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试析桥梁施工软弱地基的处理

2022-12-10 来源:爱站旅游
导读试析桥梁施工软弱地基的处理
试析桥梁施工软弱地基的处理

一、软弱地基之概述 (一)软弱地基之定义

通常而言,软弱地基是由杂填土、淤泥及淤泥质土、冲填土以及其他高压缩性土质等构成元素形成的地基集合体。这些地基不仅天然含水量大,而且承载力较低,在不同荷载作用下,很容易发生地基固结沉降或滑动等现象。《建筑地基基础设计规范》明确了软弱地基的构成,同时也指出,软弱地基系数相关人员在从事软弱地基结构设计工作时,应当对于软弱地基的构成元素是否达标进行规范、全面的考察、评估。现实中,部分建筑局部地基存在髙压缩性土层,因此,在项目设计之初就应当考虑局部软弱地基的问题。

(二)各个构成元素之分析

1、杂填土,即出现于较旧的工矿区或老城区的生活垃圾、建筑垃圾、工业废料等杂物的填土。由于杂填土成分复杂、分布不均、形成原因缺乏规律,所以,它的特征包括:种类繁多、有机质含量较多,性质不同、变形几率大,无规律可循。就同一建筑物地基内的杂填土而言,其压缩性和承载能力也因位置差异而迥然不同,究其原因,与杂填土的土质结构有关:土质松散、均匀性较差,变形几率大,而且具有浸水湿陷性。此外,经过髙压缩土饱和过程的松散粉细砂,也可以纳入软弱地基的范畴。在机械振动或地震载荷的重复作用下,松散粉细砂发生液化,但是进行基坑开挖作业时,往往存在管涌或流砂的现象,随着建筑物的重力逐渐下沉。

2、淤泥及淤泥质土,即经过缓慢流水或静水環境的沉积,在生物化学的作用下生成的饱和粘性土质,这类粘性土质天然含水量较高、抗压强度较低,呈现出软塑态或流塑态的土质状态。淤泥或淤泥质土通常具有至少1.0的天然孔隙比,其天然含水量往往高于液限,在生物化学作用下,淤泥或淤泥质土中产生有机质,此时,淤泥及淤泥质土的天然空隙范围将扩至1.0至1.5。所以说,判断是否为淤泥及淤泥质土,主要以天然空隙的大小为标准。

3、冲填土,多分布于江河两岸区域和沿海地带,通常经过水力冲填泥沙,沉积之后生成冲填土。鉴于冲填土分布区域的不同,其特性与土体颗粒的组成密切相关:具有含水量较高、压缩性较强、承载能力较低等软土性质。建筑工程的

设计也会因为冲填土的不同性质会有所差异。在土体含砂量较高时,冲填土牢固性较差,压缩性与承载能力等物理性能指标远远差于天然沉积土,因此不属于软弱地基,不适合进行建筑结构设计。

4、其它高压缩性土质,软弱地基除了上述土质以外,还包括膨胀土、湿陷性黄土、红粘土、盐渍土以及季节性冻土等高压缩性土质,在此类软弱地基上进行作业时,必须采取相关的地基处理措施。

二、处理桥梁施工中软弱地基之必要性

桥梁施工过程中,我们经常会遇到软弱地基的问题,软弱地基的有效处理对于桥梁施工具有重要意义:

1、通过改变软弱地基的含水量,提高软弱地基的承载能力,进而防止出现地基沉降不均匀,保障地基的稳定性。

2、采取有效的处理措施,降低、消除软弱地基的湿陷性、胀缩性,改善软弱地基的振动性,从而切实提高其抗震能力;随着软弱地基的透水性、抗变形性能、剪切性等特征的明显改善,确保软弱地基实效性的发挥。

三、处理桥梁施工中软弱地基之措施 (一)加固密实处理方法

1、动力固结处理方法,又称强夯法,主要适用于处理杂填土、碎石土以及粘性土、素填土等。具体步骤:使用8-30t的重锤,在 8-20m的落差范围内对软弱土质进行锤击,经过反复锤击,土质中的颗粒结构在锤击过程中产生的巨大冲击能量的作用下,变得更加紧密、严实,从而提高软弱地基的密实度。

2、排水挤密加固方法,当遇到含水量较高的软弱地基时,通过相应的途径排掉土体中的水分,方法如下:在软弱土层内插入排水管道,此时,水分可以经过排水管道从软弱土层中流出,软弱地基的凝结性能大大加强。在桥梁施工过程中,鉴于排水挤密加固处理方法的施工方便,且成本较低,因此被广泛应用于实践。

3、深层密实加固处理方法,即通过采用挤压、夯实以及振动、爆破等方法加密固结软弱地基。该方法与浅层加固方法颇为相似,但也存在着一定的区别:两者使用的机械设备不同,而且与浅层加固相比,深层密实加固处理方法应用的范围更为广泛。

4、高压喷射注浆处理方法,可以加强软弱地基的整体坚硬程度,即运用高压的力度,将强度和固结性比较好的材料(如,水泥)灌注到软弱地基之中。现实生活中,其适用范围包括:淤泥、粉土、粘土等含水量比较大的软弱土层。

(二)换填土处理方法

如果软弱土层较薄,其承载力无法满足桥梁设计的要求,在这种情况下,根据软弱土层的实际情况,首先挖掘部分软弱土层,选择需要换填的土体(灰土或砂石,粉煤灰或高炉干渣);换填土体完成以后,为了避免软弱地基可能出现沉降的情形,可以通过强夯提高软弱地基的密实程度,以求提高其承载能力。

(三)管桩加固处理方法

1、碎石桩加固处理方法,即在软弱土层上通过振动、冲击等方式进行打孔,然后将具有良好稳定性和固结性的砂石等挤压至软弱土层中,形成较好密实度的桩体,此时,桥梁施工的地基由原有的软弱地基和砂石桩共同组成,提高了软弱地基的承载能力。这种方法主要用于密度较低的杂填土、松散砂土、素填土以及粉土等。随着科技水平的发展,尽管碎石桩加固处理方法的成本较高,但是作为一种不错的软弱地基处理方法,施工单位经常运用。

2、与碎石桩加固处理方法相似,夯实水泥土桩处理法通过选用单一的土质材料与水泥配成比例,搅拌成为合格的水泥土质向桩内灌注;灌注之后进行夯实,从而形成密度均匀的水泥土桩。夯实水泥土状处理方法因其操作简便,施工成本低,施工周期相对较短等优势,其应用范围也愈加广泛。

3、作为一种新型的桥梁软弱地基处理方法,钢筋混凝土管桩处理法借助机械设备将混凝土浇筑管桩,在管桩内部,让混凝土与土体进行充分结合,增加管桩和土体之间的摩擦力,进而提高单根管桩的承载能力。鉴于成桩质量好,耐久性强,而且施工速度相对较快,钢筋混凝土管桩处理法广泛适用于桥梁施工过程中。

(四)加筋处理方法

加筋处理方法,简而言之,即在人工填土的堤坝或挡墙中铺设土工合成材料(如,钢筋混凝土、钢带),或者是在边坡内打入土锚、土钉等等。

结 语

在桥梁施工过程中,作为桥梁与地表的连接部分,地基的稳固对于确保其施工质量具有重要作用。然而,鉴于软弱地基含水量较大、承载能力较低,易发生沉降等特征,如果不对其进行正确处理,后果将不堪设想。

参考文献:

[1] 程素丽:“某城市桥梁软弱地基综合处理施工技术”,河北企业,2008年07期

[2] 李长智:“旋喷桩加固桥梁软弱地基工程技术探讨”,中小企业管理与科技(上旬刊). 2010年07期

[3] 陈建群:“桥梁软弱地基深层搅拌处理技术”,科技创新导报,2009年09期

[4] 戴良军,殷永高:“采用干振复合桩处理桥梁构造物下的软弱地基”,工程建设与档案. 2012年01期

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