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摘要：我国软土地基分布相对较为广泛，而在我国路桥建设事业的快速发展下，软土地基的加固处理也更为急迫和重要，施工技术人员应细致勘察软土地基物理化学性质，根据实际情况科学选取加固方案，以此来实现最佳效果。本文根据笔者工作实践，对道路桥梁施工中软弱地基处理的目的及软弱地基处理常见方法进行了探讨。
关键词：道路 桥梁 软弱 地基
中图分类号：U448文献标识码： A
正文：
1. 道路桥梁施工中软弱地基处理的目的
道路桥梁施工软弱地基主要从以下几个方面进行改善：（1）地基的振动特性得到改善，使抗震性能得到提高。（2）要对地基的透水特性得到改善。（3）要使地基的抗变形特性得到提高。（4）通过提高土体强度来改善剪切特性。(5)降低土的压缩性能,确保地基沉降量在允许的范围内;(6)减少或消除土的涨缩性和沉陷性造成的地基变形,保证构造物的正常使用;(7)改善土的动力性能,避免由于土的震动液化而使地基丧失稳定性。
2 道路桥梁施工中软弱地基处理常见方法
2 . 1 换填土处理方法
换填土法指的是在道路桥梁的地基不能满足所应有的稳定性与承载力的要求,并且软弱土层不是很厚时,对软弱土层全部或部分进行采挖,再根据实际情况分层换填稳定性好、强度较大的材料,例如高炉干渣、灰土、粉煤灰、砂石等,并进行强夯打压,加强地基的密实度,提高地基的承载能力,减 少沉降 量,加快软弱地基固结的速度,从而使原来的软弱地基在改造后符合施工设计的要求,确保建筑施工的安全。换填土处理法的原理是根据土层中的附加应力分布的规律,使软弱层承受较小应力,垫层承受上部较大应力。这种方法主要适用于淤泥质土、杂填土、素填土、湿陷性黄土地基或暗塘、暗沟等的浅表层处理。
2 . 2 密实加固方法
(1)动力固结法。动力固结法又称为强夯法。该夯实法适合于处理黏性土、杂填土、砂土、素填土、碎石土等地基,主要做法是采用8～30 t的重锤,通过8～20 m的落距施加巨大的冲击能量,多次、反复地夯击地面,调整土中颗粒结构,使地基土变得紧密严实,能够降低压缩性,最大限度地提高地基的强度。对于饱和粘性土地基,发展了动力固结置换方式,通过外部的夯打力,将强度高的材料强力挤入地基内,在施工地基中形成碎石墩,并和原有地基共同组成复合地基,提高地基承载力,减少沉降量。
(2)排水挤密加固。排水挤密加固处理主要适用于含水量高的江河湖海、沼泽等周围的软弱地基,采用特殊的方式排水吸水,例如,通过机械在软弱土层中插入塑料排水板,经过预压负荷的作用,使软弱地基里的水分沿着塑料板往上渗到砂垫层内,实现加固软弱地基的目的,进一步提高地基整体的承载能力。排水挤密加固法造价低、施工方便、加固处理效果好,且经验较为成熟,在工程建设中的运用越来越广。
(3)深层密实加固。深层密实加固指的是运用挤压、夯击、振动、爆破等方式,对软弱地基进行加密固结。这种方法和浅层加固方式相似,两者的不同点在于所使用的机械设备不同,另外,深层加密加固法适用的范围更广。
(4)高压喷射注浆法。高压喷射注浆主要是指运用高压的力度将固结性和强度较好的材料(粉煤灰、水泥等)向软弱地基深处进行注浆,从而提高整个地基强度。这种方法主要适用于粘土、粉土、淤泥等水分含量较多的软弱地基。
2.3孔内深层强夯法
孔内深层强夯法是我国地基处理技术在国际上拿到了尤里卡金奖，也是在国际上拿到的唯一金奖。这种方法就是采取首先在地基内成空，然后在孔内放入重锤，分层填料后强夯或者边加料边强夯。孔内深层强夯法与其他技术相比存在着不同的地方：孔内深层强夯法也就是地基深处的强夯是通过孔道进入的，自下而上利用异型重锤对填料进行强挤密、超压强、高动能的进行强夯作业在孔内深层进行，使孔内的填料对桩周土进行加固挤密同时沿竖向深层压密固结，对于不同的土质，要选取合适的工艺使桩体获得托盘状、扩大头、串珠状，有利于桩与桩之间增大摩阻力，桩间土的紧密咬合程度增加，承载力得到提高，地基通过处理刚度较为均匀；地基处理深度能够到达30米以上，不受地下水的影响，沉降变形小，变形模量高。孔内深层强夯法保护了环境，减少了污染，节省了工程投资，不用水泥、钢筋，变废为宝，通常选用建筑垃圾处理地基，用料比较广泛突破了多年的传统观念，是一种专利新技术。这种技术主要用于红粘土、膨胀土、风化岩、液化土、软弱土、湿陷性黄土、大厚度杂填土以及具有岩溶土洞、古墓、地下人防工事、硬夹层软硬不均等各种复杂疑难的地基处理。这种技术可以根据设计要求和地质情况，就地取材，例如混凝土、灰土、土夹石、粉煤灰、砂卵石、毛石、砂、素土、工业无毒废料、建筑碴土等材料都可以做成各种DDC桩。施工速度快，施工噪声低、地面振动小、施工质量比较容易得到控制，工程造价大幅度得到下降。单桩处理面积1.0m2~14.0m2，成桩直径0.6m~3.0m，可在危房改造居民区施工或者城区施工，不受季节限制，大量建筑垃圾很容易得到消耗等特点。
2 . 4 管桩加固方法
碎石桩加固方法。碎石桩加固主要是依靠冲击、振动等多种方式在软弱地基中打孔,将有良好固结性与稳定性的砂石、碎砂等在地基里挤压、填充,从而形成密实度好、直径较大的桩体。砂石桩和原来的软弱地基共同组成密实地基,提高地基的承受能力,减少地基变形。这种方法主要适用于密度比较低的粉土、松散砂土、粘性土、杂填土、素填土等地基。碎石桩加固法的成本较高,但随着经济的发展和技术研究的不断深入,碎石桩法的应用范围也逐渐扩大。夯实水泥土桩法：用土质材料在孔外充分拌和均匀制成水泥土,分层向孔内回填并强力夯实,制成均匀的水泥土桩,经过处理后,地基的强度和抗变形能力明显提高。这种方法施工操作简单、成本较低、施工周期短,在很多地方得到充分运用。钢筋混凝土管桩法：目前在道路桥梁的软弱地基处理中,现场灌注混凝土管桩是加固地基的新方法。在施工现场,运用专门的机械浇筑混凝土管桩,通过桩体内部和土体的结合,增加管桩和土体的摩擦力,从而使单根管桩的承载能力得到提高。钢筋混凝土管桩法具有施工进度快、成桩质量好、实用效果好、耐久性强、经济效益高等优点,此外,这种方法适用的土层较多,可以广泛运用于各种软弱地基的加固处理。
2 .5 加筋处理法
加筋法指的是将土工合成材料(或钢筋混凝土、钢条、钢带等)铺设在人工填土的路堤或者是挡墙内,或是在边坡内打入土钉、土锚等。这种人工复合土体能够加强整体的稳定程度,使整体不易变形,增强土体的抗剪、抗拉、抗压强度,提高地基承载力。
2 . 6 桥涵通道处软弱地基处理措施
在软弱地基的桥梁,因其基础埋置深厚,已经穿过了软土层,通常情况下没有很大的沉降。但在路堤和桥头接合的地方,由于沉降的差异很大,在车辆通道处往往会产生“切线抛出”现象,使车辆和人的安全受到很大的影响。在接合处的处理措施有:
(1)通道处、涵洞和路堤一样同时进行填筑施工,在桥台背使用渗水性能高的砂砾材料。(2)在这些人工构造物采取超载预压方法,在桥头两边引道80 m～100 m的范围内也用预压方式,以便加快固结速度,降低正式通车运行后过大的沉降量。(3)如果路堤过高,下方的软土层深厚,沉降量大,沉降时间长,而处理软弱地基所需成本过高、效果不佳时,可考虑改用桥梁跨过的方式。(4)桥台路堤的处理方法 :为了加快软弱地基固结速度,提高地基承受荷载能力,减少桥台和路基之间的沉降差,可在桥台处的一定范围内使用旋喷桩、粉喷、砂桩等对地基进行加固。(5)在涵洞與通道可采取钢筋混凝土箱形结构,同时采用扩大基础的方式,这种方法施工简单方便,而且成本较低。
3 结语
地基是构造物与地表的连接部分,软弱地基的承载力较小,在施工过程或竣工后都有可能很大的危害。对软弱地基的处理方法有很多,但由于各种软弱地基对道路桥梁施工的影响有所区别,每种方法的适应性有所不同。因此,在对软弱地基作处理时应当根据相关勘察资料,对地质条件做全面的分析,确定软弱地基性质,结合经济成本选择合适的处理方法。
参考文献
[1] 胡争耀.道路桥梁施工中的软弱地基处理[J].交通世界(建养·机械),2013,12(1):200-201.
[2] 崔思奇.关于建筑工程软弱地基处理方法的研究[J].内蒙古石油化工,2012,13( 6 ) : 1 5 - 1 6 .
[3] 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):78,9 3 .
[4] 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 ):10 4.
[5] 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
关键词：道路 桥梁 软弱 地基
中图分类号：U448文献标识码： A
正文：
1. 道路桥梁施工中软弱地基处理的目的
道路桥梁施工软弱地基主要从以下几个方面进行改善：（1）地基的振动特性得到改善，使抗震性能得到提高。（2）要对地基的透水特性得到改善。（3）要使地基的抗变形特性得到提高。（4）通过提高土体强度来改善剪切特性。(5)降低土的压缩性能,确保地基沉降量在允许的范围内;(6)减少或消除土的涨缩性和沉陷性造成的地基变形,保证构造物的正常使用;(7)改善土的动力性能,避免由于土的震动液化而使地基丧失稳定性。
2 道路桥梁施工中软弱地基处理常见方法
2 . 1 换填土处理方法
换填土法指的是在道路桥梁的地基不能满足所应有的稳定性与承载力的要求,并且软弱土层不是很厚时,对软弱土层全部或部分进行采挖,再根据实际情况分层换填稳定性好、强度较大的材料,例如高炉干渣、灰土、粉煤灰、砂石等,并进行强夯打压,加强地基的密实度,提高地基的承载能力,减 少沉降 量,加快软弱地基固结的速度,从而使原来的软弱地基在改造后符合施工设计的要求,确保建筑施工的安全。换填土处理法的原理是根据土层中的附加应力分布的规律,使软弱层承受较小应力,垫层承受上部较大应力。这种方法主要适用于淤泥质土、杂填土、素填土、湿陷性黄土地基或暗塘、暗沟等的浅表层处理。
2 . 2 密实加固方法
(1)动力固结法。动力固结法又称为强夯法。该夯实法适合于处理黏性土、杂填土、砂土、素填土、碎石土等地基,主要做法是采用8～30 t的重锤,通过8～20 m的落距施加巨大的冲击能量,多次、反复地夯击地面,调整土中颗粒结构,使地基土变得紧密严实,能够降低压缩性,最大限度地提高地基的强度。对于饱和粘性土地基,发展了动力固结置换方式,通过外部的夯打力,将强度高的材料强力挤入地基内,在施工地基中形成碎石墩,并和原有地基共同组成复合地基,提高地基承载力,减少沉降量。
(2)排水挤密加固。排水挤密加固处理主要适用于含水量高的江河湖海、沼泽等周围的软弱地基,采用特殊的方式排水吸水,例如,通过机械在软弱土层中插入塑料排水板,经过预压负荷的作用,使软弱地基里的水分沿着塑料板往上渗到砂垫层内,实现加固软弱地基的目的,进一步提高地基整体的承载能力。排水挤密加固法造价低、施工方便、加固处理效果好,且经验较为成熟,在工程建设中的运用越来越广。
(3)深层密实加固。深层密实加固指的是运用挤压、夯击、振动、爆破等方式,对软弱地基进行加密固结。这种方法和浅层加固方式相似,两者的不同点在于所使用的机械设备不同,另外,深层加密加固法适用的范围更广。
(4)高压喷射注浆法。高压喷射注浆主要是指运用高压的力度将固结性和强度较好的材料(粉煤灰、水泥等)向软弱地基深处进行注浆,从而提高整个地基强度。这种方法主要适用于粘土、粉土、淤泥等水分含量较多的软弱地基。
2.3孔内深层强夯法
孔内深层强夯法是我国地基处理技术在国际上拿到了尤里卡金奖，也是在国际上拿到的唯一金奖。这种方法就是采取首先在地基内成空，然后在孔内放入重锤，分层填料后强夯或者边加料边强夯。孔内深层强夯法与其他技术相比存在着不同的地方：孔内深层强夯法也就是地基深处的强夯是通过孔道进入的，自下而上利用异型重锤对填料进行强挤密、超压强、高动能的进行强夯作业在孔内深层进行，使孔内的填料对桩周土进行加固挤密同时沿竖向深层压密固结，对于不同的土质，要选取合适的工艺使桩体获得托盘状、扩大头、串珠状，有利于桩与桩之间增大摩阻力，桩间土的紧密咬合程度增加，承载力得到提高，地基通过处理刚度较为均匀；地基处理深度能够到达30米以上，不受地下水的影响，沉降变形小，变形模量高。孔内深层强夯法保护了环境，减少了污染，节省了工程投资，不用水泥、钢筋，变废为宝，通常选用建筑垃圾处理地基，用料比较广泛突破了多年的传统观念，是一种专利新技术。这种技术主要用于红粘土、膨胀土、风化岩、液化土、软弱土、湿陷性黄土、大厚度杂填土以及具有岩溶土洞、古墓、地下人防工事、硬夹层软硬不均等各种复杂疑难的地基处理。这种技术可以根据设计要求和地质情况，就地取材，例如混凝土、灰土、土夹石、粉煤灰、砂卵石、毛石、砂、素土、工业无毒废料、建筑碴土等材料都可以做成各种DDC桩。施工速度快，施工噪声低、地面振动小、施工质量比较容易得到控制，工程造价大幅度得到下降。单桩处理面积1.0m2~14.0m2，成桩直径0.6m~3.0m，可在危房改造居民区施工或者城区施工，不受季节限制，大量建筑垃圾很容易得到消耗等特点。
2 . 4 管桩加固方法
碎石桩加固方法。碎石桩加固主要是依靠冲击、振动等多种方式在软弱地基中打孔,将有良好固结性与稳定性的砂石、碎砂等在地基里挤压、填充,从而形成密实度好、直径较大的桩体。砂石桩和原来的软弱地基共同组成密实地基,提高地基的承受能力,减少地基变形。这种方法主要适用于密度比较低的粉土、松散砂土、粘性土、杂填土、素填土等地基。碎石桩加固法的成本较高,但随着经济的发展和技术研究的不断深入,碎石桩法的应用范围也逐渐扩大。夯实水泥土桩法：用土质材料在孔外充分拌和均匀制成水泥土,分层向孔内回填并强力夯实,制成均匀的水泥土桩,经过处理后,地基的强度和抗变形能力明显提高。这种方法施工操作简单、成本较低、施工周期短,在很多地方得到充分运用。钢筋混凝土管桩法：目前在道路桥梁的软弱地基处理中,现场灌注混凝土管桩是加固地基的新方法。在施工现场,运用专门的机械浇筑混凝土管桩,通过桩体内部和土体的结合,增加管桩和土体的摩擦力,从而使单根管桩的承载能力得到提高。钢筋混凝土管桩法具有施工进度快、成桩质量好、实用效果好、耐久性强、经济效益高等优点,此外,这种方法适用的土层较多,可以广泛运用于各种软弱地基的加固处理。
2 .5 加筋处理法
加筋法指的是将土工合成材料(或钢筋混凝土、钢条、钢带等)铺设在人工填土的路堤或者是挡墙内,或是在边坡内打入土钉、土锚等。这种人工复合土体能够加强整体的稳定程度,使整体不易变形,增强土体的抗剪、抗拉、抗压强度,提高地基承载力。
2 . 6 桥涵通道处软弱地基处理措施
在软弱地基的桥梁,因其基础埋置深厚,已经穿过了软土层,通常情况下没有很大的沉降。但在路堤和桥头接合的地方,由于沉降的差异很大,在车辆通道处往往会产生“切线抛出”现象,使车辆和人的安全受到很大的影响。在接合处的处理措施有:
(1)通道处、涵洞和路堤一样同时进行填筑施工,在桥台背使用渗水性能高的砂砾材料。(2)在这些人工构造物采取超载预压方法,在桥头两边引道80 m～100 m的范围内也用预压方式,以便加快固结速度,降低正式通车运行后过大的沉降量。(3)如果路堤过高,下方的软土层深厚,沉降量大,沉降时间长,而处理软弱地基所需成本过高、效果不佳时,可考虑改用桥梁跨过的方式。(4)桥台路堤的处理方法 :为了加快软弱地基固结速度,提高地基承受荷载能力,减少桥台和路基之间的沉降差,可在桥台处的一定范围内使用旋喷桩、粉喷、砂桩等对地基进行加固。(5)在涵洞與通道可采取钢筋混凝土箱形结构,同时采用扩大基础的方式,这种方法施工简单方便,而且成本较低。
3 结语
地基是构造物与地表的连接部分,软弱地基的承载力较小,在施工过程或竣工后都有可能很大的危害。对软弱地基的处理方法有很多,但由于各种软弱地基对道路桥梁施工的影响有所区别,每种方法的适应性有所不同。因此,在对软弱地基作处理时应当根据相关勘察资料,对地质条件做全面的分析,确定软弱地基性质,结合经济成本选择合适的处理方法。
参考文献
[1] 胡争耀.道路桥梁施工中的软弱地基处理[J].交通世界(建养·机械),2013,12(1):200-201.
[2] 崔思奇.关于建筑工程软弱地基处理方法的研究[J].内蒙古石油化工,2012,13( 6 ) : 1 5 - 1 6 .
[3] 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):78,9 3 .
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[5] 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