公路橋梁施工中軟土地基施工技術(shù)分析
2016-06-06
軟土地基是指承載力小、壓縮性高、透水性差、含水量大，呈現(xiàn)軟塑到流塑狀態(tài)的飽和性粘土。軟土地基穩(wěn)定性和承載力的問題如下：在土坡上開挖導(dǎo)致支撐系統(tǒng)土壓增加發(fā)生滑動；在建筑物附近開挖導(dǎo)致建筑物失穩(wěn)傾斜；孔隙水壓力增加會導(dǎo)致地面隆起和物土壓力增加。軟土地基主要是由粘土和粉土等一些細(xì)微顆粒含量較多的松軟土、松散砂、大孔隙泥炭、有機(jī)質(zhì)土等土層構(gòu)成。軟體地基的特點(diǎn)是強(qiáng)度偏低、固結(jié)速度慢、變形量大。
在軟土地基上做工程，如果軟基處理不好或施工程序不當(dāng)都會給工程質(zhì)量帶來不利的影響，甚至造成工程失敗。可見，在軟基上修筑高等級公路，如果軟基處理不好則會嚴(yán)重影響整個(gè)工程的質(zhì)量；如果不對軟基進(jìn)行處理，則會對路堤施工、公路使用及維護(hù)帶來一系列問題，一定要慎之又慎。
一、 公路橋梁施工中軟土地基現(xiàn)狀
淺層的降水和深層的抽汲地下水會導(dǎo)致附近建筑物的沉降開裂和大面積地面沉降。當(dāng)出現(xiàn)整體沉降大量差異的時(shí)候就會導(dǎo)致建筑物的功能受到損害，這是因?yàn)檐浲恋耐翆颖『癫痪鶆?、分布不一致和載荷偏心導(dǎo)致的沉降不均；相鄰的建筑物太近或者建筑物的載荷差異太大都會導(dǎo)致建筑物的傾斜。公路橋梁工程比其他的工程有更多的特殊要求，地基是公路橋梁的基層結(jié)構(gòu)，同時(shí)它的牢固性也直接影響著公路橋梁性能的發(fā)揮。因此，施工現(xiàn)場的工作人員要了解和掌握沉降發(fā)生的各種因素，采取合理、有效的措施最大限度地降低沉降問題的影響程度。
二、 軟土地基施工技術(shù)分析
1 表層處理方法
通常用于地表面極軟弱的情況。主要是通過排水、敷設(shè)或增添材料等辦法，提高地表強(qiáng)度，防止地基局部剪切變形，保證施工機(jī)械作業(yè)；同時(shí)盡可能把填土荷載均勻地分布于地基上。屬于這類處理方法的有：敷設(shè)材料法、添加劑法、表層排水法、砂墊層法等。
1.1 表層排水法
對土質(zhì)較好因含水量過大而導(dǎo)致的軟土地基，在填土之前，地表面開挖溝槽，排除地表水，同時(shí)降低地基表層部分的含水率，以保障施工機(jī)械通行。為了能使開挖出的溝槽在施工中起到盲溝的作用，應(yīng)回填透水性好的砂礫或碎石。
1.2砂墊層法
砂墊層主要常用作軟土層厚度小，排水功能良好，砂礫資源優(yōu)良、工程進(jìn)度松緩的情況下。通常砂墊層的厚度在12～24cm，而主要理論根據(jù)是提升排水面，主要針對軟土地基在構(gòu)造物荷載作用下加快排水固結(jié)凝結(jié)過程，以增強(qiáng)軟土層的強(qiáng)度，達(dá)到穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)。在砂礫墊層施工的材料選擇方面，主要是結(jié)合潔凈中、粗砂，含泥量低于5%，并在實(shí)際施工過程中得出5cm 以下的天然級配砂礫排水固結(jié)效果顯著，需在施工過程做好灑水壓實(shí)工作，在施工之前需要做好砂礫表層的檢查，表層濕潤時(shí)則可采取施工處理。
1.3 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(qiáng)施工機(jī)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。工程上廣泛使用的敷墊材料主要有玻璃纖維格柵、化纖無紡布及土工布等。
1.4 添加劑法
當(dāng)表層為粘性土?xí)r，在其內(nèi)滲入添加劑，以改善地基的壓縮性能和強(qiáng)度特性，確保施工機(jī)械的正常行駛。同時(shí)也提高了固結(jié)的效果及填土穩(wěn)定性。工程上常用生石灰、水泥及熟石灰做為添加材料。石灰類添加材料通過現(xiàn)場拌和或廠拌，起到了產(chǎn)生團(tuán)粒效果和降低土壤含水量的作用，與此同時(shí)，被固結(jié)的土隨時(shí)間的推移亦會發(fā)生化學(xué)性固結(jié)，使粘土成分發(fā)生質(zhì)的變化，進(jìn)而保持土體穩(wěn)定。
2 粉噴樁加固處理技術(shù)
粉噴樁（加固土樁）屬于深層攪拌法加固地基方法的一種情況。深層攪拌法是加固飽和軟粘土地基的一種新方法，它以水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑，用特制的攪拌機(jī)械就地將軟土和固化劑（漿液狀和粉體狀）強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)地基。這種方法就是采用粉體狀固化劑來進(jìn)行軟基攪拌處理的方法，最合于加固各種成因的飽和軟粘土，當(dāng)前我國常用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高的粘性土等。
3 水泥攪拌樁法
此法以石灰、水泥等材料為固化劑，通過深層攪拌機(jī)械的作用，將軟土與粉體或漿液樁的固化劑在地基深處進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，經(jīng)過一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，形成強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好的復(fù)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(diǎn)表現(xiàn)在施工過程中對路堤的干擾較小，非常適合擴(kuò)建工程施工。在施工之前，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(shí)需要清除場地內(nèi)的一切雜物，如砂墊層和生活垃圾等。
4 豎向排水固結(jié)法
將垂直的排水柱設(shè)置在粘性土地基中，縮短了排水距離，促進(jìn)了地基排水固結(jié)，增加了抗剪強(qiáng)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(dú)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。地基處理范圍：為了穩(wěn)定，以填土坡面下為處理對象；為防止沉降，主要以路基頂面寬度下作為處理對象。設(shè)計(jì)排水砂井時(shí)，首先假定施工方法、砂井直徑、排水距離和改良范圍。然后進(jìn)行穩(wěn)定及沉降計(jì)算，若不能滿足時(shí)，修正假定數(shù)據(jù)，再進(jìn)行計(jì)算。
結(jié)語
在實(shí)際公路橋梁施工工程中，軟土地基是一個(gè)非常重要的部分，軟土地基的處理方法跟橋梁的質(zhì)量有非常緊密的聯(lián)系。在橋梁工程中每一種軟土地基的施工方法都具有針對性、局限性及適用范圍，由此要根據(jù)條件選擇符合設(shè)計(jì)要求的軟土地基處理方法。
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