盛永燦++潘立新
[摘 要]近年來,伴隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展以及大力開展城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作口號的落實,市政道路工程施工建設(shè)正在如火如荼的進(jìn)行著。在許多城市道路的施工建設(shè)中,軟土地區(qū)的施工較為廣泛,如何做好這一區(qū)域的地基加固工作越來越重要,已成為衡量整個道路工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵所在。在這種時代背景下,軟土地區(qū)施工加固技術(shù)得到了廣泛的重視,已經(jīng)形成了許多加工新方法、新措施,有必要對軟基加固技術(shù)進(jìn)行研究和分析。
[關(guān)鍵詞]市政道路;軟基加固;技術(shù)
中圖分類號:U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)09-0176-01
1 道路軟土地基處理的一般原則
對于軟土地基的處理,要優(yōu)先現(xiàn)有天然材料,如建筑垃、工業(yè)廢料等符合填充標(biāo)準(zhǔn)的材料進(jìn)行地基的加固;有機(jī)含量較多或者帶有腐蝕性的工業(yè)垃圾等不適合用于地基的加固。軟土地基的處理要達(dá)到以下的目的:加固地基,增加其抗剪性和減少下沉;改善軟土的動力性能,防治軟土地基出現(xiàn)震動變形或液化;降低軟土地基的壓縮性,控制沉降在合理范圍內(nèi);降低地基的滲透性,防治出現(xiàn)滲流造成地基的破壞。
2 市政道路施工的軟基加固技術(shù)
2.1 粉煤灰碎石樁法
粉煤灰碎石樁(CFG)法是由碎石、石屑(或砂)、粉煤灰摻適量水泥加水?dāng)嚢韬笮纬筛唣そY(jié)強(qiáng)度樁,樁與樁間土和褥墊層一起形成的復(fù)合地基。它的主要優(yōu)點在于強(qiáng)度好,有良好的和易性、流動性以及混凝土灌注簡便等,還能節(jié)省水泥及砂的用量,減少了對環(huán)境的污染。值得注意的是:本工藝在施工中出現(xiàn)的最多故障就是在泵送混凝土?xí)r中途堵管,壓力過高時,輸料管會發(fā)生爆裂。
2.2 換填置換法
換填置換法,既是在勘察數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,對一定范圍和一定深度范圍內(nèi)的軟土地基進(jìn)行置換,置換的材料一般為強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好的其他物理材料,如砂石、石灰等,以達(dá)到改良地基或者形成雙層地基,起到地基加固或者減小下沉的效果。置換法的軟土地基處理方式,需要有以下幾點需要注意:一是選用的換填材料要根據(jù)施工地實際的情況進(jìn)行選擇,要符合相關(guān)規(guī)定和道路建設(shè)的要求,這樣才可保證軟土地基加固的實施是合理有效的。二是置換過程中,要逐層換填加固,逐層壓實,用機(jī)械碾壓等方法使之達(dá)到建筑要求的壓實度。三是換填的深度和面積要經(jīng)過正確的計算。
2.3 現(xiàn)澆混凝土管樁施工技術(shù)
現(xiàn)澆混凝土管樁技術(shù)作為我國現(xiàn)階段一個重要的施工技術(shù),結(jié)合了很多施工技術(shù)的優(yōu)點,既有振動沉管樁和預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的優(yōu)點,又有振動沉模壁防滲墻等優(yōu)良的技術(shù)優(yōu)勢?,F(xiàn)澆混凝土管樁技術(shù)的管樁樁身強(qiáng)度相對比較高,樁身直徑可以達(dá)到1.5米左右,有效加固深度甚至可以達(dá)到25米以上。
2.4 水泥攪拌樁加固技術(shù)
水泥土攪拌樁技術(shù)適用于加固飽和軟土地基,它的原理將水泥作為固化劑通過特制的攪拌機(jī)械,在地基深處將軟土和固化劑強(qiáng)制攪拌產(chǎn)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng)而形成一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)地基來提高承載力和增大變形模量。其具體施工方法有:首先,放好攪拌樁樁位,移動攪拌樁機(jī)到達(dá)指定樁位,對中、調(diào)平(用水準(zhǔn)儀調(diào)平),采用經(jīng)緯儀或吊線錘雙向控制導(dǎo)向架垂直度(垂直度小于1.0%樁長);其次,在攪拌機(jī)預(yù)攪下沉的同時,后臺拌制水泥漿液,在壓漿前將漿液放入集料斗中。選用普通硅酸水泥拌制漿液,水灰比控制在0.45~0.50之間,按照設(shè)計要求每米深層攪拌樁水泥用量不少于50kg;啟動深層攪拌樁機(jī)轉(zhuǎn)盤,待攪拌頭轉(zhuǎn)速正常后,方可使鉆桿沿導(dǎo)向架邊下沉邊攪拌,下沉速度可通過檔位調(diào)控,工作電流不應(yīng)大于額定值;啟動深層攪拌樁機(jī)轉(zhuǎn)盤,待攪拌頭轉(zhuǎn)速正常后,方可使鉆桿沿導(dǎo)向架邊下沉邊攪拌,下沉速度可通過檔位調(diào)控,工作電流不應(yīng)大于額定值;下沉到達(dá)設(shè)計深度后,開啟灰漿泵,通過管路送漿至攪拌頭出漿口,出漿后啟動攪拌樁機(jī)及拉緊鏈條裝置,按設(shè)計確定的提升速度(0.50~0.80m/min)邊噴漿攪拌邊提升鉆桿,使?jié){液和土體充分拌和;攪拌鉆頭提升至樁頂以上500mm高后,關(guān)閉灰漿泵,重復(fù)攪拌下沉至設(shè)計深度,下沉速度按設(shè)計要求進(jìn)行;下沉到達(dá)設(shè)計深度后,噴漿重復(fù)攪拌提升,一直提升至地面;最后,施工完一根樁后,移動樁機(jī)至下一根樁位,重復(fù)以上步驟進(jìn)行下一根樁的施工。其主要特點:干燥的固化材料能吸收一部分軟土地基中的水分而達(dá)到更好的效果;固化材料在攪拌過程中能依靠軟土水分的黏性黏附到空隙內(nèi)部達(dá)到均勻分布,提高地基土強(qiáng)度的效果;固化材料主要是水泥、生石灰等來源廣泛的材料通過1∶1的混合而成,其適應(yīng)性較廣,適合于大多數(shù)工程;且固化材料在取料到施工過程中能夠避免粉塵外溢,不會對環(huán)境造成污染。
2.5 強(qiáng)夯法加固技術(shù)
強(qiáng)夯法又稱動力加固法,其主要優(yōu)點有適用性強(qiáng)、加固效果好、施工簡便,有利于加快施工進(jìn)度以及成本較低等。強(qiáng)夯法的機(jī)理是利用強(qiáng)大的沖擊力將土體結(jié)構(gòu)破壞,對周圍土進(jìn)行擠壓形成夯坑,主要分為動力密實、動力固結(jié)、動力置換這3種加固機(jī)理。強(qiáng)夯法適用于施工期要求短、預(yù)壓時間不足、場地寬大且軟土層較淺以及施工排水設(shè)施不良等情況的工程施工。由于強(qiáng)夯法施工需要考慮到砂井及墊層,所以,其處理費(fèi)用相比于普通填土預(yù)壓來說要高,但它費(fèi)用比復(fù)合地基要便宜且施工也方便。
2.5.1 動力密實
動力密實是通過沖擊荷載來壓實土體間的空隙使得土體密實,從而提高地基土的強(qiáng)度。實踐表明,地面在沖擊力的作用下會產(chǎn)生沉降,具體沉降深度為夯擊一遍下降0.5~1.0m,經(jīng)過夯實后的地基土其承載力能提高2~3倍。
2.5.2 動力固結(jié)
動力固結(jié)是通過沖擊能力產(chǎn)生的應(yīng)力波破壞土體結(jié)構(gòu),使得土體局部產(chǎn)生許多充當(dāng)排水通道的縫隙,以助于孔隙水的順利流出后土體達(dá)到固結(jié)。筆者認(rèn)為,土體的沉降量與夯擊能力成正比關(guān)系,當(dāng)土體的液化度達(dá)到100%時,其吸附水會變成自由水,此時的土體強(qiáng)度達(dá)到最低值,這時再進(jìn)行夯擊純屬多余,因為隨著孔隙水的消散,自由水又會被土顆粒吸附而形成吸附水,就像一個彈簧活塞模型。
2.5.3 動力置換
動力置換可分為整式置換和樁式置換。整式置換是通過夯擊力將碎石壓入淤泥中形成碎石墊層。樁式置換通過夯擊力將碎石填筑在土體中形成碎石樁,起著復(fù)合地基的作用。值得注意的是:一般來講,增加加固深度就要增加能量,這會造成孔壓的增大。目前,強(qiáng)夯法加固技術(shù)用于軟黏土的不足之處在于夯擊能量不足,不能達(dá)到有效的加固深度;軟黏土結(jié)構(gòu)破壞后其強(qiáng)度和滲透性都會有較大的降低;現(xiàn)行的強(qiáng)夯工藝不適宜用于軟黏土地基施工,因為它會導(dǎo)致地基中孔隙水壓力過高。為此,應(yīng)合理的選擇其排水系統(tǒng),采用先輕后重、逐級加能的夯擊方式,以達(dá)到最佳強(qiáng)夯的效果。
3、結(jié)語
軟土地基的加固是市政道路建設(shè)的關(guān)鍵,是關(guān)系到市政道路建設(shè)質(zhì)量和使用壽命的重要環(huán)節(jié)。軟土地基的處理有很多種技術(shù),需要根據(jù)施工現(xiàn)場軟土地基的實際情況和周圍的環(huán)境進(jìn)行選擇,力求市政道路軟土地基加固處理經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的統(tǒng)一。
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