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道路桥梁施工中关于软弱地基的处理方法研究

2015-07-13 193 0

前言
　　社会经济的快速发展，不断促进我国交通事业的发展。因此对交通设施的质量提出了更高的要求。尤其是交通运输需求量的不断扩大，给道路桥梁施加了更大压力，而软弱地基又是影响道路桥梁质量的主要因素。施工单位应该根据实际情况采取科学合理的措施对软弱地基进行处理，以增强原地基的强度，改善其性能，以满足道路桥梁施工要求。
　　1软弱地基概述
　　软弱地基主要由淤泥、淤泥质土冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成。其中，冲填土是人工填土之一，它是在疏浚江河航道或从河底取土时用泥浆泵将已装在泥驳船上的泥砂，直接或再用定量的水加以混合成一定浓度的泥浆，通过输泥管送到四周筑有围堤并设有排水挡板的填土区内，经沉淀排水后而成冲填土有别于素土回填，具有一定的规律性，其工程性质与冲填土料、冲填方法、冲填过程及冲填完成后的排水固结条件、冲填区的原始地貌和冲填龄期等因素有关。软土一般是指在静水和缓慢流水环境中沉积，以黏粒为主并伴有微生物作用的近代沉积物。软土是一种呈软塑到流塑状态，其外观以灰色为主的细土粒，如淤泥和淤泥质土、泥炭土和沼泽土，以及其他高压缩性饱和黏性土、粉土等。而淤泥和淤泥质土是软土的主要类型。
　　对软弱地基进行处理，主要是通过采用人工的方法对软弱地基的渗透性和变形性加以改善，进一步提升软弱地基的承载力，防止道路桥梁在使用的过程中出现断裂、变形、下陷和沉降等现象，使软弱地基具备更加稳定和牢固的性能，保证交通运输的安全性和各地区之间交通运输的畅通。
　　2道路桥梁施工中软弱地基处理原则
　　在道路桥梁施工中，对软弱地基处理的方法应该根据不同的地基进行，当地基为淤泥土质时，应将地基上层较好的土层作为持力层，如果地基上层的土层比较薄，应充分考虑施工中淤泥土质的影响因素；如果地基是由建筑垃圾或者是工业废料填筑而成，并且密实性及均匀性较好，可考虑将其作为地基，如果此类型地基稳定性不够满足不了施工要求需对其进行改善处理。具体的原则主要包括以下几点：（1）提高软弱地基土质的抗剪强度，保证地基的稳定性；（2）改善地基土质的透水特性，防止地基因土质渗透性问题造成地基破坏；（3）尽可能地降低地基土质的压缩性，防止地基发生不均匀沉降造成上部建筑失稳，开裂；（4）改善地基土质的动力性能，防止地基土层的震动液化造成地基失去稳定性。
　　3道路桥梁施工中软弱地基常见处理方法
　　3.1换填土技术
　　当道路桥梁施工中地基无法满足稳定性及承载力要求时，可采用换填土处理法。处理方法为：假如软弱地基土层较薄时，可采用局部及全部开挖基坑，然后再用强度较大的材料回填基坑，如粉煤灰、砂石、高温炉渣等，基坑回填后用夯压机具进行强夯处理，提高地基的密实度及承载能力，减少地基的沉降量。确保改善后的地基符合施工设计要求，提高道路桥梁建设完工后的结构的稳定性及运行的安全性。其原理为根据地基土层中附加应力的分布规律，减少软弱层所承受的应力，使垫层承受较大的上部结构应力。换填土法主要应用于淤泥质土，杂填土以及暗沟、暗塘等的浅表层处理。
　　3.2水泥粉喷桩方法
　　水泥粉喷桩指的是利用水泥、石灰等材料作为主要固化剂，通过特定的搅拌器械将软土与固化剂进行均匀搅拌，利用固化剂与软土之间搅拌期间产生的一系列反应来让软土固化成为硬土，成为一种具有整体性、稳定性、强度的地基。水泥粉喷桩可以显著提高地基的承载能力，且不会造成环境污染，噪声较小，因此此技术被广泛应用于道路桥梁的软地基处理工程中。
　　为控制好水泥粉喷桩的质量，在进行水泥粉喷桩过程中，要严格地按照施工步骤进行施工，通常应将粉喷桩的桩直径保持在50cm左右，保证管长能够穿透软土层并且达到持力层内部50cm以上。与此同时，还需要控制好各桩之间的距离，为增强桩的稳定性，可以将桩平面设置为三角形或矩形进行分布，粉喷桩在正式进行施工之前同样需要进行试桩工作，与CFG桩不一样的是，粉喷桩可以采取连续试桩或者跳跃性试桩，且需保证每次试桩数量必须达到5根以上。
　　在制桩过程中，原材料是影响最大的因素，水泥作为粉喷桩施工的主要材料，应进行严格的质量检测，不仅如此，还要对施工机械进行定期检查，并做好工作记录。在进行粉喷桩的检测工作时，桩位、桩长、喷灰量、复搅长度、桩是否进入硬土层都是需要严格进行检查的对象，在检测桩长时需保证成桩一月之后方能进行。
　　3.3密实加固法
　　（1）动力固结
　　动力固结法其实就是强夯法，适用于砂土、黏性土、杂填土、素土以及碎石土的地基的处理。其中，夯压工具为8～25t的重锤，以8～20m的高度落差按照设计的次数反复夯砸地面，改变地基土壤的颗粒结构，缩小土壤颗粒间距，增强地基的土层的密实性，降低地基的压缩性，提高地基的强度。针对于饱和黏性土质地基，目前工程建设领域发展了一种动力固结置换的地基加固方式；其工作原理是将刚性及强度好的材料挤入地基内，在地基中形成碎石墩，并和原有地基有机结合形成新的复合地基，大大地提高了地基的承载能力。
　　（2）排水挤密加固
　　我国江河湖泊众多，江河流域宽广，相应地软弱地基分布也较广，排水挤密加固是目前处理这类地基的主要技术。该技术主要是通过特殊的方式排吸水来处理软弱地基中的积水。比如：在此类软弱地基土层中插入塑料排水板，通过加压的方式将软弱地基中的水分引到塑料板并渗到砂垫层中，起到加固地基，提高地基承载力的作用。此种地基加固方法施工简易、方便、造价低，处理效果比较明显，并此项技术已经十分成熟，在软弱地基加固处理中不管是现今还是未来都将是主要技术手段。
（3）深层密实加固
　　深层密实加固法采用特殊方式对软土地基进行加密和固结，如爆破、挤压等，深层加固与浅层加固方式相同，所不同的是使用的机械设备不同，而且这种方式可以在更广的范围内进行使用。深层密实加固方法适用于粘土、杂填土、素填土等多种软土地基。
　　（4）高压喷射注浆法
　　高雅喷射注浆法，与动力固结方法有某些相似性，这种方式利用高压喷射机械，将水泥、粉煤灰等强度和固结性较好的材料向软弱地基深层，进行注浆，以此来提高整个地基的强度。
　　3.4软弱地基承台开挖支护方法
　　在目前的道路桥梁施工过程中，通常采用C20混凝土作为支挡进行软基开挖支护工作，此工序还需要在软弱地基中打入钢板桩，操作难度较大且工序较为复杂，导致其应用比较少。相比较以上方法，在软弱地基中打入钢板桩的方法具有施工简便、安全稳定、造价低廉、施工时间短、反复利用等优点。
　　在应用地基承台开挖支护技术过程中，施工人员须严格按照施工顺序进行，施工步骤为测量放养、钢板桩试拼、钢板桩插打施工、挖掘机开挖、人工清底、垫层及承台主体结构施工、钢板桩拔出、路面养护。钢板桩可以反复使用，但在实际操作过程中，由于插打过深、挖掘开挖尺寸过大，这些因素都会影响钢板桩的反复使用，因此需根据承台的大小来进行确定基坑开挖平面尺寸，同时可以依据承台大小适当增加每边的长度，以避免钢板桩被软地基挤压变形导致无法施工。在进行基坑支护时，需要对周围的地质情况进行仔细分析，通常采用的方法是用锁口拉森钢板进行防护，此过程需要参考钢结构的施工规定，采用相应的工字钢焊接工艺。
　　4结语
　　总之，作为我国交通运输事业中的重要组成部分，道路桥梁施工对于保证交通运输的正常进行和促进社会经济的正常发展具有至关重要的作用。因此，应该高度重视对软弱地基的处理，要根据施工现场的地质条件选用合理的软弱地基处理方法，进而改善软弱地基结构，提高地基的承载能力及抗形变能力，为地基上部施工的顺利进行奠定基础。
　　参考文献：
　　[1]张计虎.浅议我国道路桥梁建筑施工中软弱地基的处理办法[J].城市建设理论研究，2011（35）
　　[2]韩玉馨，侯京忠.分析在道路桥梁施工中如何处理软弱地基[J].门窗，2012（05）

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