(zhì)范圍不盡相同,可使施工方案的選擇更有針對(duì)性。
3.2 上述地基處理方法工期對(duì)比
處理工期長(zhǎng)短對(duì)比,見(jiàn)表2。
由表2可知,上述所列出的處理軟基的方法中,排水固結(jié)法的施工工期最長(zhǎng),主要原因是施工工藝比較復(fù)雜,需要的機(jī)械設(shè)備多,新型地固件法的工期較短,若對(duì)工期有急切要求可優(yōu)先考慮;復(fù)合地基法的施工工期都較長(zhǎng),處理效果更佳。
4 結(jié)論
本文分析了軟土的工程特性,并介紹了CFG樁、填砂竹節(jié)樁、排水固結(jié)以及新型地固件(DBOX)處理軟土地基的方法,從適用條件、施工工期進(jìn)行了比選。
1)軟土地基具有含水率高、滲透性低、黏性大、抗剪強(qiáng)度低等工程特性,使公路難以保持穩(wěn)定性,容易發(fā)生沉降破壞。
2)CFG樁法適用范圍較廣,可處理淤泥、雜填土、粉土等天然地基,工期較長(zhǎng),成本較高,能處理大多數(shù)軟土土質(zhì)。
3)填砂竹節(jié)樁法可處理深厚軟土層、土質(zhì)極差、含水量過(guò)多的土層,工期較長(zhǎng),是一種較為經(jīng)濟(jì)的處理軟土地基的方法。
4)排水固結(jié)法可處理軟飽和土,且厚度比較大的土層,工期是上述地基處理方法中最長(zhǎng)的,因?yàn)槠涫┕すに嚤容^復(fù)雜,雖施工時(shí)間長(zhǎng),但處理效果好,適用于不緊急的軟基處理。
5)新型地固件法(DBOX)可處理淤泥、淤泥質(zhì)土,施工方法簡(jiǎn)單,是一種經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單的施工方法。
參考文獻(xiàn)
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作者簡(jiǎn)介
江相玲(1998-),女,漢族,四川省自貢市人,學(xué)生,本科,西南科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院,研究方向:工程管理。