有关公路工程中地基加固关键技术的刍议

2015-08-06 133 0

  一、选择公路地基加固方法要考虑的因素
 
  (一)道路形状
 
  在公路施供过程中,首先要考虑的因素是路堤设计的高度与宽度,因为这二者将直接影响着施工处理方法的选用。例如在采用换填法时,那些较宽且低的路堤极易出现被局部损坏的现象;而那些较窄且高的路堤的下面极易被换填;那些较宽且高的路堤,由于受到地基产生压力球的根部的影响而使深层的粘土层逐渐沉降。
 
  (二)道路的条件
 
  针对等级低的的公路而言,首先要进行路面的路基铺设,待到沉降结束,再铺设正式路面;对于那些高等级的公路进行施工时,首先要考虑的是平整度,故在具体的公路施工过程中要进行合理沉降。
 
  (三)施工周围的环境影响
 
  公路施工的过程中设计很多环境因素,例如周围的噪音、振动地基和地下水的变化等都是要考虑在内。在某些特殊的环境中,还会有很多较为特殊的因素影响施工过程,例如,当地基很软弱时,若路堤高度较高,便可能会导致施工的周围地基沉降或者是隆起。为了尽可能地避免这种类似的现象再次出现,要合理运用剪切变形的方法,若某些特殊情况下的方法难以实施,就可以改用用高架构造来代替路堤,这样就可以很好地克服那些环境因素所导致的困难。
 
  (四)道路所在地段
 
  在公路施工过程中,对于一般地段而言,即使剩余的沉降达到某个程度,只要沉降相对比较均匀,路面就不会失去平整度。但是对于那些与构造物相连接的地段,剩余沉降极易造成错台,形成十分危险的局面。当路基不够稳定时,桥台会承受较大的土压力,因此而引发的侧向位移的事故是有发生。所以,做好构造物邻接地段的处理工作势在必行。
 
  二、常见公路地基加固关键技术
 
  (一)换填法
 
  换填法是一种处理浅层软土路基的方法。具体方法是将软基以下深度较浅的范围内的软弱土层除掉,然后再用那些质地相对较硬、强度相对较高、稳定性相对较好且具有抗侵蚀性的物质(如砂、灰土、卵石、矿渣、碎石等)进行换填,与此同时进行人工或者是机械法来进行分层压、夯和振动等处理来对工程进行密实符合工程要求的过程。用换填法进行处理的路基,可以把上部荷载扩散到下卧层,尽可能地满足上面的建筑所要承受的地基承载力,并尽可能地减低沉降量的需求。其主要作用在于:增强地基承载力、降低沉降量、加快软弱土层的排水固结速度、调整均匀性较差的地基刚度、清理膨胀土的胀缩作用。适合于淤泥、松素填土、淤泥质土等。
 
  (二)加筋土法
 
  加筋土法的主要思想是增强地基承载力,减少由于外力而引起的沉降现象。具体方法是:把土工织物、土工网和土工格栅等土工合成材料放于土体中,这样可以有效地扩散土体应力,传递拉应力,并大力增强土体与筋材料的摩擦阻力,合理控制土体的侧向位移,增强土体的稳定性。具体的作用原理是:将筋材放于土体之中,并以其作为抗拉构件,跟土进行摩擦,合理控制土体的上下和侧向变形,这就等于为土体增加了一个侧压力增量,整体提高土体内部的强度和抗剪强度。
 
  (三)强夯法
 
  强夯法软土路基处理方法是用夯锤自由落下时产生的冲击波来密实软基,且这种冲击波所引起的振动以波的形式广泛传播于地下。这种方法是把重锤提至高处并自由落下,如此反复来夯实软基,从而提高其强度,降低压缩性。强夯法非常适合于处理石土、砂土、粉土和杂填土等软基。强夯法不能很好地处理那些饱和度较高的粘性土;在非饱和土中,尤其是那些多孔隙、大颗粒的土中,高能量的夯击与机械碾压和振动压实对土的作用不尽相同。基于强大的夯击能量所产生的冲击波与动应力广泛传播于土中,导致土颗粒发生瞬间移动,使得空隙中气体被很快地排放出来或者是进行压缩,进而缩小孔隙体积,得到较为密实的结构。所以,要基于动力压实的相关概念,利用强夯法来加固非饱和土,也就是进行冲击型动力荷载,缩小土体体积,密实土体并提高其强度。
 
  (四)袋装砂井法
 
  袋装砂井法的主旨思想就是排水固结。袋装砂井是把散体砂装进化纤纺织物制成的袋子里面,并置于软土之中来用作竖向排水体的一种方法。因为它可以制成细长的形状,依据“细而密”的原则,袋装砂井的直径一般为7-10cm,间距设为1.0-1.5m,进而增长排水固结时间,这是一种行之有效的简便软基处理方法。此外,装砂的砂袋一般由化纤纺织物做成,拥有较大的拉伸轻度,在进行施工加荷时,砂带位于跟土体滑动带相交的位置,起到竖向加筋和抗滑作用,有利于稳定土体。施工的具体流程是:清除地表水、平整原地面、下设下垫、定位砂层测设放样机具和放入套管。沉入砂袋并拔出套管机具,然后铺上层砂垫层,这是一种在公路建设中应用较为广泛的做法。
 
  (五)塑料排水板法
 
  塑料排水法是一种作用和原理均与袋装砂井相同的方法,在设计的时候,可以进行塑料排水板的断面和直径之间的换算,这也是一种排水固结软基处理的方法。塑料排水法是芯体和滤套共同组成的,或者是由单种材料做成的多孔管道板带,芯板一般用聚乙烯或聚丙烯为原料的多孔管道或者是其他形式的板带,而滤套一般用无纺织物制备而成。塑料排水板的具体施工流程是:平整地面→挖排水沟→下设砂垫层→稳定压力→放置样品→就位机具→为塑料排水板穿靴→置入套管→取出套管→打断排水板→检测并记录板位详情→机具移位→上设砂垫层。跟袋装砂井相比较,塑料排水板法独具插板机械较轻、效率相对较高、对土的扰动相对较小和造价低廉等优点,在公路建设中得以广泛应用。
 
  (六)石灰挤密桩法
 
  石灰挤密桩法是一种有效的处理深层软土地基的方法。它的具体原理是:在打桩机成孔过程中,沉管对土体的挤密作用以及那些新鲜的生石灰对土体的脱水挤密作用,最终固结周围的土体;与此同时,基于一连串的物理和化学反应,桩身和桩周围土硬壳层一起构成了变形模量较大的桩体,和原地基土共同构成复合地基以增大地基的承载力,非常适用于渗透系数比较适中的软粘土、膨胀土以及湿陷性黄土。具体施工流程为:1.平整地面2.测量放样3就位机具4.置入桩管5.取出桩管6对回填生石灰夯实填料机具进行移位
 
  三、结束语
 
  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。
 
  参考文献:
 
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  [5]徐仁弟建筑地基基础处理分析[J]科技信息(科学教研),2010,(19)

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