軟土地基施工技術(shù)在公路橋梁施工中應(yīng)用
2016-06-06
軟土地基的強(qiáng)度相對較低，容易出現(xiàn)變形情況。在施工過程中沒有處理好軟土地基問題就會嚴(yán)重的影響到工程的質(zhì)量。因此在公路橋梁施工建設(shè)中要處理好軟土地基，減少對公路橋梁使用維護(hù)等方面帶來的一系列影響，控制施工成本投入，保證工程建設(shè)的質(zhì)量。
一、軟土地基施工技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用現(xiàn)狀
軟土地基承受的載例較小很容易出現(xiàn)飽和性。軟土地基穩(wěn)定性和承載力的問題闡述：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。軟體地基具有固結(jié)慢、變形大、強(qiáng)度低的特點(diǎn)。由于軟土地基的含水量比較大，影響公路橋梁施工的壓實(shí)要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
二、公路橋梁施工中軟土地基施工技術(shù)
2.1管樁加固法
2.1.1碎石樁加固法
碎石樁加固方法主要通過震動、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)性較好的碎石、砂石在地基中擠壓、填充，形成直徑較大的密實(shí)度較好的樁體，也就是我們所說的碎石樁。碎石樁與原有軟土共同構(gòu)成密實(shí)地基，作為持力層，因此提高地基的承載力，減少地基的變形。
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，碎石樁法開始在更廣范圍內(nèi)得以應(yīng)用。
2.1.2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。夯實(shí)水泥土樁是一種介于剛性樁與柔性樁之間具有一定壓縮性的樁，在軟土中主要體現(xiàn)了樁體的作用。在正常置換率的情況下，樁分擔(dān)了大部分荷載，樁通過側(cè)阻力和端阻力將荷載傳至深層土中。在樁和土共同承擔(dān)荷載的過程中，土的高壓力區(qū)增大，從而提高了地基承載力，減少地基沉降變形，所以在基礎(chǔ)邊線內(nèi)布樁，就能滿足上部建筑物荷載對地基的要求。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。
2.1.3鋼筋混凝土管樁法
在公路工程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。
2.2加筋處理技術(shù)
加筋處理技術(shù)是在人工填土的路堤或是擋墻內(nèi)鋪設(shè)土工合成材料，或者在邊坡打入土釘、碎石樁等，以此提高軟弱地基的承載力，增強(qiáng)地基的密實(shí)度和穩(wěn)定性。
2.3密實(shí)加固法
2.3.1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。
2.3.2深層密實(shí)加固法
深層密實(shí)加固軟基礎(chǔ)，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。
2.3.3動力固結(jié)法或強(qiáng)夯法
動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。
動力固結(jié)法適用于飽和性粘土地基，延伸了傳統(tǒng)的動力固結(jié)置換方式，利用外部夯打力，將強(qiáng)度較高的材料打入地基，在施工地基中形成碎石墩，與原有地基形成新的承載力較強(qiáng)調(diào)的復(fù)合地基，在很大程度上提高了地基的承載能力。
2.3.4高壓噴射注漿法
高壓噴射注漿法，與上面所講到的動力固結(jié)方法，有某些相似性。這種方式利用高壓噴射機(jī)械，將水泥、粉煤灰等強(qiáng)度和固結(jié)性較好的材料向軟弱地基深層進(jìn)行注漿，以此來提高整個地基的強(qiáng)度。其中高壓旋噴樁通過高壓旋噴流切割破壞土體作用、混合攪拌作用以及壓密作用，致使?jié){液與土粒強(qiáng)制攪拌混合凝固后，便在土中形成一個加固土體?，F(xiàn)有的高壓噴射注漿技術(shù)施工壓力已達(dá)40MPa，可分為高壓與超高壓兩種工法，施工深度可達(dá)25m～40m，加固體最大直徑可達(dá)2m，且強(qiáng)度穩(wěn)定。旋噴法可控制加固范圍，能夠連成一片，旋噴成垂直樁、水平樁和斜樁，也可制成一定間距的樁柱體，只要適當(dāng)調(diào)配硬化劑的用量，便能使各個施工對象得到相應(yīng)的強(qiáng)度。
目前，高壓旋噴樁處理深度較大，當(dāng)前處理的最大深度為30m。高壓噴射注漿法適用于淤泥、粘土、粉土等含水量較多的軟弱地基中。
2.3.5水泥土攪拌法
水泥土攪拌法一般是以水泥作為固化劑，利用水泥與軟土之間發(fā)生的一系列物理、物理化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)為具有一定強(qiáng)度和水穩(wěn)定性的水泥土的方法。水泥攪拌法加固土（簡稱加固土）的強(qiáng)度由水泥水化硬化的膠結(jié)作用、硬凝反應(yīng)、原狀土強(qiáng)度和土的物理改良等部分構(gòu)成。前兩者屬化學(xué)反應(yīng)的范疇，后兩者則為物理結(jié)構(gòu)的改變，這兩個方面的變化，使得加固土的微觀結(jié)構(gòu)與加固前原狀土相比有了本質(zhì)上的不同，致使加固土的物理力學(xué)特性相對原狀土有了極大的改變（主要表現(xiàn)在強(qiáng)度的提高和變形模量的增大），因此，從微觀角度探究水泥加固土的反應(yīng)機(jī)理及結(jié)構(gòu)特征是解釋其宏觀強(qiáng)度特性的有效方法和途徑。水泥土攪拌法又稱作深層攪拌法，將水泥等材質(zhì)混入淤泥、粘土等軟弱地基中，通過機(jī)械攪拌，提高整個地基的強(qiáng)度，降低含水量，增強(qiáng)地基的承載能力。
2.4換填土處理法
換填土處理法，就是當(dāng)公路工程地基無法滿足所應(yīng)有的承載力和穩(wěn)定性，而且軟土層的厚度不大的情況下，對軟土層進(jìn)行挖除，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。
結(jié)語
公路橋梁施工過程中軟土地基影響著施工建設(shè)的正常開展，是公路橋梁施工質(zhì)量的主要體現(xiàn)。公路橋梁施工中軟土地基施工技術(shù)在使用過程中具有一定的局限性，適用的范圍要與設(shè)計(jì)要求相符合，這樣才能夠保證軟土地基施工方法的全面開展。軟土地基施工建設(shè)要滿足地基產(chǎn)生變化與地基工程性質(zhì)。軟土地基處理的目的是減少施工后地基的不均勻沉陷和增加地基的穩(wěn)定性，這一點(diǎn)是施工企業(yè)首要關(guān)心和重視的問題。
參考文獻(xiàn)：
[1]鄔良忠，李青光.漿噴樁在路基軟土地基處理上的應(yīng)用――以大廣北高速公路第三合同段路基施工為例[J].技術(shù)與市場，2011，（3）.
