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道路桥梁施工中的软弱地基处理

2015-07-14 189 0

一、软弱地基概述
　　工程建设施工中常遇见的较为松软的地基环境就是软弱地基，它主要由淤泥质土、杂填土或其它高压缩性土层构成，这就要求工程施工技术人员在设计地基施工方案时必须严格按照软弱地基的设计标准进行设计。如果只是建筑地基的局部存在高压缩性土层，也应该按照局部软弱土层进行设计施工。
　　在进行工程设计和地基处理设计前，工程技术人员应该对地基环境进行一定技术含量的勘察，查明软土层承载力情况和其他相关状况，以及地基土层的物理和化学性质。特别的，冲填土层的均匀性和排水固结条件情况，杂填土层的自重下稳定性和湿陷性情况也应该勘察清楚。另外，对于其它特殊土层应该查明特定土层的特征、工程性质、成层情况等情况。这些数据都是工程设计和选用地基处理方案的依据，所以勘察时务必要认真严谨。
　　二、道路桥梁施工中软弱地基的影响表现
　　关于道路桥梁施工中的软弱地基，在施工过程中容易受到桩侧泥皮、桩端沉渣和其他因素等的影响，从而影响道路桥梁工程整体的质量水平。这些影响主要体现为以下几点：
　　（1）桩侧泥皮影响
　　软弱地基条件下，桩基在成孔期时，利用优质泥浆护壁，以提高孔壁的稳定性，其中由泥浆颗粒吸附形成的泥皮，起到重要的作用。然而，泥皮有碍于混凝土与周围土体的黏结，使得桩侧的摩阻力大打折扣。经实验，分别确定了泥皮的含水率、天然密度、液塑限等，发现其含水率在液限之下，为软塑状态，而其不均匀系数在5之下，属于级配较差的均匀土，相比于桩间土，前者的抗剪强度和黏聚力指标都比较小。
　　（2）桩端沉渣影响
　　泥浆护壁钻孔桩施工时，由于是以泥浆作为冲洗介质，因此无法彻底清除桩端的沉渣，而沉渣能够改变桩端土的持力层性质，使得钻孔桩的承载力被削弱。譬如某道路桥梁工程的灌注桩间，存在330mm厚的沉渣，检查发现灌注桩受到沉渣影响，承载力已经降低了约30%左右，亟需将桩底填充的沉渣清除。
　　（3）其他因素影响
　　首先是成孔期间，桩端和桩侧在浆液侵蚀影响下，摩阻力下降，某些桩孔里面，泥浆液体无法全部排出，使得桩基土层被浸泡而逐渐松软，同时降低了土层的抗压强度；其次是水下混凝土施工期间，灌注导管里面的混凝土出现离析情况，使得桩底的混凝土强度降低，这对单桩承载力也有一定程度的影响；再次是混凝土硬化期间，其体积变小的同时，桩基的混凝土与孔壁之间的间隙，导致侧摩阻力减小，而单桩承载力也会随着降低。
　　三、软弱地基处理的主要目的
　　对软弱地基进行处理的主要目的就是通过各种物理或者是化学处理方法，改善软弱地基土体的不良地质特性以及透水特性，降低土体的压缩性，同时提高土体的抗剪强度，归根结底就是实现软弱地基土体稳定性与承载能力的提升，因此软弱地基施工处理需要重点解决以下几方面的问题：
　　（1）解决桥梁基础的强度与稳定性问题。由于软弱地基土体的抗剪强度较小，因此无法直接承受桥梁自重以及交通荷载，如果软弱地基土体处理不当，强度不足、稳定性较差会造成地基出现局部或者是整体的剪切破坏，进而出现桥台破坏以及地基失稳等问题发生。
　　（2）解决各种沉降变形问题。由于软弱地基容易出现较大的沉降变形以及不均匀沉降变形，因此容易造成桥梁结构由于结构受力模式的变化出现开裂等问题，严重影响桥梁结构的通车安全。
　　（3）在外部交通荷载或者是地震波的作用下，软弱地基土体很容易出现液化、失稳以及震陷等问题，造成桥梁结构的破坏，提高软弱地基土体的稳定性也是施工处理的关键内容。
　　四、道路桥梁施工中的软弱地基处理技术
　　（1）管桩加固法
　　1、孔内深层强夯法
　　孔内深层强夯法就是指利用施工机械在地基上打孔，然后在孔内放入重锤。通过分层填料、分层强夯或者是边填料边强夯，以保证地基土的密实性。孔内的填料可以采用建筑垃圾、工业废料、煤灰以及卵石等材料。孔内深层强夯法与其他地基处理措施的最大不同在于，孔内深层强夯法是通过孔道来处理深处的地基，采用的是自下而上的，由深到浅层的方式。在地基处理过程中，需要根据地基的土质情况，来选用不同的处理工艺，以保证桩体能够获得托盘状、扩大头以及串珠状等理想形状，这样有利于增强桩体之间的摩阻力，使桩体间的土紧密度和咬合度得到提高，进而达到提升桥梁地基承载力的目的。孔内强夯处理法主要适用于土质粘性较高，膨胀比较严重，且湿陷性较大的桥梁地基土层中。这种地基处理技术可以说是一种较为先进的地基处理技术，在桥梁软弱地基处理中应用这种技术，可以大幅降低施工中对环境造成的污染，同时，也可以有效节省工程的成本。
　　2、碎石粉煤灰混凝土桩
　　这种管桩主要是采用锤击力、振动力以及静压力等方法，将一端暂时封闭的无缝钢管沉入地基当中，然后通过无缝钢管向地基中灌注入水泥混凝土，边灌注混凝土、边缓慢拔出钢管，以此来形成钢筋笼与混凝土共同作用的桩柱。这种方法目前在桥梁软弱土地基处理中应用较为广泛，在施工配比时，可以结合具体要求，掺入适量的粉煤灰来提高混凝土的和易性与工作性;在碎石粉煤灰混凝土桩施工时，需要对施工场地进行合理布置。开工之前还需要进行成桩试验，以此来判断各项施工措施是否能够符合工程需要，同时对机械设备的性能及使用情况进行检验。对搅拌机、料场的位置进行合理安排，尽量缩短混凝土出料到沉管加料口的时间;在混凝土浇筑过程中，应该缓慢、稳定的拔管。当沉管在拔管至地面2m左右时，应该放缓拔管的速度，以提升桩身直径与桩身混凝土的密实度;为了避免对刚施工完的桩造成扰动，可采取跳打桩的方法来进行施工，即每隔1条～2条桩施工1条桩，下一桩施工必须在邻桩达到设计要求强度后开始。施工完成后，需要对桩身进行必要的保护，在混凝土还没有到龄期之前，不可采用重型机械进行局部碾压，也不可进行填土加载;碎石粉煤灰混凝土桩施工完成后，必须进行严格的质量检测，在质量检测时，需要加强抽芯检测与小应变检测，检测频率为抽芯检测1%～3%，小应变检测15%～30%，最后根据桩的总数量与检测成本来确定检测频率，同时还要对检测结果进行总结分析，以不断提升碎石粉煤灰混凝土桩的施工质量。
　　（2）换填土处理法
　　当应有的承载力和稳定性在道路桥梁地基上不能得到满足，而且软土层的厚度并不大，在软土层上进行采挖，之后在考虑实际情况的基础上，分层填充如炉渣、粉煤灰、砂石和灰土等稳定性较好的材质，再对材质进行强夯打压，从而使地基密度加大，地基承载力得以提高，而沉降量下降，使软土地基的排水固结加快，从而让改造后的软土地基符合建筑施工中的设计要求，以此来确保施工过程的安全。上述方法就被称为换填土处理法。土层的附加应力分布规律是换填土处理方法依据的原理，在排水性较差且土质不均匀的软土地基上，这种方法被广泛应用。
　　（3）密实加固法
　　1、排水挤密加固法
　　在江河湖海和含水量较高的沼泽等周边的软土地基都能运用排水挤密加固法。显而易见，这种方法采用某种独特的方式排水和吸水，例如在软土层中插入机械将塑料排水板，水分经过预压负荷，沿着塑料板渗透到砂垫层，从而使软土地基的承载力得以加固。排水挤密加固法作为一种新兴的技术和工艺，从以往不同的角度对软土地基进行加固，在道路桥梁施工中得到广泛应用，具有施工简单，加固处理效果好等优点。
　　2、高压喷射注浆法
　　这种方法与上面所讲到的强夯动力固结方法具有一定相似性。它利用高压喷射施工机械，将水泥、粉煤灰等强度和固结性较好的材料通过高压喷射传输到软弱地基深层，经过注浆操作来提高整个地基的强度。相对而言，高压喷射注浆桩处理深度较大，目前的技术能达到的最大处理深度已达30m。
　　五、结语
　　总而言之，道路桥梁事业随着经济和时代的进步也在不停发展，我们应当对软土地基的处理措施加以重视。那么就要就工程技术人员掌握各种不同的处理方法，在施工前要对各种软弱地基进行详细的分析研究，以便采取更加合适合理的处理方法，以改善软弱地基的土体力学性能，提高基础的承载力，避免由于各种软弱地基处理不彻底造成道路桥梁结构后期工程病害问题的发生。
　　参考文献：
　　[1]王曦.道路桥梁施工中的软弱地基处理探讨[J].科技资讯,2013,25:65-66.
　　[2]姚万里.如何处理道路桥梁施工中的软弱地基[J].科技传播,2011,18:57+42.
　　[3]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,2012,05:98.
　　[4]罗俊刚.道路桥梁施工中的软弱地基处理措施探讨[J].交通标准化,2012,15:66-68.

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