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      公路小橋涵軟土地基加固處理
      發布時間:2014-08-05
      公路跨越溝谷、溪溝、河流渠道以及排除路基內側邊溝水流時,常常需要修建各種橫向排水構造物。小橋涵是最常見的小型排水構造物。有時跨越其他路線或障礙時,也需修建小橋涵。就單個而言,小橋涵工程量較小,費用低。但對一條公路來說,因小橋涵遍布全線,數量多,其工程量占很大的比重。一般平原區每千米有1 道~3 道,山區有3 道~5 道。據已建成公路統計,小橋涵的工程投資約占公路總投資的15 %~20 % ,其投資總額為大、中橋的2 倍~4 倍左右。由此可見,小橋涵的設計是否合理,地基處理是否恰當,對于整條公路的造價和使用質量都有很大的影響,起著十分重要的作用。 


          1   軟土地基常用的加固方法 
          軟土地基是指由天然含水量大、孔隙比大、壓縮性高、承載力低的淤泥沉積物及少量腐殖質所組成的土。目前國內外加固的常用方法有:夯實、擠密、換土、片石擠淤、砂土墊層以及化學、加熱處理等,F將常用的公路小橋涵地基加固方法介紹如下: 
          1. 1  夯實法 
          對含水量在一定范圍的軟弱粘土地基,可用夯實來提高密實度和強度。此方法也適用于加固雜填土和黃土等。通常用于涵洞地基加固的方法有重錘夯實法和強夯法。重錘夯實法是利用起重機將重達數10 t 的重錘提高到一定高度(2. 5 m~4. 5 m) ,底面直徑0. 7 m~1. 2 m ,然后自由落下,如此重復夯實使土表層密實而提高地基強度的方法。此法適用于水位0. 8 m 以上,稍濕的粘性土、砂類土、濕陷性黃土和雜填土等地基。強夯法是將較大的重錘(一般80 kN~400 kN ,個別可達2 000 kN) 從6 m~40 m高處自由下落對較厚的松散土層進行強力夯實的地基處理方法。 
          由于地基在強大的沖擊振動作用下產生很高的超靜孔隙水壓力,而軟土地基的透水性又很差。所以,通常情況下采用強夯法處理軟土地基需要在地基中設豎向排水體配合,以提高處理效果。 
          1. 2  砂(土) 樁擠密法 
          砂(土) 樁擠密法,就是在軟土地基內打入帶活動樁靴的鋼管,灌以砂或土后,把附近地基土擠向四周使地基土變密,然后將管拔出而在地基內形成“樁”,其主要作用是擠密地基軟土。這種方法與砂井作用不同,砂井主要是利用其排水作用加速軟土固結,從而提高地基強度。因此,砂樁擠密法的計算和布置方法也不同于砂井。砂樁可以用來加固粉砂、細砂、砂質粘土、淤泥及軟粘土等。在飽和軟粘土中有時也采用。濕陷性黃土地區,宜用土樁或石灰樁來加固。 
          1. 3  小木樁擠密法 
          在取得小木樁不太困難的地區,用小木樁擠密法加固軟土地基是一種簡單易行、效果較好的方法。特別是在缺砂地區,比采用砂墊層更經濟適用。小木樁擠密加固地基的基本做法是在地基土中打入一定數量的直徑10 cm 以上的小木樁,以減小地基土的孔隙率,增加其密實度,從而提高地基的承載能力。其計算方法與砂(土) 樁擠密法相同,僅施工方法有所區別。 


          1. 4  深層振密法 
          橋梁的地基如為深厚的飽水松砂時,如不進行處理,不但在行車荷載的作用下,會產生很大的沉降量,影響正常的使用功能, 并|考試-大|且還會在受到外力(如地震力、爆炸力等) 作用時,可能因砂土發生液化(砂粒瞬時間內成為懸液狀態) 橋梁突然倒塌。深層振密法能引起飽水砂層液化,以加大砂土密度。 
          1. 5  砂墊層法(換土法) 
          用砂墊層加固地基,就是挖除基底下一部分原有軟土,而換填分層夯實的強度較高、穩定性較好的中砂、粗砂和砂礫等,以滿足地基穩定和變形的要求。在經濟與技術可行的條件下,由于施工可不用機械,而具有一定的實用價值。 
          1. 6  旋噴法 
          旋噴法是用鉆機鉆至設計標高后,以高壓射流(20 000 kPa~ 50000 kPa) 通過鉆桿下端的旋轉噴射裝置向周圍土體噴射加固漿液,強使漿液與土切割攪拌。鉆桿邊噴邊提升,在噴射有效范圍內土和漿液凝固成圓柱體(懸噴樁) .加固直徑0. 5 m~1. 5 m , 樁的極限強度可達500 kPa~8 000 kPa ,它適用于各種較軟弱土層。懸噴法費用較高,僅在個別情況下采用。與此相仿的還有一種深層攪拌法是用于加固飽和軟土基的一種新方法,該法利用水泥、石灰等材料作為固化劑,通過特制的深層攪拌機械,將軟土和固化劑(漿液或粉體) 強行攪拌,經一系列物理—化學反應使軟土硬結而加固地基。 
          2  選擇處理方法時應考慮的因素 
          2. 1  地基狀況 
          1) 土質。砂性土:對可能發生液化的砂性土采用擠實砂樁法或振動壓實法進行改善;粘性土:除了壓實法外,其他方法均適用。但采取的處理方法對土基的擾動須盡量小。因為粘土一經擾動,強度降低很多。 
          2) 地基構成。在軟土層淺而薄的情況下,常用簡單的表層處理法;重要的構造物基礎常用開挖換填法;若軟土層較厚,應使用其他方法配合表層處理法;夾有砂層且厚度較。3 m~4 m 以下) 的軟土層,一般采用表層處理法、荷載壓重法等方法;因為即使是5 cm 的砂層也是有效排水層,在土質調查中不能遺漏。軟土層厚且無砂層的情況,因排水距離長,固結沉降需很長時間,強 度也不增長,因此,沉降處理常用垂直排水法,穩定措施常采用反壓護道法、擠實砂樁法和石灰樁法。在淺層部位堆積有4 m 以上砂層,以下為軟弱粘土層的情況,一般穩定不成問題,只需沉降處理,常用垂直排水、荷載壓重等方法。 


          2. 2  道路性質 
          1) 道路等級愈高,平整度愈重要,愈需要采取有效的沉降處理措施。等級較低時,可先鋪簡易路面,待沉降結束后,再鋪正式路面以節約資金。 
          2) 道路形狀。路堤的設計高度與寬度也是選擇處理方法時要考慮的重要因素。如采用換填法時,寬而低的路堤易發生局部破壞;反之窄而高的路堤,下面易被換填。在設計高度大而穩定有危險的情況下,采用壓重法將受到限制。還有路堤越寬越高,則地基產生壓力的根部越深而引起深處粘土層沉 降。 
          3) 道路所在地段。一般地段上,剩余沉降即使大到一定程度,只要不均勻沉降不大,路面基本上不會喪失其平整度|考試-大|。但與構造物相連地段,剩余沉降將造成錯臺,路面形成對行等非常危險的狀況;而且若路基穩定性不夠,橋臺將受到大的土壓力作用而引起側向位移的事故屢見不鮮。因此,構造物鄰接地段的處理措施非常重要。 
          2. 3  施工條件 
          不同的施工條件選用的處理方法不同,經濟性也不同。主要有工期、材料、機械的作業條件等。 
          2. 4  周圍環境 
          1) 施工中對周圍環境的影響,如噪音、振動地基及地下水的變化和排出的泥水等,在選擇施工方法時必須考慮。 
          2) 在路堤高度較高而地基特別軟弱的情況下,周圍地基經常出現大的隆起或沉降。這樣,在路堤坡腳附近有民房和重要構造物時,應考慮以減小總沉降量且控制剪切變形的方法為主要措施。不能采用這類方法時,應考慮事先對可能受影響的構造物加以保護,否則應考慮以高架構造物代替路堤。 
          3  結語 
          近幾年來,小橋涵地基處理技術以其應用面廣、投資少、效果好、施工簡便而受到建設單位和施工單位的普遍歡迎。實際工程中采用何種方法進行地基處理,還要以因地制宜、就地取材為原則,并考慮施工簡便,節約資源。


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