時間:2023-03-23 15:11:43
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該地基土層由于處在一濱海相水體沖擊地區(qū),其孔隙較大、土質(zhì)水量吸收相對較高,包括土質(zhì)高壓縮性明顯,則可斷定為軟弱土層結(jié)構(gòu)。而中部土體結(jié)構(gòu)環(huán)境則以溺谷相地質(zhì)性質(zhì)為主,并且土層間的土質(zhì)呈現(xiàn)多以粉細(xì)砂、亞粘土的交替組織形態(tài)為主,厚度則為8-10m左右。至于下部土體環(huán)境可歸結(jié)為淺海相沉降類型,且厚度約為18-20m左右。不過由于下部砂類所處環(huán)境也是項(xiàng)目長樁應(yīng)用的持力層,如若采用基本自然地基土層進(jìn)行處理則很難滿足項(xiàng)目自重承載及規(guī)則沉降量的設(shè)計(jì)要求,故結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際采用樁基處理方式。
2樁基礎(chǔ)施工技術(shù)工藝處理措施研究
2.1開挖方法及控制要點(diǎn)
2.1.1打樁后再開挖在結(jié)合該工程實(shí)際處所地基地質(zhì)環(huán)境及其當(dāng)時現(xiàn)有的工藝條件下,包括吸收了國外同類題材項(xiàng)目的施工經(jīng)驗(yàn)及建模理論的基礎(chǔ)上,確立了“打樁后再挖土”的打樁作業(yè)原則。這是因?yàn)楸卷?xiàng)目如若采用先開挖在打樁的作業(yè)方式,不僅要考慮造價因素,同時還要評估施工難易程度。具體原因則是:本工程項(xiàng)目所處地質(zhì)形態(tài)環(huán)境下,土質(zhì)結(jié)構(gòu)相對松散、含水量大,且高度壓縮性非常明顯,滲透性表現(xiàn)不靈敏,屬于軟塑、流塑組織狀態(tài),荷載性能不足。此外就開挖作業(yè)量而言,開挖規(guī)模較大,很難準(zhǔn)確評估坑底標(biāo)高。同時基坑長期在外投入的人工降水造價費(fèi)也很高。特別是該地氣象條件下降雨量豐富,但凡基坑被泡則會加劇塌方隱患,所以打樁機(jī)很難到坑底地帶完成作業(yè)。若非所處作業(yè)條件受限,正?;哟驑秳t需要利用路基箱,碎石塊等物資設(shè)施加以輔助。基于此,本項(xiàng)目實(shí)行的“打樁后再開挖”打樁作業(yè)法則充分切合實(shí)際利用了地表硬殼層,從而使得打樁工作開展可采用地面行進(jìn)方式完成作業(yè),不僅使得作業(yè)效率顯著提升而后又控制了造價成本投入,并巧妙控制了基坑開挖的樁柱變形及頂部位移。2.1.2質(zhì)量控制要點(diǎn)雖然結(jié)合本項(xiàng)目實(shí)際特點(diǎn)采取了“打樁后再開挖”作業(yè)施工法具備顯著優(yōu)勢,但是短板之處也同樣值得重視,需要予以重點(diǎn)質(zhì)量控制,即預(yù)先打入樁的彎曲變形組織形態(tài)下的水平位移需要嚴(yán)格控制。基于此,為控制變形加劇并產(chǎn)生控制良效,則需采取針對性控制手段:第一,應(yīng)能結(jié)合施工流程,妥善控制挖土次序,并保持對稱挖土以避免基坑長期在外;第二,當(dāng)基坑面積較大時,則可以使用分段挖土作業(yè)原則完成該時期工序作業(yè),即每挖一段就隨后完工一段,并處理好每挖一段的回填,然后交替循環(huán)進(jìn)行開挖。第三,基坑開挖后存在的土料應(yīng)隨挖隨運(yùn),杜絕在邊坡周圍堆放開挖土,從而達(dá)到控制樁基變形及頂部位移的主要目的。
2.2錘擊沉樁施工法
2.2.1沉樁錘選用標(biāo)準(zhǔn)本項(xiàng)目采用的打樁法主要以錘擊沉樁法應(yīng)用為主。值得指出的是,柴油錘、落錘、或者蒸汽錘的選擇應(yīng)能結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際進(jìn)行評估并應(yīng)予以采用。一般而言,柴油錘特別適用于堅(jiān)硬土層性質(zhì)的地基土,這是因?yàn)椴裼湾N連續(xù)作業(yè)性能良好,錘芯夯擊起跳高,且沉樁成效佳;而蒸汽錘一般比較受用于軟粘土層進(jìn)行沉樁;至于落錘,嚴(yán)格意義上可將其視為作業(yè)機(jī)具,應(yīng)用于沉樁規(guī)模作業(yè)較小的短樁結(jié)構(gòu)。因此,對于沉樁錘的選用確認(rèn),應(yīng)能結(jié)合樁基礎(chǔ)的規(guī)格型號、基本長度、以及其重量級、直徑等參數(shù)進(jìn)行評估并予以采用。2.2.2質(zhì)量控制要點(diǎn)沉樁落錘的捶打原則應(yīng)堅(jiān)持以“重錘低打”執(zhí)行原則為主,并要考慮樁基礎(chǔ)本身極限強(qiáng)度允值的承受情況,即處在其捶打承受荷載允值內(nèi),盡量采用大樁錘,以避免捶打時樁頭損壞。因此,結(jié)合上述沉樁錘落錘的捶打依據(jù),本項(xiàng)目對于400x400mmx30m的鋼筋混凝土方樁和鋼管樁的沉樁施工,可優(yōu)先選用3.5t級柴油錘;當(dāng)調(diào)配確有困難時,亦可選用4.5t級柴油錘,但應(yīng)限制錘跳高度,不應(yīng)超過2m;φ550x100mmx40—45m的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁和鋼管樁的施工,宜選4.5t級柴油錘。
2.3停打標(biāo)準(zhǔn)處理控制要點(diǎn)
2.3.1樁基礎(chǔ)基本停打標(biāo)準(zhǔn)確認(rèn)高層項(xiàng)目樁基礎(chǔ)打樁的停打控制標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)責(zé)任施工單位應(yīng)能高度予以重視。這是因?yàn)闃痘A(chǔ)的停打處理標(biāo)準(zhǔn)決定著該高層項(xiàng)目基礎(chǔ)所承載的極限允值,從而決定是沉降量是否規(guī)則,以保障項(xiàng)目基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上方的建筑結(jié)構(gòu)安全性能得以保持。此外,如若確保樁基礎(chǔ)的停打控制標(biāo)準(zhǔn)合乎質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn),則直接有效、合理控制施工進(jìn)度,并確保打樁機(jī)具的油耗得到有效控制,且使得其樁錘使用周期壽命得以延長。因此,確認(rèn)樁基礎(chǔ)的樁錘停打標(biāo)準(zhǔn),則需要客觀考量該項(xiàng)目的所處地質(zhì)環(huán)境,以及現(xiàn)有的樁基礎(chǔ)規(guī)格種類、樁的長度,包括現(xiàn)場各項(xiàng)組織控制要素等進(jìn)行綜合評估并予以采用。基于此,結(jié)合受力形態(tài)存在的力學(xué)差異,則需切合項(xiàng)目實(shí)際來確認(rèn)樁基礎(chǔ)停打標(biāo)準(zhǔn)。2.3.2持力層確認(rèn)貫入度雖然沿海一帶土層所固有的基本性質(zhì)屬于軟粘土,并且分布相對穩(wěn)定。但是如何判斷樁基礎(chǔ)的沉樁錘擊受力是否進(jìn)入到持力層就成為了停樁標(biāo)準(zhǔn)控制關(guān)鍵。因此,此時可以憑借貫入度去進(jìn)行客觀評估。也就是說,待樁端已經(jīng)深入到持力層,則可結(jié)合設(shè)計(jì)要求繼續(xù)打至3—5D。不過,有時會遇到突發(fā)狀況,即遇到結(jié)實(shí)、堅(jiān)硬的持力層,這是打至3-5D無疑非常困難,(貫入度S<1.0mm)并且如若強(qiáng)行進(jìn)行錘打則會使得樁基礎(chǔ)損毀的同時又白白毀掉了樁錘。因此,對于該情況的技術(shù)交流則需要和設(shè)計(jì)單位進(jìn)行反映與溝通,當(dāng)經(jīng)得對方同意時則能夠以貫入度參數(shù)指標(biāo)作為樁錘停打的主要考量依據(jù)。2.3.3基本效益本項(xiàng)目采用“重錘低打”大樁錘(柴油錘)的作業(yè)方式對400x400mmx30m及φ550x100mmx40—45m砼方樁及鋼管樁完成了其沉樁作業(yè)。實(shí)際施工中,采用4.5t柴油錘的φ550x100mmx40—45m較大型號樁也都達(dá)到了基本預(yù)定深度,并且經(jīng)過靜載荷試驗(yàn)表明,樁身強(qiáng)度基本滿足設(shè)計(jì)承載力需求,施工組織設(shè)計(jì)方案更為合理、可行和經(jīng)濟(jì),遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過縮短工期所獲得的效益。
3結(jié)語
公路分布范圍廣泛,為帶狀結(jié)構(gòu)體、承受著動靜兩種荷載作用,其使用性能以及安全性能與社會生產(chǎn)生活密切關(guān)聯(lián),對地基有較高的要求。公路由于線性等技術(shù)要求,不可避免地要經(jīng)過軟土地質(zhì)地區(qū),對軟基處理不當(dāng),路基容易產(chǎn)生剪切變形,引起沉降過大,導(dǎo)致路堤失穩(wěn),路面開裂;橋臺與路基沉降不同步,產(chǎn)生錯臺引起橋頭跳車;路的中心沉降過大,引發(fā)涵管彎曲、路基路面橫坡變小等問題。因此,從高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的使用要求出發(fā),合理、可行地處理好軟土地基,已成為公路建設(shè)必不可少的一個環(huán)節(jié)。
2軟土地基處治方法
軟土地基的處理方法較多,從不同角度出發(fā),可以有不同的歸納和分類,本文從加固機(jī)理、施工工藝、所用材料方面將目前公路工程中常采用的一些軟土地基處理方法分類如下。
2.1置換法
該法也稱做換填法,首先挖除基礎(chǔ)下部一定范圍內(nèi)的軟弱土層,然后分層換填強(qiáng)度和模量相對較高的灰土、碎石、砂等材料,并充分壓實(shí)至設(shè)計(jì)要求的密度,最終形成一個較好的持力結(jié)構(gòu)層,從而達(dá)到提高承載力和減少路基變形的目的。換填法處理處理深度通??刂圃?m以內(nèi),但也不應(yīng)小于0.5m,因?yàn)閴|層太薄,則換土墊層的作用也不顯著。
2.2排水固結(jié)法
排水固結(jié)法又稱預(yù)壓法,是對原始地基,或者在地基中設(shè)置有袋裝砂井或塑料排水帶等排水體,后利用建筑物本身重量或其他豎向荷載作用加壓,排出土體孔隙水,逐漸固結(jié),地基發(fā)生沉降,強(qiáng)度逐步提高的方法。對于排水固結(jié)法,土體的密度與預(yù)壓荷載的大小以及時間緊密相關(guān)。若不考慮預(yù)壓周期,土體密度只決定于預(yù)壓荷載的大小。
2.2.1真空預(yù)壓法
該方法是以大氣壓力做為預(yù)壓荷載,在擬處理場地表面鋪設(shè)厚度均勻的砂墊層,上覆一層不透氣的密封薄膜,通過真空抽氣裝置,在密封膜內(nèi)產(chǎn)生一定真空度,在內(nèi)外壓力差作用下,土體產(chǎn)生負(fù)的空隙水壓力,從而達(dá)到土體固結(jié)。
2.2.2堆載預(yù)壓方法
堆載預(yù)壓是使用砂石、素土或者其它重物為荷載,對地基加載,排出土體孔隙水,達(dá)到土體固結(jié)的目的。加固后的地基承載力取決于上部堆積荷載的大小。真空預(yù)壓與堆載預(yù)壓的加固原理不同,前者通常將荷載一次加到最大值,而土體卻不產(chǎn)生增量剪應(yīng)力,故不需考慮地基產(chǎn)生剪切破壞。后者必須考慮加載時增量剪應(yīng)力對土體的影響,控制加載速率,采用分級加載。
2.2.3深層密實(shí)法
深層密實(shí)是指采用爆破、夯擊、擠壓和振動等方法,對松軟地基土進(jìn)行振密和擠密。(1)強(qiáng)夯法。強(qiáng)夯法顧名可理解為動力壓實(shí)法或者動力固結(jié)法,通常以幾十噸的重錘,從6—40m落距的高處自由落下,將土體夯擊密實(shí)。該法適用于處理砂土、低飽和度粉土、碎石土、雜填土、濕陷性黃土等土質(zhì)地基,能夠改善砂土抗振動液化的能力、提高地基的強(qiáng)度、降低土體壓縮性、消除土的濕陷性。(2)復(fù)合地基法。復(fù)合地基法是在天然地基中設(shè)置一定數(shù)量的樁體(增強(qiáng)結(jié)構(gòu)體),樁和土體共同承擔(dān)荷載,并使地基具有置換法和密實(shí)法后形成的效應(yīng)。通常復(fù)合地基的面積置換率一般為3%—25%,其中碎石樁的面積置換率可以達(dá)到40%。公路工程中常采用的狀體有碎石樁、石灰樁、土樁、水泥攪拌樁、其他剛性樁(PHC管樁、CFG樁、PCC管樁、素混凝土樁等)等。高速公路工程中,深度20m以內(nèi)的軟土處理,水泥土攪拌樁復(fù)合地基得到了大量應(yīng)用;深度超過20m的深厚軟土地基處理多采用剛性樁進(jìn)行處理。
2.2.4加筋法
加筋法常見主要有兩種:一是土工織物法,二是加筋土法。其中土工織物法已經(jīng)成功應(yīng)用于我國的公路工程中,并已廣泛用于軟基處理、邊坡穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)支護(hù)、道路翻漿防治、路基路面綜合排水及瀝青路面裂縫處理等諸多方面,成功地解決了大量的工程實(shí)際問題。
2.2.5膠結(jié)法
膠結(jié)法是將水泥、水泥砂漿、石灰或其他具有充填性、膠結(jié)性特點(diǎn)的材料,滲入或者注入到各種介質(zhì)之間的裂縫和孔隙之中,形成加固體,提高地基的強(qiáng)度與抗?jié)B性。膠結(jié)法主要包括注漿法、高壓噴射注漿法、水泥土攪拌法。
2.2.6其他方法
軟土地基處理還可使用拋石擠淤法、反壓護(hù)道法、凍結(jié)法、燒結(jié)法等方法。
3公路軟土地基處理方法選用
不同軟土地基處理方法均有各自的適用范圍與條件,公路工程中,應(yīng)根據(jù)公路等級、技術(shù)要求、建設(shè)周期、經(jīng)濟(jì)分析綜合考慮來選擇合理的處理方案。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),總結(jié)了如下不同軟基處理方法的適用范圍。
4結(jié)語
1軟土地基的特點(diǎn)
通常情況下,軟土地基主要是在自然環(huán)境中,其孔隙大于等于1mm的軟土物質(zhì),一般這種軟土地基中的水分含量較多,具體具備了以下幾點(diǎn)特點(diǎn)。
1.1軟土地基自身具備較強(qiáng)的觸變性能,改性能是指當(dāng)軟土在受到其他外力因素干擾時,地基結(jié)構(gòu)就會產(chǎn)生一定的損壞,這樣就會極大影響其強(qiáng)度的可靠性,與此同時,在振動負(fù)荷的作用下,也會發(fā)生側(cè)向滑動,甚至還會出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象,很容易引發(fā)安全事故,造成人員的傷亡。
1.2如果軟土在受到較大的承載壓力以后,就會發(fā)生變形,而其自身的空隙也會迅速變小,水分頁將會被快速排除掉,除此之外,由于軟土結(jié)構(gòu)受到載荷的影響而導(dǎo)致剪切變形的出現(xiàn),我們統(tǒng)一將這一特點(diǎn)稱之為軟土的流變性。
1.3由于軟土孔隙較大的特點(diǎn),其壓縮性能也比較大。因此,若選擇軟土作為建筑物的地基時,就很有可能發(fā)生大幅度的沉降現(xiàn)象。
1.4相關(guān)技術(shù)人員通過實(shí)驗(yàn)檢測發(fā)現(xiàn),當(dāng)軟土在自然狀態(tài)下時,其抗剪強(qiáng)度并不會發(fā)生較大的變化,承載能力較低,并且,如果軟土邊坡可靠性較差,就很容易因剪切力破壞而導(dǎo)致建筑物結(jié)構(gòu)發(fā)生失穩(wěn)的情況。
1.5雖然軟土地基中的含水量較多,但其實(shí)際的透水性能非常差,這對于地基排水的流暢性十分不利,并且,軟土地基上建筑沉降時期較長,尤其是在加載初期基礎(chǔ)時,將會達(dá)到增加孔隙水的壓力,從而導(dǎo)致整個地基的穩(wěn)固性都受到了極大的損害。
2軟土勘察的基本內(nèi)容與要點(diǎn)分析
2.1軟土勘察的內(nèi)容。軟土勘察主要包括了:軟土的形成類型、埋藏情況、分布和發(fā)展規(guī)律、層理特征、滲透性能、立體分布的均勻性、表層硬殼的厚度、地下硬土層的情況等等;對軟土的固結(jié)情況進(jìn)行勘察,強(qiáng)度、變形特征以及隨著應(yīng)力改變而變化的規(guī)律,并且了解其結(jié)構(gòu)破壞對強(qiáng)度和變形的影響情況;軟土中存在的地貌形態(tài)差異、填土、河道等的分布范圍和深度等;地下水埋藏的情況,分析其對施工材料、安全設(shè)置、環(huán)境等影響。
2.2軟土地基勘察的基本要點(diǎn)。軟土勘察的勘探點(diǎn)布置應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì),工程性質(zhì)、場地形狀、勘察分段、成因類型、復(fù)雜情況評價等都應(yīng)當(dāng)考慮在內(nèi)。當(dāng)土層出現(xiàn)復(fù)雜變化時應(yīng)對此位置進(jìn)行加密;勘察中鉆探取樣的時候應(yīng)結(jié)合原位置測試的結(jié)果,去氧應(yīng)利用薄壁取土裝置,原位測試應(yīng)采用靜力觸探或者十字板剪切試驗(yàn)完成。
2.3軟土剪切試驗(yàn)。當(dāng)軟土的加載和卸載的頻率過高的時候其內(nèi)部的水分形成的空隙水壓消散速率也會發(fā)生改變,此時應(yīng)采用自重壓力預(yù)固結(jié)德爾不固結(jié)排水三軸剪切試驗(yàn),對透水性較低的粘性土質(zhì)可以采用無側(cè)限的壓強(qiáng)度試驗(yàn)或者十字板剪切試驗(yàn)來完成測試;當(dāng)軟土排水速率快切施工過程緩慢的時候應(yīng)采用固結(jié)不排水三軸剪切試驗(yàn)或者直接剪切試驗(yàn)獲得數(shù)據(jù);對土體可能發(fā)生大的應(yīng)變項(xiàng)目因此測定其殘余的剪切強(qiáng)度必要的時候應(yīng)將蠕變試驗(yàn)、動態(tài)扭剪切試驗(yàn)、動態(tài)三軸試驗(yàn)等納入到檢測中。
3軟土巖土工程勘察的基本流程
3.1一般來說,巖土勘察的等級都是由工程性質(zhì)而決定的,這是因?yàn)橐话愕能浲翈r土工程的施工環(huán)境十分復(fù)雜,無論是地基的設(shè)計(jì),還是勘察難度方面,都必須遵守規(guī)范的勘察內(nèi)容而進(jìn)行全面的調(diào)查分析以后,才可以進(jìn)行準(zhǔn)確的劃分,勘察人員會切實(shí)根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況,按照等級的不同來對工程等級進(jìn)行劃分。例如,該工程的規(guī)范設(shè)定為一級,那么,其場地等級,復(fù)雜程度等都要按照一級標(biāo)準(zhǔn)。
3.2在進(jìn)行正式的勘察工作以前,勘察人員應(yīng)當(dāng)充分做好一切準(zhǔn)備工作,根據(jù)實(shí)際的工作量來采取相應(yīng)的勘察措施,可以通過在建筑物周圍設(shè)定勘察點(diǎn),并對其間距與孔深進(jìn)行精細(xì)的劑量,并得出該工程所需的鉆孔量,最終將這些所得的數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯總在一起,將其作為被工程所需的工程量以及基本采樣量,以此來選擇合適的檢測方法和實(shí)施步驟,從而確保軟土巖土工程勘察工作的順利開展,進(jìn)一步提高勘察結(jié)果的質(zhì)量。
3.3通過上文敘述,我們可以得知,當(dāng)工程量和取樣數(shù)量都確定了以后,試驗(yàn)人員就可以根據(jù)所得數(shù)據(jù),制定出從一個完整的檢測試驗(yàn)流程,并制定出明確的勘察試驗(yàn)時間表,這也是為后續(xù)施工作業(yè)提供的基本保障。其次,對于早期已經(jīng)勘察的土壤,試驗(yàn)人員更應(yīng)該準(zhǔn)確劃分出其具體的采樣數(shù)量以及位置,充分做好試驗(yàn)勘察前期的準(zhǔn)備工作,及時出現(xiàn)取樣數(shù)量增加的問題,也可以保證在預(yù)期的時間內(nèi)完成樣品的檢測工作,從而避免資源不足的情況發(fā)生,確保檢測試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)有效性。
4軟土地基的土工工程勘測的數(shù)據(jù)處理
4.1軟土地基的巖土工程試驗(yàn)往往采用的是土工試驗(yàn),其優(yōu)勢的簡單而方便。獲得數(shù)據(jù)和處理的時候,應(yīng)保證巖土試驗(yàn)室內(nèi)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)應(yīng)從巖土類型和工程性質(zhì)出發(fā)進(jìn)行綜合考慮,并結(jié)合工程分析計(jì)算的要求確定試驗(yàn)的方式和數(shù)據(jù)處理方法,并最終確定軟土的基本性質(zhì),這才是數(shù)據(jù)處理的最終目標(biāo)。
4.2在試驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理的時候應(yīng)考慮到原位數(shù)據(jù)的處理,如項(xiàng)目針對粘土和砂土等進(jìn)行貫入標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)。貫入試驗(yàn)的指標(biāo)將直接影響數(shù)據(jù)處理的結(jié)果,因此在貫入的時候應(yīng)確定具體的技術(shù)參數(shù),參數(shù)的選擇可以根據(jù)地層的情況而定,按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)針對不同性質(zhì)的土體進(jìn)行不同的參數(shù)選擇,這樣就可獲得較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料,然后按照試驗(yàn)規(guī)范對原位測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與歸納,最終形成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表,然后形成分析結(jié)果。
1.1沉降處理
沉降處理包括加速固結(jié)沉降和減少總沉降量兩方面。加速固結(jié)沉降可采用加載預(yù)壓、豎向排水(設(shè)置砂井或芯板排水)和擠實(shí)砂樁等方法。減少總沉降量可以采用換填好土、石灰(水泥)樁、擠實(shí)砂樁等方法。
1.2穩(wěn)定處理
穩(wěn)定處理可以采用換填土、擠實(shí)砂樁、石灰(水泥)樁等措施增加抗滑阻力。各種加速固結(jié)沉降措施都有助于促進(jìn)軟土層強(qiáng)度的增長;慢速或分期填筑路堤可以達(dá)到阻止地基強(qiáng)度降低的目的。
1.3應(yīng)注意的問題
(1)地基的土質(zhì)及土層構(gòu)成(厚度、排水層等)條件。(2)道路的性質(zhì)、路堤高度和寬度,是否為與構(gòu)造物連接的地段等條件。(3)工期、材料供應(yīng)、施工機(jī)械作業(yè)條件和對周圍環(huán)境的影響等條件。以上處理方法可以單獨(dú)使用,通常用幾種方法組合使用,以發(fā)揮各種方法的特長,取得良好的處理效果。
2軟土地基處理的具體措施
2.1換填土法
當(dāng)淤土層厚度較簿時,可采用淤土層換填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基礎(chǔ)等辦法進(jìn)行地基處理,鑒于換砂不利于防滲,且工程造價較高,一般應(yīng)就地取材,以換填泥土為宜??蓪④浲寥客诔?,使路堤筑于基底或盡量換填滲水性土。這種方法適用于軟土厚度小于2m的路堤。換土法要回填有較好壓密特性土進(jìn)行壓實(shí)或夯實(shí),形成良好的持力層,從而改變地基承載力特性,提高抗變形和穩(wěn)定能力,施工時應(yīng)注意坑邊穩(wěn)定,保證填料質(zhì)量,填料應(yīng)分層夯實(shí)。
2.2拋石擠淤法
在路基底從中部向兩側(cè)拋投一定數(shù)量的片石,將淤泥擠出路基范圍,以提高路基強(qiáng)度,所有片石宜采用不易風(fēng)化的大石塊,尺寸一般<0.3m。其上鋪0.1m厚碎石及0.1m厚砂層后再填土。這種方法的適用范圍為:軟土厚度<3.0m,表層無硬殼,呈流動狀態(tài)、排水困難的地基狀態(tài)。
2.3反壓護(hù)道法
當(dāng)軟土和沼澤較厚,路堤高度不超過極限高度的2倍時,路堤兩側(cè)填筑適當(dāng)厚度和寬度的護(hù)道,在護(hù)道附加荷載的作用下,保持地基的平衡,增加抗滑力矩,防止路堤的滑動破壞。通過反壓護(hù)道法使路堤下淤泥趨于穩(wěn)定。護(hù)道一般可采用單組形式,其高度為路堤高度的0.3—0.5倍。適用范圍:當(dāng)路堤超過極限高度的1.5—2.0倍以內(nèi)時適用。
施工時,護(hù)道盡量與路堤同時填筑,且壓實(shí)度要達(dá)到90%以上。它的特點(diǎn)是施工工藝簡單、費(fèi)用較低,但施工用地增大。
2.4砂墊層法
在軟土地基上鋪設(shè)厚度為0.5—1.2m的砂層,可使軟土頂面增加一個排水面,促進(jìn)路基底的排水固結(jié),提高路基的強(qiáng)度及穩(wěn)定性。砂墊層材料的選擇以透水性好的砂或砂礫(74u篩孔通過率為3%以下)為宜,以保證所需的排水能力;砂墊層的寬度以每側(cè)寬出路堤0.5—1.0m為宜。砂墊層適用于路堤高度<2倍極限高度的狀況。
2.5設(shè)置砂井法
砂井與連接的砂墊層配合使用效果較好,一般砂井直徑為0.2—0.3m,井距為井徑的8—10倍,常用范圍為2—4m,平面上呈矩形或梅花形布置。適用范圍:軟土層厚度>5m,且路堤高度超過天然地基承載力容許的高度很多時適用。
2.6攤鋪土工布法
高填土可適當(dāng)分層,采用土工布加強(qiáng)路堤剛度,并在軟土基上隔墊,使荷載均勻,避免局部破壞,對地下水防治相當(dāng)有利,也可以用土工布攤鋪軟土底層,并折向沿邊坡作防護(hù),這樣既提高基底剛度,也使邊坡受到維護(hù),有利于排水和因地基應(yīng)力再分配而增加路基的穩(wěn)定性
2.7排水固結(jié)法
排水固結(jié)法是解決淤泥軟粘土地基沉降和穩(wěn)定問題有效措施,由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分組合而成。排水系統(tǒng)是在地基中設(shè)置排水體,利用地層本身的透水性由排水體集中排水的結(jié)構(gòu)體系,根據(jù)排水體的不同可分為砂井排水和塑料排水帶排水兩種。
2.8灌漿法
是利用氣壓、液壓或電化學(xué)原理將能夠固化的某些漿液注入地基介質(zhì)中或建筑物與地基的縫隙部位。灌漿漿液可以是水泥漿、水泥砂漿、粘土水泥漿、粘土漿及各種化學(xué)漿材如聚氨酯類、木質(zhì)素類、硅酸鹽類等。灌漿法對加固淤泥軟土地基具有明顯效果,如福建省龍海市角美壺嶼港水閘由于淤泥軟基不均勻,沉陷閘基沉降最大達(dá)到0.63m,加固時采用單管高壓旋噴灌漿處理,每個閘墩上、下游側(cè)和中間各設(shè)5個灌漿孔,沿閘墩軸線兩側(cè)布孔,灌注水泥漿,成樁直徑0.5m,伸入閘基礎(chǔ)10.5m,采用灌漿壓力為20MPa,經(jīng)過處理后閘基沉降基本得到控制。高壓旋噴灌漿處理原理是通過在閘基中高壓旋噴灌漿形成水泥土摩擦樁,提高閘基承載力,達(dá)到控制沉降的目的。另一種對淤泥軟土地基閘室淘空處理通常應(yīng)通過水閘上游防滲如設(shè)置水平鋪蓋或垂直防滲控制閘基滲流,然后再對閘室進(jìn)行灌漿處理。
3結(jié)語
總之,軟土地基的強(qiáng)度或變形的問題是工程土中必須十分注意的問題,過大的沉降及不均勻的沉降造成軟土地區(qū)大量的工程事故。因此,在軟土地區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工的道路工程時,必須從地基、建筑、結(jié)構(gòu)、施工、使用等多個方面綜合考慮,采取相應(yīng)的措施,減少地基的不均勻沉降,保證建筑物的正常使用。
參考文獻(xiàn):
[1]徐至鈞.建筑地基處理技術(shù)叢書:軟土地基和預(yù)壓法地基處理[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2005.
[2]王曉謀,袁懷宇.高等級公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)[M].人民交通出版社,2001.
壓實(shí)度是衡量公路橋梁性能以及使用壽命的重要指標(biāo)之一,它可以評判軟土地基是否具有穩(wěn)定的內(nèi)部構(gòu)造。如今,大多數(shù)施工承包商都對壓實(shí)度缺乏理解,不能從專業(yè)化的角度分析軟土地基的實(shí)用性,提出相應(yīng)的合理的解決方案。在施工的過程中遇到問題時很多,施工單位會簡單處理,更有甚者會直接繞過處理環(huán)節(jié),導(dǎo)致在公路橋梁投入使用的幾個月內(nèi)就開始對橋梁路面進(jìn)行修繕和地基加固。很多施工單位一直使用同一套軟土地基施工處理技術(shù),不能根據(jù)當(dāng)?shù)氐耐寥兰疤鞖馇闆r對地基施工進(jìn)行分析處理,例如,在雨水較多的地區(qū),橋梁地基會長時間被雨水浸泡及侵蝕,填土的流失情況也比較嚴(yán)重,但在橋梁設(shè)計(jì)過程中,忽略了對天氣情況的考慮,最終就會導(dǎo)致橋梁沉降事故。
2、軟土地基對公路橋梁施工的影響
2.1軟土地基易造成橋梁路面硬化
軟土地基具有較低的穩(wěn)定性,相比于其它地基,軟土地基還不堅(jiān)固,抗壓性衣也比較弱,路面硬化是軟土地基在施工過程中經(jīng)常發(fā)生的狀況。公路橋梁施工材料以瀝青和水泥、沙子、石子等混合成的混凝凝土為主,穩(wěn)定性不夠高,在實(shí)地施工的過程中,路面內(nèi)部開裂和硬化的現(xiàn)象時有發(fā)生。
2.2軟土地基易造成路面沉降
路面沉降是軟土地基在公路橋梁工程施工中最易發(fā)生的現(xiàn)象。地下水對地基的不斷沖刷,使地基兩端的軟土流失嚴(yán)重,而下層軟土帶的變薄,導(dǎo)致上層地基不穩(wěn),從而導(dǎo)致整個公路橋梁路面發(fā)生沉降。軟土地基是否沉降是公路橋梁性能和使用壽命的決定性因素。
3、軟土地基施工中的技術(shù)要點(diǎn)
3.1表層排水法
改變軟土地基的壓縮性是改善軟土地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的有效方法之一。通過加入一定量的添加劑可以提高軟土地基填土的穩(wěn)定性和固結(jié)性。沙墊層具有一定的排水功能,通過與上層排水層的配合可以有效地控制填土內(nèi)的水位,為公路橋梁施工用的大型機(jī)械設(shè)備創(chuàng)造良好的使用條件。軟土地基兩端及下層的填土流失會造成地基中的土質(zhì)呈現(xiàn)不均勻分布,這往往會導(dǎo)致軟土地基的沉降,當(dāng)這種狀況發(fā)生時,施工者就得考慮改變軟土地基的抗壓力及抗剪力,改善公路橋梁工程軟土地基的沉降錯位現(xiàn)象。公路橋梁施工方還可以采用可墊材料加強(qiáng)軟土地基的表層強(qiáng)度。
3.2排水固結(jié)法
在公路橋梁軟土地基粘性土質(zhì)之間設(shè)立垂直于土層的垂直排水柱是增強(qiáng)軟土地基抗剪強(qiáng)度的有效方法之一,使用這種技術(shù)的同時以地基至花生的排水固結(jié)特點(diǎn)為基本,對軟土地基進(jìn)行加負(fù)荷壓力測試,還可以大大提高地基的強(qiáng)度。深層排水固結(jié)法和深層復(fù)合地基加固法是提高軟土地基真實(shí)抗壓力和承載力的重要方法,面對不同的軟土地基,施工方應(yīng)該協(xié)調(diào)配合緩速填土法、排水固結(jié)法和加載法。
3.3粉噴樁加固處理法
平整的施工場地是能進(jìn)行人工施工和機(jī)械行走施工的前提,當(dāng)出現(xiàn)不可清除障礙是,可以用碎石和沙土墊層鋪設(shè)方便機(jī)械設(shè)備的使用。如果施工場地具有較多坑洼地帶,那么施工方應(yīng)該用粘性土填埋處理。完善設(shè)計(jì)粉噴樁樁位圖、原地面高程數(shù)據(jù)表、原地面高層測量資料、土工試驗(yàn)報(bào)告、施工場地地質(zhì)報(bào)告等是在進(jìn)行粉噴樁施工技術(shù)必須要完成的工作,然后通過對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,合理比較調(diào)節(jié)施工參數(shù)。設(shè)計(jì)到具體參數(shù)的有:提升速度、機(jī)械鉆進(jìn)速度、單位時間噴粉量、粉噴攪拌速率等。
3.4加載法
在公路橋梁工程軟土地基施工過程中使用加載法可以降低軟土地基沉降現(xiàn)象發(fā)生的概率,加固了填土路面,增加了軟土地基的強(qiáng)度。對地基固結(jié)沉降處理有三種方法:(1)通過地基增加總壓法;(2)降低間隙水壓效應(yīng)力。(3)地下水法。當(dāng)軟土地基中間部位和頂層部位層含有砂層時,比較適合采用地下水法,為了使地下水位可以降到地基所需水位標(biāo)準(zhǔn)以下,施工方可以采用將鋼板打入地基進(jìn)行圍護(hù)。在預(yù)測沉降量的過程中,應(yīng)該采集多方數(shù)據(jù),分析計(jì)算負(fù)載能力、自沉?xí)r間、沉降時間等,動態(tài)監(jiān)測施工情況,維護(hù)地基的穩(wěn)定性。
3.5擠密法
在我國中西部地區(qū)分布有大量的濕陷性黃土,在這些地區(qū)公路橋梁工程軟土地基施工的過程中主要采用的就是擠密樁法。先在黃土地基上打上樁孔,然后將素土、砂石、石灰土等填入打好的樁孔中,之后直接進(jìn)行分層密實(shí)夯填。在利用擠密樁法構(gòu)建軟土地基時,不需要利用較大的機(jī)械設(shè)備,直接在原地就可完成所有操作,這種方式可以直接將廢棄的材料用作填充物,節(jié)省了大量原材料。石灰土樁法是通過將石灰塊、粉煤灰、爐渣、火山灰等土石按照適當(dāng)?shù)谋壤M(jìn)行調(diào)配混合,攪拌均勻后,進(jìn)行回填和夯實(shí)。生石灰具有水硬性和氣硬性,當(dāng)它與其它添加料混合攪拌后會發(fā)生體積膨脹的現(xiàn)象,利用這種現(xiàn)象就可以達(dá)到讓地基擠密的目的。砂石樁法也是擠密法的一種,將砂石、卵石、碎石、砂等材料做振動、沖擊處理后直接填入軟土地基打好的樁孔中,這樣做加強(qiáng)了地基的固結(jié)性和軟性粘土整體的承載力。
3.6敷墊材料法
軟土地基發(fā)生側(cè)向移位的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生,不均勻沉降也是頻繁發(fā)生的情況。通過具有較強(qiáng)抗壓力和抗剪力的敷墊材料可以提高機(jī)械的通行能力,從根本上解決地基承受能力不足,易于移位的問題。例如,當(dāng)?shù)鼗喜康能浲翆雍穸炔蛔阋該纹鹕蠈忧液枯^大時,公路橋梁軟土地基施工人員就可以在軟土地基上敷墊大約0.6~1.1米厚的砂墊層,如此一來,軟土層的固結(jié)性將進(jìn)一步加強(qiáng),排水層也可以高效完成排水的任務(wù)。利用敷墊材料法還可以為軟土層以下的層結(jié)構(gòu)提供排水服務(wù),降低填土層的水位高度,增強(qiáng)施工位置的表層強(qiáng)度,為地基施工機(jī)械的運(yùn)作提供便利。
4、結(jié)論
1.1水泥攪拌樁施工前的準(zhǔn)備工作
(1)徹底清理施工現(xiàn)場。為保證水泥攪拌樁在鉆孔時符合相關(guān)要求,應(yīng)確保施工地面平整,且應(yīng)對地面上的垃圾、廢棄物、雜物等進(jìn)行徹底清除,若地面為坑洼,則需適當(dāng)展開填壓處理,確保水泥攪拌樁可向地基中順利置入。(2)應(yīng)準(zhǔn)備好適當(dāng)?shù)膰娚洳牧稀T谒鄶嚢铇妒┕み^程中,所選材料可在很大程度上對其施工質(zhì)量造成影響,而水泥作為其中重要的原料,其選擇應(yīng)與軟土地基相應(yīng)需求相符合,且水泥在凝固之后的加固效果應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。一般情況下,水泥攪拌樁施工中最佳的水泥為較高等級的硅酸鹽水泥。(3)需選擇適當(dāng)?shù)氖┕ぴO(shè)備。在水泥攪拌樁施工過程中,鉆機(jī)為其核心的施工設(shè)備,故在施工之前應(yīng)確保鉆機(jī)以及其他的設(shè)備順利運(yùn)送到現(xiàn)場,且應(yīng)精密調(diào)試設(shè)備并展開測試,保證設(shè)備可在施工過程中順利應(yīng)用。對于其他所有進(jìn)場設(shè)備也應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格檢查,保證其性能完好。
1.2水泥攪拌樁施工工藝分析
(1)在水泥攪拌樁施工中,放線為首要操作,其目的是對定樁位置進(jìn)行確定。在放線過程中,勘測人員應(yīng)以施工設(shè)計(jì)圖為依據(jù)根據(jù)水泥攪拌樁具置展開放線定位,在定位過程中應(yīng)對施工圖紙相應(yīng)要求嚴(yán)格遵行,盡量將誤差控制在最小范圍中。(2)鉆機(jī)設(shè)備是展開定位操作的必要設(shè)備,應(yīng)在攪拌樁口正上方放置鉆機(jī),根據(jù)放線定位結(jié)果確保樁位、鉆頭中心處于同一條直線并保證鉆孔垂直度。另外還應(yīng)調(diào)整層向軌至垂直于攪拌軸處,保證鉆機(jī)主軸傾斜度低于1%。(3)適當(dāng)調(diào)整鉆機(jī)部位,確保其處理最佳位置,然后可開啟鉆機(jī),確保鉆機(jī)所處深度的合理性,同時應(yīng)保證鉆機(jī)鉆入時噴漿泵同時被開啟,以確保水泥自噴漿泵進(jìn)入攪拌的泥土中,從而充分對水泥及土體進(jìn)行混合攪拌。另外,鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中應(yīng)安排專門人員對相關(guān)讀數(shù)進(jìn)行記錄,以確保鉆機(jī)鉆至預(yù)期的深度及位置。(4)水泥噴射至樁底后應(yīng)立即進(jìn)行攪拌,同時攪拌后應(yīng)加強(qiáng)對復(fù)搗的重視,且復(fù)搗應(yīng)從樁底部開始直到頂部,待復(fù)搗至頂部后可終止樁體噴射。從而確保地基中所含的水泥量充足,促使軟土地基的承載力及抗壓性增大。
1.3水泥攪拌樁施工期間的注意事項(xiàng)
水泥攪拌樁施工期間應(yīng)加強(qiáng)對施工過程監(jiān)控的重視,且應(yīng)認(rèn)真對的施工過程中所得數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真、清晰的記錄;另外,相關(guān)人員還應(yīng)加強(qiáng)對施工現(xiàn)場環(huán)境熟悉的重視,并且應(yīng)認(rèn)真評估環(huán)境可能會對施工質(zhì)量造成的影響。另外,還應(yīng)安排專門人員負(fù)責(zé)水泥用量,并且應(yīng)嚴(yán)密觀察施工過程,及時發(fā)現(xiàn)并處理施工過程中存在的問題。同時復(fù)搗時應(yīng)確保復(fù)搗次數(shù)充足,并且復(fù)搗力度應(yīng)達(dá)到要求,從而保證樁體足夠穩(wěn)固。水泥噴漿時相關(guān)人員應(yīng)加強(qiáng)對噴漿實(shí)踐及停漿時間控制的重視,嚴(yán)禁中途隨意停止中斷;且應(yīng)禁止在噴漿未完成前進(jìn)行鉆桿提升作業(yè)。除此之外,若施工期間出現(xiàn)噴漿水泥量不足現(xiàn)象則需安排監(jiān)理工程師對整樁復(fù)搗工作進(jìn)行負(fù)責(zé),保證其順利完成。
1.4水泥攪拌樁的質(zhì)量檢測
(1)施工結(jié)束3d后可對水泥攪拌樁進(jìn)行輕便觸探實(shí)驗(yàn),以及時明確水泥攪拌樁樁體內(nèi)水泥漿的分布情況,探觸深度通常應(yīng)控制在4米左右,且觸探樁數(shù)應(yīng)不低于3根。(2)施工結(jié)束后第28d則可對攪拌樁的承載力進(jìn)行檢驗(yàn),檢驗(yàn)方式可采用檢驗(yàn)單樁承載力及復(fù)合地基承載力的方式進(jìn)行,以及早明確樁基承載力情況,確保其達(dá)到質(zhì)量要求;另外,通過對水泥攪拌樁承載力的檢驗(yàn)還測試軟土地基整體的承載情況。(3)若在進(jìn)行上述兩種檢驗(yàn)后仍難以明確判定樁身質(zhì)量,則可采用抽芯機(jī)對樁身的芯樣進(jìn)行抽取,并對抽取的芯樣進(jìn)行研究,檢測樁身強(qiáng)度及完整性。需注意的是該檢驗(yàn)需安排專業(yè)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行,且抽取的芯樣數(shù)量應(yīng)大于3根。
2攪拌樁位不準(zhǔn)問題及相關(guān)解決策略
水利工程中深層攪拌樁施工是一項(xiàng)較為隱蔽的工程,且對施工質(zhì)量的要求較高,因而,這就要求樁體施工實(shí)施前相關(guān)技術(shù)人員必須要加強(qiáng)對施工放樣操作的重視,工程實(shí)施前需做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作,尤其應(yīng)加強(qiáng)對樁體校準(zhǔn)的重視,同時在施工人員完成樁體放樣工作后,監(jiān)理工程師還需認(rèn)真校核樁位,同時還應(yīng)認(rèn)真檢測樁位軸線,盡可能確保施工質(zhì)量,以防由于樁位施工質(zhì)量不佳而造成返工。另外,水利工程軟基處理深層攪拌樁技術(shù)實(shí)施過程中相關(guān)人員還應(yīng)加強(qiáng)對軸線安放檢測的重視,以確保該工序滿足工程的質(zhì)量要求,為保證整個水利工程軟基處理質(zhì)量提供保障。
3結(jié)語
對當(dāng)前水利工程建設(shè)情況進(jìn)行分析,因?yàn)檐浲恋鼗乃绍浲临|(zhì)無法承受更大的壓力,因此當(dāng)在其上方修建高于地基抗剪強(qiáng)度的建筑物時,就會因?yàn)槌兄亓Σ蛔愣屍渌芗袅κテ胶?,這樣在一定程度上會讓建筑物出現(xiàn)偏差。依照水利施工技術(shù)工作人員的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié),造成這些情況出現(xiàn)的原因有兩個方面,一個是在施工建設(shè)過程中,軟土地基原本的平衡遭到破壞而造成抗剪度減弱;另外一個原因便是連綿的陰雨天氣讓軟土地基當(dāng)中的土質(zhì)水分快速增多,較大程度上造成剪應(yīng)力的增加。
2水利工程軟土地基處理技術(shù)
水利工程建設(shè)過程中,軟土地基的處理方式主要受制于具體的條件與情況,施工過程中只要有一項(xiàng)沒有處理好,就會出現(xiàn)地基不穩(wěn)定的情況。所以處理技術(shù)對工程建設(shè)而言是一項(xiàng)非常重要的操作工序。
2.1排水砂墊層法排水砂墊層選用級配良好的中砂與粗砂,其中含泥量控制在5%以下,砂墊層施工方式為分層壓實(shí),其中的分層厚度、壓實(shí)的次數(shù)全部要經(jīng)過實(shí)際測驗(yàn)達(dá)標(biāo)后確定。排水砂墊層一般在路堤底端地面鋪設(shè)一層砂層,水利工程施工過程中,富含水分的軟土層所受到的力逐漸加大,水分也不斷通過砂墊層排出,以加快軟土地基的固結(jié)。為了更好的保證砂墊層排水性,要求選擇有較好滲水性的材料。砂墊層的鋪設(shè)厚度控制0.6~1.0m為宜,為了更好的保證砂墊層的滲水性,要求在砂墊層上另外墊上一層黏性土,以封住水不讓水返上路基。但是在路基兩側(cè)要另外修筑一條排水溝,這樣從砂墊層中滲出的水便能夠從此排出路基外,保證路基的絕對穩(wěn)。
2.2加筋法加筋法指的是把有較強(qiáng)抗拉力的強(qiáng)土工合成材料填埋在土層之中,使用土顆粒位移和拉筋過程中產(chǎn)生的摩擦力,讓土和加筋材料組成一個整體,減少整體變形幅度并提升整體穩(wěn)定。可選擇搭設(shè)塑料排水板,為的是加快淤泥排水層固結(jié)速度,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)地基強(qiáng)度加深的作用。除此之外,選擇在砂墊層中另外鋪設(shè)部分土工織物,受到土工織物拉性作用影響,對基底的應(yīng)力分布做適當(dāng)調(diào)節(jié),能夠有效降低地基的側(cè)向位移和相對沉降,以實(shí)現(xiàn)地基穩(wěn)定性提升的目的。
2.3預(yù)壓砂井法排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)互相配合,便于地基中孔隙水的排出,一般選擇較多的排水系統(tǒng)有水平排水墊層、排水砂溝亦或者是其他橫向或者豎向的排水砂井或塑料排水板。加壓系統(tǒng)使用包括堆載預(yù)壓、真空預(yù)壓或者下降地下水位等等。堆載預(yù)壓與真空預(yù)壓聯(lián)合使用的情況下,也被叫做真空聯(lián)合堆載預(yù)壓?;镜牟僮鞣绞饺缦?,先把等待加固范圍內(nèi)的植被與表面土層清除,上面鋪上一層砂墊層。之后垂直向下插入塑料排水板,砂墊層中以水平方位擺放一條排水管,用來改善加固地基的排水環(huán)境。另外再在砂墊層鋪上一層密封膜,使用真空泵把密土膜以內(nèi)的地基氣壓抽至80kpa以上。這個操作方法常常因?yàn)榧庸虝r間較長,難以全面實(shí)現(xiàn)真空處理,因此適合使用在工期要求相對寬松的淤泥質(zhì)土地基的處理過程中。
2.4強(qiáng)夯法強(qiáng)力夯實(shí)指的是把80KN以上的夯錘,起吊至距離水平面較高的地方,通常距離是6~30m,讓錘體能夠自然下落,夯實(shí)土層。經(jīng)過夯實(shí)作用的土體空隙受到壓縮。與此同時,夯點(diǎn)附近出現(xiàn)的裂縫多半為孔隙水的出逸提供了較為便利的渠道,對于土體固結(jié)便利性好,能夠有效提升土體的承重能力,并且夯實(shí)之后的地基大大縮小了建設(shè)荷載造成的壓縮變形。
2.5化學(xué)固結(jié)法常規(guī)的軟土地基處理方式無法取得理想效果的情況下,化學(xué)固結(jié)法便出現(xiàn)?;瘜W(xué)固結(jié)法指的是使用一定的化學(xué)材料,對軟土地基做填充與改造,以有效提升軟土地基的強(qiáng)度,降低軟土地基壓縮性的變化速度,切實(shí)有效提升軟土地基的承重能力,讓軟土土質(zhì)能夠達(dá)到水利工程建筑的地基設(shè)計(jì)條件。
2.6旋噴法旋噴法指的是借助旋噴機(jī)具所制造的旋噴樁而有效提升地基的承載能力,同時也能夠當(dāng)成聯(lián)鎖樁施工或者定向噴射成連續(xù)性墻用于地基防滲。旋噴樁指的是把有特殊噴嘴的注漿管放置在土層預(yù)定深度后有效提升,噴嘴同時以高速旋轉(zhuǎn),高壓噴射水泥固化漿液和土體混合,并且凝固成樁。其對于一些有機(jī)質(zhì)成分較大的地基沒有太好的地基加固效果,所以需要小心處理。一些塘泥土、泥炭土等有較高有機(jī)質(zhì)的土層則要盡可能的避免使用這種方法。
3工程實(shí)例
某水庫位于河流中下流平原地區(qū),只要建好,能夠良好解決附近多個城鎮(zhèn)的農(nóng)業(yè)供水問題,經(jīng)濟(jì)效益突出??墒且?yàn)榻ㄔO(shè)地點(diǎn)常年來受到流水的侵蝕,地基為砂質(zhì)軟土地基,無法較好的滿足水庫的建設(shè)要求。在對附近環(huán)境的勘查與分析后,發(fā)現(xiàn)距離施工設(shè)定地點(diǎn)4km的位置,有堅(jiān)固的灰土土層,其強(qiáng)度與承受能力在經(jīng)過夯實(shí)處理之后能夠切實(shí)滿足工程建設(shè)要求,所以選擇使用土層置換法,對軟土地基進(jìn)行處理,能夠在保持成本不變的情況下實(shí)現(xiàn)水庫的良好建設(shè),將其內(nèi)在巨大的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益發(fā)揮。因此在對水利施工軟土地基的處理過程中,不可脫離實(shí)際,需要先對實(shí)際的地基情況做有效分析,從經(jīng)濟(jì)與社會的雙重角度出發(fā),選擇合適的處理方式,以實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)的順利開展。另外工程建設(shè)過程中,在施工前對施工地點(diǎn)嚴(yán)格測量,包括水利工程測量、水利勘查以及水文地質(zhì)勘探等等,對其性質(zhì)做充分分析,確定一個最好的軟土地基建設(shè)方案,將軟土地基處理失敗的出現(xiàn)概率降至最低,提升經(jīng)濟(jì)效益。
4結(jié)語
關(guān)鍵詞:道路改造;軟土路基;處理方法
一、軟土路基成因
路基強(qiáng)度及穩(wěn)定性與路基干濕狀態(tài)密切相關(guān)。路基干濕狀態(tài)是由土中含水量的高低決定的,而含水量的高低取決于各種濕源的作用和延續(xù)時間。由于路面寬、路基低、排水設(shè)施不全或失效,使得雨水和生活污水向路基內(nèi)滲透、地下水位升高,路基長期處于潮濕狀態(tài),加上土的水穩(wěn)定性差等原因,導(dǎo)致路基軟化。
二、軟土路基判別
(一)測定方法
所謂軟土,比規(guī)范[1]中的定義廣泛,包括強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的濕粘土。對軟土路基的測定可以采用彎沉測定:
將相對完好的砼板塊逐一編號。采用兩臺5.4m貝克曼梁及一臺BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)車,按每車道雙向往返檢測。選取位于橫縫、斷縫附近的板角等荷載最不利位置作為檢測點(diǎn),測點(diǎn)分主點(diǎn)(受荷板)、副點(diǎn)(未受荷板),主點(diǎn)位于板橫縫前10cm,副點(diǎn)在橫縫后10cm,分別測定主點(diǎn)彎沉和副點(diǎn)彎沉。[2]
在非不利季節(jié)檢測時,彎沉值根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行季節(jié)影響修正。實(shí)際取其系數(shù)=1.1~1.2。
(二)判別方法
平均彎沉值反映了原結(jié)構(gòu)的承載能力,而彎沉差則反映了加鋪后瀝青路面反射裂縫出現(xiàn)的機(jī)率和嚴(yán)重程度。造成原結(jié)構(gòu)承載力不足的原因有板底脫空、基層強(qiáng)度低和軟土路基。采用排除法通過值來判別軟土路基。當(dāng)45≥≥20時,進(jìn)行壓漿處理;>45時,先將砼板打裂壓實(shí),使其與基層緊密結(jié)合;再次檢測,仍然有>45,表明基層強(qiáng)度嚴(yán)重不足或有軟土路基;挖除路面結(jié)構(gòu)后,通過路基頂面彎沉的檢測,或者通過路基土的干密度、天然含水量綜合判定。
三、軟土路基處理方法的比選和優(yōu)化
(一)做一個模擬軟土路基方案其具體條件和基本要求
1.公路自然區(qū)劃為Ⅳ3,路基干濕類型為潮濕,但不加高路基,不增設(shè)地下排水設(shè)施,只對地面排水設(shè)施進(jìn)行修復(fù);
2.軟土路基處理最小面積=4.2×5.0m,即一塊砼板的面積,屬于局部軟土路基;
3.大部分軟土路基為稠度=0.5~0.9的濕粘土,不易破碎晾干;
4.軟土路基深度<2m,其中上部為路基工作區(qū),對強(qiáng)度和穩(wěn)定性的要求高;
5.軟土路基處理不能對原路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性帶來不利影響,處理后應(yīng)達(dá)到強(qiáng)度與原路基基本一致、工后沉降為零、水穩(wěn)定性好的要求;
6.雨季施工,行車干擾大,工期三個月。
(二)比選
軟土路基處理方法按處理深度分為淺層處理和深層處理。淺層處理的深度≤3m,因此擬處理的軟土路基屬于淺層處理的范圍。
淺層處理施工工藝簡單,投資少,是施工中經(jīng)常采用的方法。淺層處理一般有換填法、晾曬法、墊層法、動力固結(jié)法、加筋法、灌漿法、排石擠淤法和爆炸排淤法。
分析后認(rèn)為,晾曬法等七種方法不符合上述條件或要求。換填法通常用于軟土路基分布范圍較小,深度≤2m的情況,換填料可視具體情況用砂、砂礫、改良土或其他適宜材料,因此初步?jīng)Q定采用開挖換填法處理。
(三)優(yōu)化
原路基為粘土填筑,若采用砂、砂礫等材料換填,雖然保證了自身的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,但此類材料具有透水性,其內(nèi)部的干濕變化,會引起四周路基土的軟化或二次固結(jié),導(dǎo)致路面的不均勻沉降等病害。若采用風(fēng)化石換填,存在著風(fēng)化石粒徑、強(qiáng)度、土石比例的問題,粒徑大、強(qiáng)度低、石含量多,施工時不易壓碎壓實(shí),除存在與透水性材料相同的問題以外,其自身的強(qiáng)度和穩(wěn)定性也難以保證。若采用粘土換填,由于施工面小、地下管線多,填土難以壓實(shí),浸水后自身的強(qiáng)度和穩(wěn)定性同樣無法保證。
土經(jīng)改良后不但強(qiáng)度提高,還能呈現(xiàn)出板體性和一定的水穩(wěn)定性,彌補(bǔ)了上述材料的不足。為使換填部分的物理力學(xué)性質(zhì)與原路基基本一致,選用了與原路基土質(zhì)相近,<40%,<18,含水量適宜的低液限粘土(CL)進(jìn)行改良。
改良土常用的改良劑有石灰和水泥,由于水泥改良土工序少、早期強(qiáng)度高,適用于春融期、多雨季節(jié)、地下水位高、工期緊迫地段。最后確定采用水泥改良土換填的處理方法。
四、軟土路基施工工藝
(一)換填深度
開挖過程中可以觀測到,隨著深度的增加,坑壁四周路基土的密實(shí)度逐漸降低,含水量逐漸增大,上部1.0~1.2m范圍內(nèi)的密實(shí)度高含水量小,并且有明顯的分界線。表明路基工作區(qū)深度為1.0~1.2m。
當(dāng)軟土路基較薄,有硬底時,清除后直接換填。當(dāng)軟土路基較厚,應(yīng)挖到坑底土與四周路基相同土層的密實(shí)度一致時的深度,一般為1.0~1.2m;當(dāng)坑底土過濕時,下挖到保證上部回填壓實(shí)時不出現(xiàn)“彈簧”的深度,一般為0.4~0.5m,總的換填深度=1.4~1.7m。
(二)水泥摻量
換填土的強(qiáng)度過高或過低,都會使其內(nèi)部及四周結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力和變形,造成路面病害,因此應(yīng)與原路基保持基本一致。
由于難以準(zhǔn)確檢測原路基土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度,水泥摻量無法按常規(guī)試驗(yàn)確定。路基的回彈模量不但是路面設(shè)計(jì)的基本參數(shù),更是衡量路基質(zhì)量的基本指標(biāo),并且設(shè)計(jì)值已知,因此水泥摻量通過回彈模量室內(nèi)試驗(yàn)確定。由路基設(shè)計(jì)彎沉值=200,計(jì)算出路基回彈模量設(shè)計(jì)值=47MPa,再根據(jù)公式[3]反算得到室內(nèi)試驗(yàn)回彈模量標(biāo)準(zhǔn)值=135MPa。水泥摻量不宜小于3%,實(shí)際控制在3~4%,否則難以拌和均勻。為提高下部改良土的早期強(qiáng)度,使上部工作區(qū)能盡早換填,上下部采用相同的水泥摻量。
(三)壓實(shí)
壓實(shí)功愈大、分層愈多愈容易出現(xiàn)彈簧。由于對工作區(qū)以下密實(shí)度的要求相對較低,故采用挖掘機(jī)鏟斗擊打配合雙向振動平板夯(工作重量123kg)壓實(shí)。待具有一定強(qiáng)度后再進(jìn)行工作區(qū)范圍內(nèi)的換填,盡可能采用膠輪壓路機(jī)碾壓,邊角用雙向振動平板夯壓實(shí),壓實(shí)度≥95%。
五、結(jié)語
1.與瀝青路面的承載能力檢測不同,水泥砼路面的檢測有主、副點(diǎn)之分,必須配備兩臺貝克曼梁。用一臺貝克曼梁只能檢測出、,混淆與、與兩者的概念會造成誤判。采用雙向往返法檢測,貝克曼梁的支點(diǎn)和主測點(diǎn)不在同一塊砼板上,消除了支點(diǎn)變形對測點(diǎn)彎沉值的影響;測完后檢測車駛離受荷板,消除了后軸落點(diǎn)對主點(diǎn)彎沉值的影響。貝克曼梁法檢測的是回彈彎沉,自動彎沉儀法檢測的是總彎沉,落錘式彎沉儀檢測的是動態(tài)總彎沉。貝克曼梁法是規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法,采用其它方法必須進(jìn)行標(biāo)定換算。同樣,現(xiàn)場承載板法是路基回彈模量的標(biāo)準(zhǔn)檢測方法,采用其它方法也必須進(jìn)行標(biāo)定換算。測定彎沉和模量時,都應(yīng)將季節(jié)因素考慮在內(nèi)。
2.與公路不同,道路由于兩側(cè)人行道和建筑物地基高于行車道,加上排水設(shè)施不完善等因素的影響,路基長期處于潮濕狀態(tài),容易產(chǎn)生病害。
3.與新建道路不同,改建工程是對道路功能的恢復(fù)和提高,應(yīng)遵循一切服從于老路,一切有利于老路的原則,達(dá)到新舊一體,路基穩(wěn)定、密實(shí)、均質(zhì),為路面提供均勻的支承。經(jīng)過幾十年地運(yùn)營,絕大部分路基已經(jīng)穩(wěn)定,已適應(yīng)了所處的水文地質(zhì)環(huán)境,應(yīng)充分利用。
4.與地基中的大面積軟土路基不同,路基中的軟土路基一般都屬于局部淺層軟土路基,處理后要求工后沉降為零,并具有較高地強(qiáng)度和良好地穩(wěn)定性。尤其是路基工作區(qū),對保證路面強(qiáng)度與穩(wěn)定性、滿足行車要求極為重要。
每一種軟土路基處理方法均有其針對性、適用范圍以及局限性,必須根據(jù)具體條件選擇符合設(shè)計(jì)要求的軟土路基處理方法,才能取得理想的處治效果。對能達(dá)到處理效果的方法進(jìn)行使用階段技術(shù)可靠性、施工難易程度、工程造價、工期、對周圍環(huán)境影響等方面的綜合評比,確定最合理的軟土路基處理方案,并不在于技術(shù)的先進(jìn)與否。
【參考文獻(xiàn)】
[1]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).JTGD30-2004公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:人民交通出版社,2004.