道路桥梁施工中对于软弱地基的处理措施探析
2015-08-15王汝刚太仓市水利工程有限公司江苏太仓215400
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道路桥梁施工的选址需要综合考虑很多问题,地理环境、气候状况、施工难度、施工成本等等。其中,地理环境是需要注意的重要的一点。道桥的地基是整个道路和桥梁的基础,所以必须要稳固扎实,一般要避开软弱的土地。但是现实中不可能十全十美,根据测算,可能某处地基较为软弱,但是其他各方面条件却是最优,也可能其他的方案施工难度更大,消耗更多。另外,当前的土地利用较为紧张,不可能每一条公里和桥梁都选择在稳定的地域里进行施工。此时就需要我们对软弱地基进行处理,以达到稳定道路和桥梁的目的,使其对道路和桥梁的反作用最小化。
1 软弱地基概述
软弱地基,顾名思义,就是一个区域的土地,如果作为道路或者桥梁的地基来说,不足以起到应有的支撑作用,不能够直接用来作为地基使用,但是根据规划,又必须将其作为地基使用。具体地来说,软弱地基一般包括了淤泥、泥沙、软土、冲填土等等,严格来说,淤泥也算作软土的一种。冲填土则是在河道中取得的泥沙,经过混合成泥浆,再沉淀以后形成的土。软土和冲填土的特点都是图土质松软,易受到水流的冲刷,不稳定。
2 道路桥梁施工中软弱地基处理的必要性和目的
道路和桥梁是我国经济发展过程中离不开的重要载体。无论是从事生产活动合适人民进行基本的生活,都离不开道路和桥梁。而地基又是道路和桥梁的重要基础,地基的稳定与否直接影响着道路和桥梁稳定与否,又会间接影响该区域内的物质交流和经济发展。因为各种其他方面的重要因素,在某些地区必须在软弱地基上进行施工,所以必须对软弱地基进行改善。改善的原则是,尽量使用天然地基。特殊情况下如果是淤泥质土,则应当充分利用其上层较为稳定的土层作为地基持力层。而如果淤泥质土的上层稳定层较为薄弱的话,在施工过程中应当充分小心,防止对淤泥质土造成影响;如果是其他的建筑垃圾或者是工业废料的话,如果其较为稳固,可以对其进行处理后作为地基使用。
处理软弱地基的目的就是通过各种方法,改善地基软土的物理属性,提高其承载能力。一般来说是改善其渗透性和沉降性。一般改善软基要达到的目标是减少膨胀土的胀缩性,提高其抗震性,控制其透水性,阻碍其变形性,提高整体土地的强度和稳定性。
3 道路桥梁施工处理软弱地基可行性方案
对于道路桥梁施工中处理软弱地基的方案,一般有下面的几种方法:
首先,可以用换填土的方法进行处理。换填土虽然耗时耗力,但是其实它是操作最为简单的一种方法。它适用于土地土质不能满足地基的设计要求,并且软弱土层并不是十分厚重的情况。在这种情况下,可以直接将软弱土层挖掘出来,直接换上较为坚实的土层即可。换填的时候,一般要因地制宜,根据不同的情况选用不同的材质,可以用高炉的炉渣、砂石、粉煤灰等等。但是无论换填的是什么样的材料,都必须将其夯实,以提高土层的稳定性。
其次,可以用密实加固的方法进行处理。密实加固又可以采用不用的方法。
常用的方法是强夯法,这种方法又叫做动力固结处理法。其不适用于淤泥、淤泥质土等本身土质较为疏松的土壤,适用于杂填土这种本身材料分子具备稳定性,但是不能充分粘合的土质。具体的做法是用大吨位的重锤,利用重力的作用从上而下进行反复夯击,在不断的夯击中使得土层里的小颗粒充分结合,互相作用,逐渐变得密实牢固。另外,强夯法也可以加入另外一些高强度的材料,与地基土层一起夯实,形成稳定的地基层面。
另外一种常用的方法是孔内深层强夯法。这种方法是我国发明的,唯一在国际上获得的金奖项目。在比利时布鲁塞尔举行的第52姐尤里卡世界发明博览会上,先长城岩土公司的司炳文教授发明的孔内深层强夯法(又称作DDC技术)获得当届5项尤里卡金奖,还获得了比利时国王的骑士勋章。这种方法是是现将地基内情况,再分层填料,进行强夯。这种方法将动力强夯与材料加固相结合,具有更高的动能,能够显著改变土质的粘度和密度。这种方法最重要的优点不在于能够解决软弱土层,还充分利用了建筑废料,将建筑废料充分利用,甚至是我们身边常见的鹅卵石都可以作为填料进行施工,另一方面又节省了钢筋水泥等建筑消耗材料,符合我国当前的可持续发展理念。这种方法不仅实用,还节省成本,又环保,是今后应当大力推行广泛应用的方法。
除此之外,密实加固的方法还包括了排水加固和高压喷射注浆的方法。排水加固只适用于含水量较高的软弱地基,其原理是通过安插排水管道等方法将水从软弱土层中排出,从而提升软弱土层的密实程度。这种方法造价低廉、操作方便,缺点是受环境制约较大,只能在符合要求的土层内进行。而高压喷射注浆法是用高压水枪将泥浆注入到软弱土层中,改善整个软弱土层的强度。这种方式主要适用于较为松散的粉土地基,其成本较高。
除了上文所述的换填土和密实加固方法,现实施工中还常会用到加入管桩进行加固的方法。依据管桩的材质不同,可以分为水泥土桩、钢筋混凝土桩和碎石桩。从名字容易看出,这三种管桩分别由水泥、钢筋混凝土与碎石块浇筑而成。其中,水泥桩和碎石桩都是现在软弱地基上打孔,然后搅拌制作成水泥涂装或者是碎石桩,填筑进空洞内,然后再进行夯实,在软弱地基中形成较为稳定的管桩。而钢筋混凝土桩,这种桩体瑞然造价略微高昂,但是比水泥和碎石桩更为稳固,使用寿命也更长,所以在当前的道路桥梁软土地基改造中受到越来越广泛的应用。
最后,除了换填土、密实加固、加桩等常用方法,还有加筋处理法等一些不大常用的方法。这些方法根据施工地点不同土质、不同气候条件的不同,适用条件也不同。但是它们共同的特点是原本比较软弱的基层土通过改造措施,使其变得稳固。另外,桥梁的软土地基处理上比公路略微繁琐一些,它不仅要考虑到加固,还要注意水的侵蚀。
4 结语
地基是连接道路桥梁与地表的部分,它不仅承担着道路桥梁表面行人车辆带来的压力,更在结构上保障着道路和桥梁的稳定。我国很多地区的土质不好,在这些较为软弱的土层上直接构建地基,会对整个公路和桥梁的稳定性与行车安全造成影响。道路与桥梁是我国交通运输最重要的载体,也是社会经济向前发展进步的重要载体,所以我们一定要重视道路桥梁地基的重要性,谨慎处理软弱地基问题,运用各种方法转变或者转化软弱地基的物理属性,使其真正成为托起整个国家经济发展的重要力量。
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