道路桥梁施工中对于软弱地基的处理措施
2015-10-21常瑞祥
常瑞祥
【摘要】交通系统在我国经济发展过程中发挥着非常巨大的作用,公路工程作为其中的一个分支,其施工质量的好坏直接关系到道路的使用寿命以及人民出行的安全。随着桥梁工程的不断增多,桥梁在软弱地基上进行修建的几率也相应增加。在桥梁施工过程中,如果遇到软弱地基,必须采取有效的处理措施,来保证地基的程度,进而保证桥梁工程的整体施工质量。因此,桥梁施工前必须对施工地的土质情况进行严格勘察,如果存在软弱土地曾,就必须采用有效的措施加以处理。
【关键词】道路桥梁;软弱地基施工;处理对策
引言
我国地域较为辽阔,软土分布较为广泛,因为软土的强度较低,压缩性较大,导致在路基施工中,增加了一定的施工难度。目前,在道路桥梁施工中,软弱地基处理已经成为不可避免的一个施工难点。因此,要想确保道路桥梁施工的整体质量,必须对软弱地基进行正确的处理,采取有效的处理措施,提高软弱地基的承载力,进而保证道路桥梁工程的使用功能,实现道路桥梁施工的社会效益与经济效益。
一、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纸输送,易收到水流的冲刷,不稳定。
二、道路桥梁施工中软弱地基处理存在的问题
1.稳定问题
道路桥梁施工中软弱地基处理中的稳定问题主要包括以下四点:
(1)填土和边坡的稳定
(2)地基承载力问题
(3)挡土墙,板桩等土压力问题
(4)桩的水平拉力问题
2.沉降问题
沉降问题是软弱地基的第二个大问题,沉降是指固结沉降,即途中孔隙水消散引起的沉降以及途中孔隙水消散完了后,土骨架蠕变引起的沉降,当总沉降大时,不均匀沉降必然也大,这是由于建筑物本身,场地条件,环境荷重都不可能完全对称。软黏土地基含水量高,压缩性大,在荷重作用下会产生很大沉降,同时软黏土的渗透系数小,固结系数小,完成沉降所需的时间很长,即固结过程历时长,深厚粘性土层的沉降可达几十年,在这种情况下,次固结沉降在总沉降中站的比例较大,不能忽视。当沉降超过建筑物的容许沉降时,将影响建筑物的正常使用。
3.液化问题
液化时一种物理现象,是指物体从气体变为液體的过程,在道路桥梁施工中,在动荷载作用下,饱和松砂的孔隙水压力增大,有效应力下降,当有效应力为零时,砂土就像液体一样,这时轻的构筑物,如管道就会浮起来,重的构筑物就会沉下去。公路、铁路路基由于受到车辆震动荷载,孔隙水压力上升,强度下降,产生翻浆冒泥,地面下陷,即使有效应力不为零,但由于有效应力下降,砂土的强度变低,地基就会发生稳定问题,这在前面已讲过了。对于不饱和砂性土,由于孔隙压力上升较小,不足以引起液化,但强度扔会下降,而且由于被振密而产生较大变形,所以不仅会产生稳定问题,还会产生沉降问题。
三、道路桥梁施工中常用的软弱地基处理措施
1、换填土处理法
该技术措施主要用在软土层的厚度不大,土质分布不均匀且排水性能比较差的软土地基中。当此类地基无法承受道路桥梁的承载力的时候,可以先将软土层挖开,然后依据道路桥梁的具体荷载力等要求,分层填充稳定性能比较好的材质,例如砂石、炉渣、粉煤灰等材质,然后利用强夯击打的方式;来提高地基的承载能力以及密实度,并且加快软土地基的排水性能,确保地基的承载力符合相关标准。
2、密实加固法
第一,排水极密加固法。该方法施工过程简单且处理的效果比较好,因此广泛的应用与当前的道路桥梁软弱地基处理工程中。该方法主要是针对含水量比较高的土层中,例如沼泽、江河湖海等区域。通过排水挤密法来将软土地基中多余的水分吸走或排出,从而提高软土地基的承载能力。第二,深层密实加固法。该技术措施主要是通过对地层进行爆破或者是挤压,从而实现地基的加固功能。第三,动力固结法。该技术措施也可以称之为强夯法。主要是从高度大约为8-20m的空中利用重约8t-30t的重锤通过自有落体所产生的能力来对地基进行打压加密,以此提高地基的承载能力。该技术措施主要用于饱和性的粘土地基。第四,水泥土混合法。该技术措施也可以称之为深层混合法。主要是将水泥等建筑材料混入到软土层中,然后再利用专用的设备使之搅拌均匀。利用水泥等建筑材料的吸水功能降低软土层的含水量,从而增强软土层的承载能力。
3、灌浆技术
灌浆技术主要是依据工程的特点,将一定比例的原材料混合均匀形成能够流动的浆液,然后利用专门的压力设备通过压力降浆液射到软土层中,浆液喷洒在软土层上之后能够自由扩散,从而起到凝结固土的作用,实现软土地基性能的有效改善。软土地基中注浆方式主要有渗透注浆、劈裂注浆以及压密注浆等。渗透注浆主要是在确保地层原油土质颗粒稳定性排列的基础之上,将注入的浆液填满土层颗粒之间的间隙,使得颗粒连接在一起形成一个完整的整体,从而提高地基的承载能力;劈裂注浆主要是利用专用设备,如钻机、搅浆机等,并在实际注浆的过程中控制好注浆的压力,在土层劈裂之后,地表会出现裂隙等情况,从而有利于浆液的注入。压密注浆。若是浆液的稠度过高的时候就可以采用此种注浆方式,该注浆方法能够产生浆泡,浆泡能够有效挤压土体,从而提高地基的承载能力。
4、水泥粉煤灰碎石桩法
水泥粉煤灰碎石桩法主要是利用搅拌机将水泥、粉煤灰一级碎石进行混合搅拌均匀,然后利用打桩机将混合物制成柱状体。由于该柱状体具有较强的粘性和强度,可以使地基之间的桩之间密切的联系到一起,最终形成复合式的地基,从而提高整个地基的结构性能。不过在用该方法的时候一定要注意将水泥粉煤灰碎石的强度设置在c10-c20之间,否则无法达到应有的效果。
5、孔内深层强夯法
所谓孔内深层强夯法主要是在确保地基内部出现孔隙的情况下,将重锤放入孔内,逐层进行填料之后再统一进行强夯或者是逐层填料并逐层进行强夯方法,该技术方法有效的浆加固技术和动力固结技术有机的结合道路一起。该技术方法的主要特点如下:其一,在地基的孔道内部进行填料强夯能够确保地基更加密实和坚固,有效改变原有地基的高粘度以及地承载力的性能,增加地基的稳固性能;其二,在孔内采取逐层填料夯实的同时,能够对不同的土层以及不同的土质情况进行沿竖向深的挤压固结,能够有效改善软土地基的性能,使其达到最坚固的水平,从而确保道路桥梁工程的施工质量。此外,该技术方法还能够起到环境保护的重要作用。填料材质可以用工程施工中剩下的废弃物料,从而可以有效节省施工单位的材料费用,同时还能降低废弃材质对周边环境的污染,提高了工程施工的环保性能。施工措施主要运用于图纸粘性比较高且膨胀情况较为严重的土质中以及岩溶地质中。而且填料的材质取材也是十分广泛的,可以是施工过程中用完的废弃材料,也可以选用饿暖石和煤灰等,既实现了环境保护作用又起到了加固地基的重要作用。同时由于该施工措施在孔内施工,地面振动作用小,还能有效降低施工过程中的噪声污染。
6、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。
7、水泥土搅拌法
水泥土搅拌法又称作深层搅拌法将水泥等材质混入淤泥、黏土等软弱地基中通过机械搅拌提高整个地基的强度降低含水量增强地基的承载能力。
参考文献:
[1]陈奎.道路桥梁工程软土地基的施工处理的思考{j}.建筑知识:学术刊,2013(11);300.
[2]李敏.道路桥梁工程中软土地基的施工处理措施分析{j}.科技创新与应用,2014(1):201.