淺議軟土地基的處理論文
【摘 要】就軟土地基給公路工程帶來的危害進(jìn)行了分析，介紹了噴粉樁法在軟土路基施工中的運(yùn)用，詳細(xì)闡述了噴粉樁法的施工工藝、施工特點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】軟土 軟土地基施工 噴粉樁法
1 引言
在我國沿江、沿湖、沿海等處廣泛分布著軟土，而這些地區(qū)一般又是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，對公路交通需要迫切，尤其要發(fā)展高速公路。因而在高路堤、大型橋梁，大量的涵洞、通道處軟土都給它們帶來不同程度的危害。如路基的滑移，開裂，路面起伏不平，橋涵通道等人工構(gòu)造物處的跳車顛簸……而使這些地區(qū)的公路建設(shè)者感到非常棘手，要花大量人力、物力、財力和時間，去進(jìn)行勘察、測試、設(shè)計、科研和施工。若處理不好將會帶來極大的資源浪費(fèi)。
2 軟土及軟土地基
2.1軟土
軟土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低的細(xì)粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、固結(jié)系數(shù)小、固結(jié)時間長、靈敏度高、擾動性大、透水性差、土層層狀分布復(fù)雜、各層之間物理力學(xué)性質(zhì)相差較大等特點(diǎn)。
2.2軟土地基
我國公路行業(yè)規(guī)范對軟土地基未作定義。日本高等級公路設(shè)計規(guī)范將其定義為:主要由粘土和粉土等細(xì)微顆粒含量多的松軟土、孔隙大的有機(jī)質(zhì)土、泥炭以及松散砂等土層構(gòu)成。日本規(guī)范還對軟土地基做了分類，提出了類型概略判斷標(biāo)準(zhǔn)。在給出軟土地基定義時指出:軟土地基不能簡單地只按地基條件確定，因填方形狀及施工狀況而異，有必要在充分研究填方及構(gòu)造物的種類、形式、規(guī)模、地基特性的基礎(chǔ)上，判斷是否應(yīng)按軟土地基處理。
3 軟土地基在公路工程中造成的危害
(1)勘察設(shè)計不詳細(xì)或不準(zhǔn)確，導(dǎo)致對應(yīng)該作軟基處理的地段未作處理設(shè)計，此類工例不少，世界銀行貸款項(xiàng)目也存在此類現(xiàn)象。
(2)已知是軟土地基，但是未做好軟土地基處理，造成路堤失穩(wěn)或危及線外建筑物。工例有:汕頭磊口大橋引道。由于高填土引起線外土地隆起，民房受損。路基難以穩(wěn)定，只好增加橋梁長度，建成后一段時間，仍然出現(xiàn)錐坡不均勻下沉，又做了處理，現(xiàn)已改建新橋。
(3)雖然作了軟土地基處理，但是措施不力，施工不當(dāng)造成路堤失穩(wěn)。珠海南屏橋引道，經(jīng)開挖分析，原因是地質(zhì)資料不準(zhǔn)確，填土速度過快，后加的反壓護(hù)道又阻塞了砂墊層的.排水通道。最后采取了挖深邊溝排水(挖邊溝時，原路堤底有大量的水流出)，用袋裝砂并(原先的砂并是無袋砂并)和捕土工布進(jìn)行修復(fù)。
(4)堆料不當(dāng)，未按規(guī)定分層填筑，填土過快，碾壓不當(dāng)，造成路堤失穩(wěn)。新會虎坑、大洞橋的引道，主要原因是堆料不當(dāng)，未按規(guī)定分層填筑，也未作施工觀測，填土過快，碾壓不當(dāng)。末作加固處理但按規(guī)定施工的路段，雖然后來沉降較大，但沒有發(fā)生破壞。
(5)擾動“硬殼層”或填筑不當(dāng)，使“硬殼層”遭受破壞，導(dǎo)致路堤失穩(wěn)。軟土地基上往往有一層強(qiáng)度比軟土高的土層，被稱為“硬殼層”。“硬殼層”可以起到承重和擴(kuò)散應(yīng)力作用，利用好“硬殼層”對于減少工程投資是有意義的。但若對“硬殼層”的勘察、利用工作做得不好，則達(dá)不到頂預(yù)想的效果。
(6)由于臺背填土使地基對結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生負(fù)摩阻力和縱向推擠作用，引起橋臺發(fā)生變位以至損壞。主要問題是:臺背填土引起橋臺向橋跨方向發(fā)生水平變位;先做橋臺，后做錐坡及臺背填土;錐坡沒有按設(shè)計圖紙做足，臺背填土?xí)r把輕型橋臺推壞;由于負(fù)摩擦力作用，引起橋臺下沉。
4 噴粉樁法在軟土路基施工中的應(yīng)用
4.1目前我國軟土地基處理的現(xiàn)狀
在我國高等級公路的軟土地基處理中，常用的方法主要有粉噴樁、砂墊層法、豎向排水法(袋裝砂并、塑料排水板)、加鋪土工織物(土工布、土工格柵)、碎石樁、砂樁、深層攪拌、強(qiáng)夯等。采用最多的是砂墊層+袋裝砂井(或塑料排水板)土工布的處理辦法，可以得到比較經(jīng)濟(jì)且效果較佳的結(jié)果。
4.2粉體攪拌樁在軟土地基處理中的應(yīng)用
4.2.1粉體攪拌法
粉體攪拌法(簡稱粉噴法)，是用特制的設(shè)備和機(jī)具，將加固劑粉體材料(水泥或石灰)通過壓縮空氣的傳送，與地基土強(qiáng)行拌和，使之產(chǎn)生充分的物理、化學(xué)反應(yīng)后，形成一定強(qiáng)度的樁體(簡稱粉噴樁)。這是一種改善土質(zhì)，提高地基強(qiáng)度的軟土地基加固方法，可以廣泛地適用于淤泥質(zhì)土，雜填土，軟粘土等地基加固。
4.2.2水泥加固土物理力學(xué)特性
物理性質(zhì)。容量:水泥與土攪拌后，基容量變化不大，僅比原土的容量增加5%;含水量:水泥加固土含水量略低于原土的含水量，約減少3%-7%.
水泥土力學(xué)性質(zhì)。水泥加固土的抗壓強(qiáng)度，工程施工中一般采用 a=7-15%為宜;水泥加固土的強(qiáng)度隨齡期增長而增長，早期強(qiáng)度增長較快，7d齡期強(qiáng)度可達(dá)28d齡期強(qiáng)度的60%，一般情況下，齡期超過28d后，強(qiáng)度仍有明顯增加，3個月齡期強(qiáng)度可達(dá)到0.3-2.0MPa.
水泥加固土的抗拉強(qiáng)度。經(jīng)試驗(yàn)，當(dāng)水泥土的抗壓強(qiáng)度在300-4000kPa時，抗拉強(qiáng)度為抗壓強(qiáng)度的15%.
4.2.3粉噴法加固軟土地基的特點(diǎn)
粉噴法加固軟土地基，是一項(xiàng)新的工藝，與其它軟土加固方法相比，具有較多突出之處;原理科學(xué)、費(fèi)用低廉。加固成本低，每米材料成本費(fèi)僅10元左右;樁身質(zhì)量好;地基加固后無附加荷載。干法施工。施工不需要水源，不需要排污，場地干凈;樁體強(qiáng)度高。
4.2.4施工工藝
(1)施工程序。放樁位——鉆機(jī)就位——調(diào)平——送風(fēng)——鉆至設(shè)計深度——送粉——提升攪拌——提升至地平——停粉——復(fù)攪1/3樁長——提升至地平——停風(fēng)——鉆機(jī)移動——重復(fù)循環(huán)。
(2)施工中注意事項(xiàng)
①明確設(shè)計要求，了解地基的地質(zhì)情況。
②開工前先打試驗(yàn)樁，根據(jù)不同的地質(zhì)條件，合理選擇鉆機(jī)的檔位，確定噴粉機(jī)壓力和噴粉量。
③嚴(yán)格控制鉆孔深度，噴灰時間及停灰時間，確保粉噴樁樁長，成樁應(yīng)打入持力層50cm嚴(yán)禁在末鉆至設(shè)計深度及未噴灰的情況下鉆機(jī)提升作業(yè)。
④定時檢查粉噴樁的成樁直徑及攪拌均勻程度，對使用的鉆頭必須隨時檢查，其鉆頭磨損量不得大于l厘米。
⑤噴灰機(jī)必須配有水泥計量裝置，施工中及時記錄水泥的瞬時噴入量和累計噴入量。
⑥樁身上部1/3樁長范圍內(nèi)，施工中應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行重復(fù)攪拌，使水泥和土充分拌和，提高上部樁身強(qiáng)度，使之符合荷載的傳遞規(guī)律。
⑦為防止水泥飛揚(yáng)造成污染，當(dāng)鉆頭提升到地面以下0.5米時，噴灰機(jī)應(yīng)停止噴灰，并使鉆機(jī)迅速換檔下鉆，上部0.5米范圍內(nèi)用人工回填粘土并壓實(shí)。
⑧施工中應(yīng)認(rèn)真填寫原始記錄。為保證機(jī)械設(shè)備完好及人身安全，嚴(yán)禁違章操作。
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