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道路桥梁施工中的软弱地基处理技术研究

2015-07-15 187 0

软弱地基是道路桥梁施工常见的地质情况，软土路基上进行工程建设难度较大，技术要求较高，需要采用针对性的地基处理技术提高地基的物理力学性能，才能保证道路桥梁的工程建设质量,选择合适的软土路基处理方案时需要综合考虑地质情况和工程建设的具体要求，包括对工期、对建设成本和建设质量等方面的要求。
　　一、常见软弱路基处理技术
　　（一）换填土处理
　　换填土是道路桥梁地基不能满足工程建设稳定性和承载力要求，但是软弱土层厚度并不大的情况下，采用开挖换填的方式获得满足性能要求的地基[1]。软弱土层可全部开挖或者部分开挖，按照工程实际情况选择稳定性好，强度高的材料，例如高炉干渣、灰土、粉煤灰和砂石等，同时加强夯打，提高地基承载能力，控制基础沉降量，加快地基固结。这种方法考虑土层附加应力分布，降低软弱土层承受的压力，垫层承受上部应力，这种方法在淤泥质土、杂填土、素填土等浅表层处理中经常用到。
　　（二）密实加固
　　1.动力固结
　　也称作强夯法，处理黏性土、杂填土、砂土、素填土等地基效果很好。使用8-30t重锤在8-20m落距下通过冲击能量夯实地面，改善土颗粒结构，提高地基土的密实度，降低压缩性，提高地基的强度[2]。饱和黏性土地基可采用固结置换的方式进行处理，在外部夯实力作用之下将高强度材料挤压进入地基，形成碎石墩，和原有地基组合，采用复合地基的形式降低地基沉降量。
　　2.排水挤密加固
　　排水挤密加固处理方式在含水量较高的河湖周围软基基础中经常使用。采用特殊方式进行排水吸水，可以利用机械在软弱土层中加入塑料排水板，预压负荷作用下，软弱地基中水分沿着塑料向上渗入砂垫层中，加固软弱地基，提高整体承载能力[3]。排水挤密方法工程造价较低，施工比较方便，并且加固处理效果较好，有着比较成熟的工程经验，在工程建设中的应用非常广泛。
　　3.深层密实加固
　　深层密实度加固是采用挤压、夯实、爆破和振动等方式进行软土路基的加固，这是一种和浅层加固比较类似的方式，但是施工机械不同，并且深层加密加固法应用更加广泛。
　　4.高压喷射注浆
　　高压喷射注浆是利用高压在软弱路基中灌注高强度的粉煤灰、水泥等材料，这种方法适用于含水量较高的软基中。
　　（三）管桩加固
　　1.夯实水泥土桩
　　水泥土桩选择相对单一的土质材料，按照一定配比和水泥混合，孔外搅拌均匀制作水泥土，分层回填进孔内，大力夯打，形成均匀水泥桩。夯实水泥桩能够显著提高地基的强度和抗变形能力，这是一种比较简单的施工方法，并且比较经济，而且施工周期很短，能够在很多道路桥梁建设工程中灵活的应用。
　　2.钢筋混凝土管桩
　　当前道路桥梁的软弱地基处理中，采用现场灌注桩进行地基加固是一种比较新颖的方法。施工中首先使用专用机械进行混凝土管桩的浇筑，桩内部和土体紧密结合，摩擦力增加，单桩的承载能力得到了显著提高，这是一种施工速度较快，并且耐久性较强的软基处理形式，能够适应各种复杂情况下的地基加固。
　　3.碎石桩加固
　　碎石桩加固是在冲击、振动等方法在软基中打孔后，填入稳定性和强度更高的砂石、碎石，并进行挤压和填充，获得密实度较好，并且直径较大的桩体。砂石桩和软弱地基协同作用，控制地基变形量。碎石桩适用于低密度下的粉土、松散砂土、黏性土、杂填土等地基情况，碎石桩加固方法的施工成本相对难以接受，但是随着施工技术的不断革新，碎石桩的应用也越来越多。
　　二、软弱路基处理新技术
　　（一）碎石粉煤灰混凝土桩软基处理技术
　　碎石粉煤灰混凝土桩是从房建基础工程沉管灌注桩中发展出来的，在锤击力、振动力、静压力作用下，将暂时堵住一端的无缝钢管下沉如地基制定位置，使用无缝钢管在地基中灌入拌制好的混凝土，灌入过程中逐渐拔出钢管，形成钢筋笼-混凝土结构桩柱。这是一种在道路桥梁中应用非常广泛的一种方法，使用碎石粉煤灰混凝土桩可适当取消钢筋骨架，能够显著降低工程造价，而通过混凝土配合比的灵活调整，能够适应各种复杂的软基情况，而且能够改善混凝土的和易性。
　　开工之前首先进行试桩，合理进行施工场地布置，选择搅拌机和料场合适场地，减少混凝土出料至沉管加料口距离，开工之前进行试桩，通过实验确定满足工程性能要求的方法和配合比。混凝土浇筑过程中要保证桩机拔桩缓慢稳定，并且拔管需要在一定范围内进行，沉管在拔管至地面2m左右需要适当放缓拔管速度，提高桩身直径和混凝土密实度。施工结束后的桩比较脆弱，后续施工过程要注意不对桩身产生影响，造成桩身形变。实际施工中可以采用隔桩施工的方式进行，余下的桩需要在结束施工后的桩已经满足设计强度要求的情况下才能进行施工。施工之后需要对桩身采取保护措施，未达到龄期之前不能使用中型机械进行局部碾压，也不能填土加载和再次施工。质量检测需要加强抽芯检测和小应变检测，并分析总结检测结果，找寻施工弱点加强施工监督。这种施工方法能够显著提升软弱地基的承载力效果，不会对环境产生较大的污染，施工对大型施工器械的依赖性较弱，施工振动小，噪声小，在道路桥梁建设工程中的应用比较广泛。
　　（二）水泥粉喷桩
　　水泥粉喷桩是指使用水泥、石灰等作为主要固化剂，使用特定搅拌机械搅拌软土和固化剂，利用搅拌期间发生的各种化学反应来实现软化土固化的一种软土处理工艺。整体性稳定性强。水泥粉喷桩和其他软土桩处理工艺一样，可以显著提高软土路基的承载力，而且施工过程中产生的污染较少，无需大型机械，在市政道路桥梁工程的应用能够避免对周边居民产生较大的影响。
　　粉喷桩桩直径通常在50cm，设计管长要能够穿过整个软弱层，并且深入到持力层内部至少50cm，还要控制好桩的距离，采用三角形或者矩形的方式布置桩平面，提高桩稳定性，施工过程需要按照施工设计方案进行。首先需要对原材料进行控制，粉喷桩的原材料中最重要的是水泥，施工之前需要检查水泥的质量，在实验室内进行实验，检查合格之后才能使用，同时还要定期检查施工器械，记录每天的检查内容，保证设备和器械的安全和正常。粉喷桩在施工之前同样需要进行试桩，采用连续试桩或者跳跃施工方式进行性能检验，一次试验至少施工5根桩，试桩和记录工作需要分开进行，保证实验数据的准确、客观。粉喷桩施工之后需要进行施工质量检验，检查桩位、桩长、喷灰量、复搅程度和桩深度是否进入了持力层。检测桩长需要在成桩一个月之后才能进行，桩的上中下三部分分别进行取样，由此确定喷灰量和桩的深度情况。检查材料质量，监督工序和后期防护以及抽检等需要严格控制，保证桩质量。
　　【结束语】道路桥梁建设工程经过长期的经验积累，已经产生了多种软弱地基处理技术，在工程建设实际中，选择合适的软弱基础处理技术，是保证工程建设质量，加快施工速度，控制工程成本的有效措施，需要从软弱地基的地质情况和对工程建设质量、效益、工期的影响等方面进行综合考虑，选择合适的处理方案。
　　【参考文献】
　　[1]姚万里.如何处理道路桥梁施工中的软弱地基[J].科技传播,2011,9(18):78,93.
　　[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,2012,7(5 ):104.
　　[3]王重实.浅议我国道路桥梁建筑施工中软弱地基的处理办法[J].黑龙江科技信息,2011,14(31):289.

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