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【摘 要】 本文作者从影响高等级公路地基处理着手,简述地基处理对岩土工程勘察的要求和对地基处理的方法分类、原理及其应用范围;地基处理选择的原则等。
【关键词】 高速公路桥梁;地基;处理技术
高等级公路在地基处理方面非常具有挑战性、挑战与机遇并存。可以相信在不远的将来,高等级公路地基处理会在普及的基础上得到较大的提高,发展到一个新的水平,虽说某一种地基处理方法在实际的施工中还有其适用范围、局限性和优缺点。但只有根据各个工程点的特征、地质条件、环境及施工条件等因素综合考虑,因地制宜是选用某一种或几种地基处理方法的重要原则,才能取得更大的技术经济效益。
1 地基处理前对岩土工程勘察的要求
进行勘察前前应充分搜集已有的岩土工程勘察资料,该地区经常采用的地基处理方法,根据建筑物的类型、基础埋深,对地基承载力和变形的要求,分析可能采用的地基处理的类型,编制勘察纲要时要做到有的放矢,兼顾可能采用的地基处理方案。
2 高速公路地基处理过程中的施工质量要求
2.1具备充足的水温稳定性能
高速公路的地基在地下水以及地面水的同步作用下,地基自身的強度肯定会每况愈下。基于此,要确保在不良的水温情况下,强度不会出现明显地下降,这便应使地基呈现特定的水温平稳性。
2.2要有一定的强度
为了有效地保障地基在外力条件下,不会呈现超越特定范围内的形变现象,路基的强度要合乎标准规定。
2.3稳定性需较强
为有效地防范路基结构在交通负载量过大等因素下的整体失衡,出现形变或者损坏,需采取行之有效的策略确保地基整体结构的平稳性。
3 地基处理的方法分类、原理及其应用范围:
地基处理的方法有:换土垫层法、挤泥置换法、强夯置换法、砂石桩(置换法)、挤密砂石桩置换法、强夯法、真空预压法、深层搅拌法、高压喷射注浆法、石灰桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、桩锤冲扩桩法等。
3.1换土垫层法:将软土或不良土开挖至一定的深度,回填抗剪强度较大,压缩性较小的土,如:砂、砾、石灰、灰土等,并分层夯实,形成双层地基。垫层能有效扩散基层压力,提高地基承载力。它的地基处理造价比桩基造价要低,并且效果很好,建成的的构造物的沉降量大大小于预估值。(适用于各种软弱土地基)。
3.2挤淤置换法:通过抛石或夯击回填碎石置换淤泥达到加固地基的目的。(适用于厚度较小的淤泥地基)。
3.3强夯置换法;利用震冲器在高压水流作用下边震边冲在地基中成孔,在孔中填入碎石、卵石等粗粒料且震密成碎石桩。碎石桩与桩间土形成复合地基。以提高承载力,减少沉降。(适用于不排水抗剪不少于20KPa的黏性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基)。
3.4砂石桩(置换法):在软黏土地基中采用沉管法或其他方法设置密度的砂桩或碎石桩,置换同体积的黏性土形成砂石桩复合地基,以提高地基承载力,同时砂石桩还可以同砂井一样起排水作用,已加速地基土固结。(适用于软黏土地基)。
3.5挤密砂石桩桩法:采用沉管法或其它方法在地基设置砂桩,碎石桩,在成桩过程中对周围土层产生挤密的桩间和砂石桩形成复合地基,达到提高地基承载力和减少沉降的目的。(适用于杂填土、松砂土非饱和黏性土、黄土地基的加固)。
3.6强夯法:采用质量为(10——40)T的夯锤从高处落下,地基土在抢夯的冲击力和振动力作用下密实,这样可以提高承载力,减少沉降。(适用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土和黏性土、湿限性黄土、杂填土和素土等地基)。
3.7真空预压法:在饱和软黏土地集中设置竖向排水通道(砂井或朔料排水带等)和砂垫层,在其上覆盖不透气密封膜。通过埋设于砂垫层的抽水管进行长时间不断抽气和水,使砂垫层和砂井造成负气压,而使软黏土层排水固结。负气压形成的当量预压荷载可以叠加计算。(适用于软黏土、粉土、杂填土、冲填土、泥灰土地基等)。
3.8深层搅拌法:利用深层搅拌机将水泥或地基土原位搅拌形成圆柱状,格栅状或连续墙水泥土增强体,形成复合地基以提高地基承载力,减少沉降。深层搅拌法分喷浆搅拌法和喷粉搅拌法两种。也可用它形成防渗帷幕。(淤泥、淤泥质土和含水量较高地基承载力标准值不大于120KPa的黏性土、粉土等软土地基,用于处理泥炭土或地下水具有腐蚀性时宜通过试验确定其适用性)。
3.9高压喷射注浆法:利用钻机将带有喷嘴的注浆管钻进预定位置,然后用20kPa左右的浆液或水的高压流冲切土体,用浆液置换部分土体,形成水泥土增强体。高压喷射注浆法有单管法、二重管法、三重管法。在喷射浆液的同时通过旋转、提升可形成定喷、摆喷和旋喷。高压喷射注浆可形成复合地基以提高承载力,减少沉降,也可用它形成防渗帷幕。(适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基,或有机质含量较高时应通过试验确定其适用性)。
3.10石灰桩法:采用机械或人工方式成孔,在孔内填入(夯实)生石灰或生石灰与其它掺和料(粉煤灰,火山灰,工业废料)的拌合料,经夯实(或震密)后形成柱体。石灰桩与桩间土形成复合地基。(适用于饱和黏性土、淤泥、淤泥质土、素填土和杂填土地基)。
3.11水泥粉煤灰碎石桩法:是由水泥、粉煤碎石、石硝或砂加水拌和形成的高粘结强度桩,桩体强度C5—C25,桩、桩间土与褥垫层共同构成的复合地基,它具有很高的承载力。(适用于杂填土、素填土、粉土、砂土等)。
3.12桩锤冲扩桩法:通过人工成孔、或螺旋钻成孔、或振动沉管成孔、或柱锤冲击成孔,填入碎石、矿渣、灰土、水泥加土、渣土、或CFG料,分层夯击,夯扩桩体,挤密桩间土,形成复合地基以提高地基承载力减少沉降。(适用于杂填土、粉土、黏性土、素填土和黄土地基)。 以上简述为地基处理的常用方法,但每一种处理方法都不是万能的,这还需要我们在实际的公路工程的建设中不断去探索和改进,取长补短,只要某种方法在地基处理中做到安全适用、技术先进、经济合理、保证速度、确保质量、保护环境等,这才是最根本的目的。
4 高速公路地基施工质量管理控制措施
4.1强化高速公路填筑原材料的质量控制
在高速公路的地基施工途中,科学选取回填土质材料至关重要,因此要选用高强度的优质原料。假若土料的密实性能较为地下,假若运用纤细的土沙粒,则公路项目工程的孔隙率便会跟期望值相差甚远,然而,在很长一段时间以内,粗粒土自身的压实性能还是相当不错的。不过在地基处理的施工过程中,则应坚持具体问题具体分析的科学原则,将环境要素考虑在内,土质也会有所差异,这时候就应想到使用巨粒土的渗透、分配实验来进一步使用。
4.2建立健全施工质量保障体系,推进地基施工的制度化、规范化进程
高速公路地基施工能否正常开展,在很大层面上取决于质保体系的严密程度。换一种方式思考,如若施工部门单位没能构筑完善的质量保证体系,则会直接致使工程效益低下,也会轻易地出现返工现象,工程的质量面临严重地安全风险,给施工的进度和企业的名誉带来负面效应,降低工程项目的经济效益。
基于此,施工部门健全细致周密的质量保障体系刻不容缓,这也是推进高速公路地基施工现代化的必由之路,更是施工企业赢得长远利润的关键所在。诚然,质保体系绝非停留于表面,而需在施工的实践中加以自觉地强化和落实,使其切实有效地发挥显著的效能。同时,施工企业要依照此项要求,充分调动各部门的管理职能,健全激励机制和奖惩机制,有的放矢地动员全体施工者投身于工程施工的实际当中,并赋予每一位参与施工的职员相应的施工管理权限,最大限度地保障施工质量的彻底完成,为工程增光添彩。
4.3科学选用施工器械与设备,顺利完成工程任务
在施工中,需紧密依据不同的环境和地段,选择不一样的施工方略,并采用合理的施工设备。在筑基时,添土时要根据施工现场开展分层次填筑工作,需使用专业的碾压机械进行密实的碾压工作。假若地质构造异常复杂,需对公路地基的可承受能力做一番周密地检测,并根据检测后的结果采取对应的策略:台背填土、沟壑要管控好每一层的厚度以及填料的量,碾压的时候应密实,地基施工时应维持施工的质量,切忌忽略重点方位,而是要将公路地基的质量限定在可控范围以内,以便于充分提升地基的整体平稳性能,A待强度符合设计的标准后再另行地基施工。
4.4施工阶段应推动流水作业的有序开展
诚然,流水作业作为一种施工管理的常见方法,已被广泛地应用于高速公路地基施工中,这种方法的主要特征便是施工进度较快、易管理控制、施工投入的成本较为低廉。但在很长一段时期内,因公路地基施工工程的填筑层次不统一,外加以公路的构造物、池塘、施工沿线待拆房屋等多种阻碍,致使流水作业未能实质性的施行。针对于公路的地基施工,流水作业终极目标不外乎地基符合设计标高的地段的连续特性,并为公路路面的框架层施工奠定扎实地基础,所以说,要想更好地助推流水作业,就应善于破除点的影响与制约,并针对特定的地段采行对应的策略。
4.5做好公路地基的日常管护、养护工作
公路地基的每一部分均应维持完整的状态,并尽量确保每一个部位的尺寸合乎既定规范,杜绝形变与损害;要按时清理排水硬件设施中的杂物或可导致其堵塞的漂流物,推进排水系统的畅通;路肩的横坡要适度、边缘可跟路面有序衔接,表面要维持必要的整洁,以避免缺口以及塌陷等质量通病。
5 结束语
公路工程是我國基础设施建设的重要内容,近年来我国公路建设得到飞速发展,是我国经济发展的一大支柱。高等级公路建设发展突飞猛进。但是高等级公路的提高的同时地基处理遇到了各类问题也日益增多,在施工中对地基处理研究的要求越来越高。
参考文献:
[1]朱兆岭.公路质量管理四大功能[J].中国建设信息,2012,(01).
[2]陶伟.国家公路质量管理奖将重新登台[J].城市质量监督,2013,(12).
[3]孙德荣.浅析高速公路软弱地基处理技术[J].北方交通,2010,(01).
【关键词】 高速公路桥梁;地基;处理技术
高等级公路在地基处理方面非常具有挑战性、挑战与机遇并存。可以相信在不远的将来,高等级公路地基处理会在普及的基础上得到较大的提高,发展到一个新的水平,虽说某一种地基处理方法在实际的施工中还有其适用范围、局限性和优缺点。但只有根据各个工程点的特征、地质条件、环境及施工条件等因素综合考虑,因地制宜是选用某一种或几种地基处理方法的重要原则,才能取得更大的技术经济效益。
1 地基处理前对岩土工程勘察的要求
进行勘察前前应充分搜集已有的岩土工程勘察资料,该地区经常采用的地基处理方法,根据建筑物的类型、基础埋深,对地基承载力和变形的要求,分析可能采用的地基处理的类型,编制勘察纲要时要做到有的放矢,兼顾可能采用的地基处理方案。
2 高速公路地基处理过程中的施工质量要求
2.1具备充足的水温稳定性能
高速公路的地基在地下水以及地面水的同步作用下,地基自身的強度肯定会每况愈下。基于此,要确保在不良的水温情况下,强度不会出现明显地下降,这便应使地基呈现特定的水温平稳性。
2.2要有一定的强度
为了有效地保障地基在外力条件下,不会呈现超越特定范围内的形变现象,路基的强度要合乎标准规定。
2.3稳定性需较强
为有效地防范路基结构在交通负载量过大等因素下的整体失衡,出现形变或者损坏,需采取行之有效的策略确保地基整体结构的平稳性。
3 地基处理的方法分类、原理及其应用范围:
地基处理的方法有:换土垫层法、挤泥置换法、强夯置换法、砂石桩(置换法)、挤密砂石桩置换法、强夯法、真空预压法、深层搅拌法、高压喷射注浆法、石灰桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、桩锤冲扩桩法等。
3.1换土垫层法:将软土或不良土开挖至一定的深度,回填抗剪强度较大,压缩性较小的土,如:砂、砾、石灰、灰土等,并分层夯实,形成双层地基。垫层能有效扩散基层压力,提高地基承载力。它的地基处理造价比桩基造价要低,并且效果很好,建成的的构造物的沉降量大大小于预估值。(适用于各种软弱土地基)。
3.2挤淤置换法:通过抛石或夯击回填碎石置换淤泥达到加固地基的目的。(适用于厚度较小的淤泥地基)。
3.3强夯置换法;利用震冲器在高压水流作用下边震边冲在地基中成孔,在孔中填入碎石、卵石等粗粒料且震密成碎石桩。碎石桩与桩间土形成复合地基。以提高承载力,减少沉降。(适用于不排水抗剪不少于20KPa的黏性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基)。
3.4砂石桩(置换法):在软黏土地基中采用沉管法或其他方法设置密度的砂桩或碎石桩,置换同体积的黏性土形成砂石桩复合地基,以提高地基承载力,同时砂石桩还可以同砂井一样起排水作用,已加速地基土固结。(适用于软黏土地基)。
3.5挤密砂石桩桩法:采用沉管法或其它方法在地基设置砂桩,碎石桩,在成桩过程中对周围土层产生挤密的桩间和砂石桩形成复合地基,达到提高地基承载力和减少沉降的目的。(适用于杂填土、松砂土非饱和黏性土、黄土地基的加固)。
3.6强夯法:采用质量为(10——40)T的夯锤从高处落下,地基土在抢夯的冲击力和振动力作用下密实,这样可以提高承载力,减少沉降。(适用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土和黏性土、湿限性黄土、杂填土和素土等地基)。
3.7真空预压法:在饱和软黏土地集中设置竖向排水通道(砂井或朔料排水带等)和砂垫层,在其上覆盖不透气密封膜。通过埋设于砂垫层的抽水管进行长时间不断抽气和水,使砂垫层和砂井造成负气压,而使软黏土层排水固结。负气压形成的当量预压荷载可以叠加计算。(适用于软黏土、粉土、杂填土、冲填土、泥灰土地基等)。
3.8深层搅拌法:利用深层搅拌机将水泥或地基土原位搅拌形成圆柱状,格栅状或连续墙水泥土增强体,形成复合地基以提高地基承载力,减少沉降。深层搅拌法分喷浆搅拌法和喷粉搅拌法两种。也可用它形成防渗帷幕。(淤泥、淤泥质土和含水量较高地基承载力标准值不大于120KPa的黏性土、粉土等软土地基,用于处理泥炭土或地下水具有腐蚀性时宜通过试验确定其适用性)。
3.9高压喷射注浆法:利用钻机将带有喷嘴的注浆管钻进预定位置,然后用20kPa左右的浆液或水的高压流冲切土体,用浆液置换部分土体,形成水泥土增强体。高压喷射注浆法有单管法、二重管法、三重管法。在喷射浆液的同时通过旋转、提升可形成定喷、摆喷和旋喷。高压喷射注浆可形成复合地基以提高承载力,减少沉降,也可用它形成防渗帷幕。(适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基,或有机质含量较高时应通过试验确定其适用性)。
3.10石灰桩法:采用机械或人工方式成孔,在孔内填入(夯实)生石灰或生石灰与其它掺和料(粉煤灰,火山灰,工业废料)的拌合料,经夯实(或震密)后形成柱体。石灰桩与桩间土形成复合地基。(适用于饱和黏性土、淤泥、淤泥质土、素填土和杂填土地基)。
3.11水泥粉煤灰碎石桩法:是由水泥、粉煤碎石、石硝或砂加水拌和形成的高粘结强度桩,桩体强度C5—C25,桩、桩间土与褥垫层共同构成的复合地基,它具有很高的承载力。(适用于杂填土、素填土、粉土、砂土等)。
3.12桩锤冲扩桩法:通过人工成孔、或螺旋钻成孔、或振动沉管成孔、或柱锤冲击成孔,填入碎石、矿渣、灰土、水泥加土、渣土、或CFG料,分层夯击,夯扩桩体,挤密桩间土,形成复合地基以提高地基承载力减少沉降。(适用于杂填土、粉土、黏性土、素填土和黄土地基)。 以上简述为地基处理的常用方法,但每一种处理方法都不是万能的,这还需要我们在实际的公路工程的建设中不断去探索和改进,取长补短,只要某种方法在地基处理中做到安全适用、技术先进、经济合理、保证速度、确保质量、保护环境等,这才是最根本的目的。
4 高速公路地基施工质量管理控制措施
4.1强化高速公路填筑原材料的质量控制
在高速公路的地基施工途中,科学选取回填土质材料至关重要,因此要选用高强度的优质原料。假若土料的密实性能较为地下,假若运用纤细的土沙粒,则公路项目工程的孔隙率便会跟期望值相差甚远,然而,在很长一段时间以内,粗粒土自身的压实性能还是相当不错的。不过在地基处理的施工过程中,则应坚持具体问题具体分析的科学原则,将环境要素考虑在内,土质也会有所差异,这时候就应想到使用巨粒土的渗透、分配实验来进一步使用。
4.2建立健全施工质量保障体系,推进地基施工的制度化、规范化进程
高速公路地基施工能否正常开展,在很大层面上取决于质保体系的严密程度。换一种方式思考,如若施工部门单位没能构筑完善的质量保证体系,则会直接致使工程效益低下,也会轻易地出现返工现象,工程的质量面临严重地安全风险,给施工的进度和企业的名誉带来负面效应,降低工程项目的经济效益。
基于此,施工部门健全细致周密的质量保障体系刻不容缓,这也是推进高速公路地基施工现代化的必由之路,更是施工企业赢得长远利润的关键所在。诚然,质保体系绝非停留于表面,而需在施工的实践中加以自觉地强化和落实,使其切实有效地发挥显著的效能。同时,施工企业要依照此项要求,充分调动各部门的管理职能,健全激励机制和奖惩机制,有的放矢地动员全体施工者投身于工程施工的实际当中,并赋予每一位参与施工的职员相应的施工管理权限,最大限度地保障施工质量的彻底完成,为工程增光添彩。
4.3科学选用施工器械与设备,顺利完成工程任务
在施工中,需紧密依据不同的环境和地段,选择不一样的施工方略,并采用合理的施工设备。在筑基时,添土时要根据施工现场开展分层次填筑工作,需使用专业的碾压机械进行密实的碾压工作。假若地质构造异常复杂,需对公路地基的可承受能力做一番周密地检测,并根据检测后的结果采取对应的策略:台背填土、沟壑要管控好每一层的厚度以及填料的量,碾压的时候应密实,地基施工时应维持施工的质量,切忌忽略重点方位,而是要将公路地基的质量限定在可控范围以内,以便于充分提升地基的整体平稳性能,A待强度符合设计的标准后再另行地基施工。
4.4施工阶段应推动流水作业的有序开展
诚然,流水作业作为一种施工管理的常见方法,已被广泛地应用于高速公路地基施工中,这种方法的主要特征便是施工进度较快、易管理控制、施工投入的成本较为低廉。但在很长一段时期内,因公路地基施工工程的填筑层次不统一,外加以公路的构造物、池塘、施工沿线待拆房屋等多种阻碍,致使流水作业未能实质性的施行。针对于公路的地基施工,流水作业终极目标不外乎地基符合设计标高的地段的连续特性,并为公路路面的框架层施工奠定扎实地基础,所以说,要想更好地助推流水作业,就应善于破除点的影响与制约,并针对特定的地段采行对应的策略。
4.5做好公路地基的日常管护、养护工作
公路地基的每一部分均应维持完整的状态,并尽量确保每一个部位的尺寸合乎既定规范,杜绝形变与损害;要按时清理排水硬件设施中的杂物或可导致其堵塞的漂流物,推进排水系统的畅通;路肩的横坡要适度、边缘可跟路面有序衔接,表面要维持必要的整洁,以避免缺口以及塌陷等质量通病。
5 结束语
公路工程是我國基础设施建设的重要内容,近年来我国公路建设得到飞速发展,是我国经济发展的一大支柱。高等级公路建设发展突飞猛进。但是高等级公路的提高的同时地基处理遇到了各类问题也日益增多,在施工中对地基处理研究的要求越来越高。
参考文献:
[1]朱兆岭.公路质量管理四大功能[J].中国建设信息,2012,(01).
[2]陶伟.国家公路质量管理奖将重新登台[J].城市质量监督,2013,(12).
[3]孙德荣.浅析高速公路软弱地基处理技术[J].北方交通,2010,(01).