(河北 石家莊 050000)
軟地基主要是針對工程建設(shè)中地基較為松軟的地質(zhì)而言,包括淤泥等軟土、沖填土和雜填土等土質(zhì)。軟土主要有泥炭、淤泥類型,單位立方軟土的土質(zhì)含水量較高、密度低、強(qiáng)度小、透水性差,根據(jù)軟土的沉積環(huán)境,可以分為濱海、河灘、湖泊、沼澤軟土。軟土作為地基,穩(wěn)定性、牢固性和排水性差。沖填土屬于人工填土,主要是將從河海航道或是河底獲取的泥砂,摻雜一定量的泥漿,沖填到筑有圍壩或者填土區(qū)內(nèi),在較長時(shí)間的沉淀中形成。沖填土與回填土不同,它經(jīng)過了一定的沖填過程,固結(jié)性、穩(wěn)定性較軟土稍好。具體主要包括以下幾個(gè)方面:
在《公路工程名詞術(shù)語》中,軟土定義為“由天然含水量大、壓縮性高、承載能力低的淤泥沉積物及少量腐殖質(zhì)所組成的土,主要有淤泥、淤泥質(zhì)士及泥炭”。軟土按沉積環(huán)境分為下列四類:濱海沉積、湖泊沉積、河灘沉積和沼澤沉積。軟土的基本特性是:
1.具有高含水量、低密度、低強(qiáng)度、高壓縮性、低透水性和中等靈敏度的特點(diǎn),一般含水量高達(dá)45%~50%,大于液限,孔隙比大于1.0,塑性指數(shù)為20 左右.強(qiáng)度為10—30kPa,壓縮系數(shù)為0.5-1.0Mpa,靈敏度為4~8。因此,該類土壓縮沉降量大,排水固結(jié)緩慢,地基穩(wěn)定性差。
2.具有一定的結(jié)構(gòu)性。
結(jié)構(gòu)性的形成隨土的礦物成分、沉積環(huán)境、孔隙水的成分及沉積年代而不同。除南方湛江一帶有高結(jié)構(gòu)性土外,軟土均具有一定的結(jié)構(gòu)性。結(jié)構(gòu)性的強(qiáng)弱可以用視超固結(jié)比來表示,結(jié)構(gòu)性的主要作用是增大了土骨架的剛度,因此其力學(xué)特性與應(yīng)力水平密切相關(guān)。應(yīng)力水平較低時(shí),土?xí)尸F(xiàn)較好的力學(xué)特性:應(yīng)力水平超過某臨界值后,土的結(jié)構(gòu)性破壞,使力學(xué)性質(zhì)明顯惡化,而且這種惡化是不可逆的,短期內(nèi)很難恢復(fù)。此外,結(jié)構(gòu)性粘土還具有剪脹性。
沖填土是人工填土之一,它是在疏浚江河航道或從河底取土?xí)r用泥漿泵將已裝在泥駁船上的泥砂,直接或再用定量的水加以混合成一定濃度的泥漿,通過輸泥管送到四周筑有圍堤并設(shè)有排水擋板的填土區(qū)內(nèi),經(jīng)沉淀排水后而成。沖填土有別于素土回填,它具有一定的規(guī)律性。其工程性質(zhì)與沖填土料、沖填方法、沖填過程及沖填完成后的排水固結(jié)條件、沖填區(qū)的原始地貌和沖填齡期等因素有關(guān)。
換填土處理法,就是當(dāng)?shù)缆窐蛄旱鼗鶡o法滿足所應(yīng)有的承載力和穩(wěn)定性,而且軟土層的厚度不大情況下,對軟土層進(jìn)行采挖,然后根據(jù)實(shí)際需要分層填充穩(wěn)定性較好的材質(zhì),如砂石、灰土、爐渣、粉煤灰等,并進(jìn)行強(qiáng)夯打壓,加大地基的密度,提高地基承載力,降低沉降量,加快軟土地基的排水固結(jié),使原來的軟土地基在改造后符合建筑施工的設(shè)計(jì)要求,從而保證工程施工的安全性。換填土處理方法依據(jù)的原理是土層的附加應(yīng)力分布規(guī)律。這種方法,主要適用于土質(zhì)不均勻、排水較差的軟土地基。
1.碎石樁加固法
碎石樁加固方法主要通過震動(dòng)、沖擊等多種手段在軟地基中進(jìn)行打孔,將穩(wěn)定性和固結(jié)性較好的碎砂、砂石在地基擠壓、填充,形成直徑較大的密實(shí)度較好的樁體,也就是我們所說的砂石樁。砂石樁與原有軟土共同構(gòu)成密室地基,作為持力層,因此提高地基的承載力,較少地基的變形。這種方式適用于密實(shí)度較低的雜填土、素填土、粘土等地基,這種地基加固方式和處理方法的成本造價(jià)較高,但是隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和技術(shù)的更新突破,砂石樁法開始在更廣范圍內(nèi)得以應(yīng)用。
2.夯實(shí)水泥土樁法
夯實(shí)水泥樁法與碎石樁加固方法類似,將水泥、粉煤灰等材料填充到軟弱地基中,形成水泥土樁,進(jìn)行地基的加固,提高地基的承載力。這種方式施工簡便易行、施工周期短、造價(jià)較低,在許多地區(qū)得以充分利用。
3.鋼筋混凝土管樁法
在道路橋梁施工的軟弱地基處理中,鋼筋混凝土管樁法是當(dāng)前我國加固地基較新的樁型。在施工現(xiàn)場,利用專用機(jī)械澆筑混凝土管樁,加大管樁與土體的摩擦力,增強(qiáng)單根管樁的承載力。鋼筋混凝土管樁法施工進(jìn)度快,實(shí)用效果好,經(jīng)濟(jì)效益高,持久性強(qiáng),可以廣泛應(yīng)用于各種軟弱地基的加固處理。
1.排水?dāng)D密加固法
顧名思義,排水?dāng)D密法主要適用于含水量較高的沼澤、江河湖海等周邊的軟土地基,通過特殊方式進(jìn)行排水吸水,比如用機(jī)械將塑料排水板插入軟土層中,經(jīng)過預(yù)壓負(fù)荷,使水分沿塑料板上滲到砂墊層中,以此來加固軟土地基的承載能力。排水?dāng)D密加固法,從另一個(gè)角度進(jìn)行軟土地基的加固,是一種新技術(shù)和新工藝,加固處理效果好,施工簡單,在當(dāng)前工程建設(shè)中的應(yīng)用越來越廣。
2.深層密實(shí)加固法
深層密實(shí)加固軟如,采用特殊方式對軟土地基進(jìn)行加密和固結(jié),如爆破、擠壓等,深層加固與淺層加固方式相同,所不同的是使用的機(jī)械設(shè)備不同,而且這種方式可以在更廣的范圍內(nèi)進(jìn)行使用。深層密實(shí)加固方法適用于粘土、雜填土、素填土等多種軟土地基。
3.動(dòng)力固結(jié)法或強(qiáng)夯法
動(dòng)力軟土地基加固法又稱強(qiáng)夯法,一般采用8t~30t 的重錘,在8m~20m的高空對地基進(jìn)行強(qiáng)夯打壓加密,實(shí)現(xiàn)加固地基、提高地基強(qiáng)度、減少壓縮性能、改善砂土抗液化條件,進(jìn)而達(dá)到提高地基承載力的最終目的。
地基是橋梁和地表的連接部分,地基承受橋梁巨大的重力以及橋梁過路車輛的不斷負(fù)壓。軟弱地基的承載力較小,在施工過程是竣工之后都有可能產(chǎn)生巨大的風(fēng)險(xiǎn)。如果,不重視軟弱地基的處理和加固,會(huì)引起不同程度的危害,對道路橋梁施工中的軟弱地基進(jìn)行加固處理,意義非凡。本文筆者主要從換填土處理法、管樁加固法、密實(shí)加固法、加筋處理技術(shù)這些技術(shù)進(jìn)行問題的解決,希望對工程建設(shè)的施工起到很好的理論引導(dǎo)作用。