杨飞
湖北益通建设股份有限公司,湖北 宜昌 443000
摘要:随着经济的不断发展,市政道桥建设在不断扩大,建设规模增长,建设的质量和难度提高。对软土地基的处理提出了更高、更细、更明确具体的处理要求。为了满足市政道桥建设的需要,我国不断引进和发展软土工程的处理技术,积累大量的经验。本文针对不同软土地基情况,结合路基的设计和要求,选定合理的方法,从多个方面对市政道桥软土地基加固及施工进行分析。
关键词:市政道桥;软土地基;处理方法;施工措施
1软土地基加固的目的
由于软土地基空隙大、含水量多、通水性不好、强度低等特点,在施工过程中在回填土长时间作用下,使地压密度和沉降稳定。软土结构市政道桥在交通量大、车辆重载等情况下,路基容易变形,产生侧向膨胀,基底的沉降现象也逐渐明显。为了增强地压密度,提高地基的强度,降低对地基的压缩性,改善地基的透水性,要对软土地基进行加固及处理,保证施工质量。在开展软土地基加固工作时,需要注意所选加固方法的适用性,选择相匹配的施工材料,确保施工过程的合理性,提升软土地基结构的综合强度,延长市政道桥工程的使用寿命。
2市政路桥工程施工中软土地基处理技术特征
(1)对于一些淤泥土、松散土、杂填土、已经完成的自填土等一些浅层的软弱土或者一些低洼地区的路基,可以采用换土垫层法。在施工中挖除浅层软土、不良软弱土,分层的进行碾压或者夯实,使路基的沉降值达到施工的要求,在用回填材料进行垫层,回填的材料包括砂石、碎石、粉煤灰、干渣、混合干渣等,根据需要把粉煤灰调成湿排灰和调湿灰。换土垫层法能提高承载力,减少沉降性,在回填过程中可以启用大型设备进行碾压,平板振动,重锤夯实等。并且在碾压时应控制碾压顺序,按照由中间向两侧的顺序开始碾压,避免材料挤压出现鼓包的问题。
(2)对于有些市政道桥要经过水塘、鱼池等淤泥流动量大的地段,这些地段含水量高、淤泥、淤泥性质的黏土较多,可以采用抛石挤淤法和爆炸排淤法进行处理。抛石挤淤法是向流塑状的淤泥大量抛洒和添加土和石料,依靠添加体的自身重量,排挤出大量淤泥,强制置换已经饱和的软土地基。抛石挤淤的方法适用于厚度不超过4m的地基,具有触变性的流塑状淤泥或者淤泥土的处理。对于淤泥大于5m以上的地基,必须采取以抛石为基础,辅以爆破或者强夯等有力措施,使地基的下沉层较硬。相对于10m以上的淤泥,即使采用强夯等措施,也不能保证下层坚硬,很难使填筑体下沉。爆炸排淤法是利用了排石挤压法的原理,对软土基层进行处理的方法,爆破时,淤泥被排出,从而形成空腔,淤泥被扰动后,流动性增加,把预先准备好的石料在外力的作用下进行填充,置换淤泥增加了软土地基的承载能力,爆炸排淤法在保证抛石排淤法的同时,对软土的处理更深,达到15~20m,对普通的抛石排淤进行弥补。地基稳定性好会避免出现滑塌、断裂等现象。稳定的地基还会为后期的施工创造良好的条件,使施工更方便、简单、快捷。
(3)针对土质结构已被破坏、空隙压缩大、局部的土体被液化,用碎石、砂土、湿性黏土、渣土等填充的地基,要采取强夯法和挤密砂桩。强夯法是市政道桥工程对软土地基处理的最基本和常用的方法,将重锤提升一定的高度,自然落下,使地基在强烈的冲击力和振动的作用下,更加坚固和耐用,提升地基的承载能力,降低地基的压缩性。强夯法的优点是操作简便、效果显著、设备简单、节省材料、成本费用低,适用范围广。挤密砂桩是运用现代化灌装设备,通过振动和冲击,把砂土直接挤入土中,可以通过三个作用起到相应的效果。
第一,采用振动法向地基中打入桩管,在拔管成桩时,由于桩管的下沉,对周围的软土产生横向挤压力,致使软土空隙减小,密度增加。
第二,砂桩在软土层中取代了黏性土,形成新的复合的地基,使承载力提升,沉降变小。
第三,使用该方法施工,施工简便、效率较高、造价低。需要注意的是,强夯法和挤密砂桩在使用期间,需要控制好落锤或砂桩重量,避免路基出现坑洼的问题,影响后续施工活动的推进。
3完善措施处理技术
3.1土工格栅法
在市政道桥软土地基加固的处理方法中,为了解决市政道桥竣工后路面残余的沉降问题,对软土地基加筋垫层是市政道桥地基加固常见的方法。采用加筋垫层的方法,不但可以保证地基的完整性,还能约束软土向侧面变形,提高地基的稳定性和承载能力,减少沉降,增加软土层向硬土层滑动的稳定性及侧面滑动的稳定性。土工格栅法有两种方法。第一,加筋土工布。加筋土工布铺设在路基的底部,用以调整上部的重量对地基的分布,通过土工布的抗拉力,提高地基整体抗滑力和局部的强度,减少地基的挤出量,加筋土工布适用于强度不一致的软地段、路基高填土或者填挖的结合处等。在施工过程中,加筋土工布要拉平紧贴下层,重叠、缝合和锚固一定要符合要求。土工布有经纬两个方向,代表两个强度,经向大于纬向,所以在施工时,经向垂直于路基铺设。第二,加土工格栅。土工格栅是一种按照间距纺织的、具有高强度拉伸的聚丙烯的特殊的材质,采取特殊的强化的焊接技术来焊接交接点的网格状物。所以,土工格栅具有抗拉强度大、延伸性佳的特点,采用这种方法,可以解决土体的不匀称沉降和防止土体侧面移位的问题。土工格栅的特点是纵横线均匀,整体性好、强度大、刚性强、与土结合嵌锁作用强、不容易变形,与单向的土工布相比,更能较好地消除软土地基的不均匀沉降。
3.2真空—堆载联合预压法
主要作用于排水系统和加压系统,市政道桥上的排水系统是由水平和竖向两个方向组成。竖向的排水系统由砂井或者袋装砂井组成,而水平的排水系统由砂垫层和塑料管组成。加压系统是利用不通气的薄膜,借用真空泵形成负压,根据膜上堆载、地下水位降低的原理,使土体由饱和重度变成湿重度,增加负荷,导致地下水在上述荷载的作用下,发生由地基向排水板渗流,汇集到砂垫层,最终由真空排水系统抽走。这样施工能不断增加土体的使用能力,使土体在短时间内形成固结。真空—堆载联合预压利用了工程所需要的堆载,在真空的基础上,利用堆载施加外界压力,增加软土地基中空隙水的压力,加大软土和排水井空隙间水的压力差,加快软土排水与软土固结效率。市政道桥本身是一条线的工程,尤其是高等级的市政道桥,利用市政道桥本身的填土进行有效的堆载,并且联合使用真空预压法,进一步加固软土地基。在真空膜覆盖下的土体在真空情况下保持一段时间后,按照施工方案,在膜上进行堆载,可以安全快速加填筑路堤,提升软土地基的加固效果与深度。
3.3高温喷射注浆法
其原理是用高压水泥泵通过钻杆和喷嘴向水平方向喷出,形成喷射流,用来切割土体,并与土搅拌形成水泥土,加固地基。利用钻机将水泥浆注入预定的土层深度,利用设备将水射流从喷嘴射出,破坏和冲击软土地基,使土颗粒从土体上脱落。除了伴随水液冒出地面的一些颗粒外,其他的在重力和冲击力的作用下,与水泥浆充分融合,浆土按照质量的大小有规律的重新进行排列和组合。一定时间后,浆液凝固,形成具有很高强度的固结体,提高地基的强度和抵抗地基的变形。高温喷射注浆法对处理淤泥、流塑、黏性土、砂土、碎石土和粉土等的地基是很好的处理方法。这种方法因底层而异,具有搅拌更均匀、强度高等优点,缺点为造价高。
3结语
软土加固处理的方法都有一定的适用的范围和针对性与局限性。我国地域广阔,各个地方的软土的物理性质和化学成分不一样,所以,必须选择适合实际软土地基的处理方法,并且将几种方法综合运用达到理想效果。
参考文献
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[2]章丹峰,邓浩,杨彬,等.堆载预压法加固软基效果评价与测试分析[J].地下空间与工程学报,2006,2(S2):1399-1402.