公路桥梁地基处理(共12篇)
公路桥梁地基处理 篇1
摘要:针对施工过程中潜在的问题, 结合公路桥梁隧道口施工的标准, 作出的最优施工方案, 对公路桥梁隧道口软地基施工技术进行较为全面的研究。
关键词:公路桥梁,隧道,软土地基,超前预支护,超前预加固,挤密压实,垫层
0 引言
环境因素对于公路施工有很大的影响, 其中主要有:天气、水文、地质等, 而地质条件的好坏对于公路桥梁隧道施工好坏有直接的影响。也对公路桥梁隧道的施工和使用安全有很大的影响, 在我国复杂多样的地质构造下, 许多突发情况是不能预估到的。其中软土地基问题尤为明显, 是我国公路桥梁隧道施工建设中需要解决的难题之一。
1 软地基含义及形成原因
软土路基顾名思义, 就是指在一些公路工程建设中, 遇到特殊性的土, 其土质特点比较松软、压缩性比较强, 如果这样的土地基不能得到有效处理, 很容易出现路基失稳或沉陷现象, 导致车辆在公路上正常行驶时发生事故。也就是说, 软土土层内部结构稳定性较差, 如果受到上层路面施工, 其承受性能比较低, 软土地基土层的形成原因主要是由于海水、河流、湖泊等对土层的长期侵蚀。
2 软土地基对公路桥梁隧道的影响
2.1 软土地基造成路面侵蚀
地基建设是公路桥梁隧道施工中, 必须要做好的工程内容之一, 公路桥梁隧道施工, 用到的材料基本上都是碎石和混凝土组成, 这两种材料的抗雨水侵蚀性能都比较差, 路面侵蚀现象经常出现, 直接影响了材料实际紧密度的大小。在雨水比较旺盛的季节, 路面会很明显地出现大面积破损的情况, 其路面破坏方式主要是结构松散和材料脱落, 长时间这样, 公路的整体安全性会大大降低。
2.2 软土地基造成路面沉降
公路桥梁隧道施工中, 软土层公路主要出现的缺陷就是路面沉降, 这是在公路桥梁隧道施工建设中经常遇见的问题。软土地基路面下降原因, 基本上都是路桥软土层在受到地下水冲刷后, 导致地基出现水土流失的情况。另外, 部分公路桥梁隧道施工人员, 没有扎实的技术, 也导致公路路面出现沉降。而路面沉降对于路面整体稳定性和使用安全性有着密切性的关系, 使路面行车存在安全隐患, 严重情况下可能导致路面的整体断裂。
2.3 软土地基的流变性导致桥梁基体变形
软土有流变特性, 土体在长期荷载作用下, 虽荷载保持不变, 因土骨架黏滞蠕变而发生随时间而变化的变形, 土内黏土颗粒含量越多, 这种特性越明显。蠕变的速率一般都很小, 它也随土中剪应力值而变化, 有试验表明:当应力低于不排水剪切强度50%时, 属减速蠕变最后趋于稳定;应力高于不排水剪切强度70%时, 速率保持不变甚至渐增直至破坏。因此, 桥梁软土地基中除应创造充分排水固结条件外, 考虑蠕变影响, 剪应力应适当控制在长期受荷强度内。流变性对地基沉降有较大影响, 对斜坡、码头、堤岸和建筑物地基的稳定性不利。
3 公路桥梁隧道软土地基处理对策
3.1 超前预支护和超前预加固
超前支护, 是指隧道开挖前进行的支护, 超前支护方式有很多种类。其中超前预支护和超前预加固是主要内容, 而超前预支护方式主要是管棚加固法、超前小导管加固法、超前锚杆法、掌子面喷射混凝土封闭法和抗滑桩等。另外, 超前预加固主要就是超前预注浆, 而注浆又分为地表注浆和洞内超前钻孔注浆。
3.1.1 管棚法
这种方法的主要内容就是把钢管放入到之前钻好的空洞中, 以隧道轮廓的方式布置在外排形成一个钢管棚架, 之后对钢管进行注浆, 让钢架构成有个预支护系统, 支撑岩石周围传来的压力。这项措施经常使用在地质松软并且不完整的地层上, 具有很明显的效果, 由于其支护强力大的特点, 不仅能保证土体的横向拱作用和纵向梁作用, 还能保证周岩的稳定性。
3.1.2 超前小导管法
沿桥梁隧道纵向, 拱的上部开挖轮廓线外一定范围内, 在其前上方或沿着隧道横向在拱脚处附近, 向下方倾斜一定角度, 密排注浆很多花管道。注浆花管的作用类似于管棚, 其外部的钢支撑是没有受力的, 花管还有一定的防水作用。
3.1.3 超前锚杆法
此法另外一个称呼是斜锚杆法, 主要是针对浅埋松散破碎地层提出的一种措施, 布置方式是沿着隧道纵平面方向, 在拱上部开挖轮廓线外相应距离之内, 向前上方或沿隧道水平方向在拱脚附近向下方倾斜部分距离, 密排砂浆锚杆。主要是在洞口施工中, 对于插板和提高稳定系数有很好的效果。
3.1.4 掌子面喷射混凝土封闭法
此法主要使用在隧道洞口位置, 针对岩石稳定性较差或岩层含水量较多的情况提出来的, 喷射混凝土可以让掌子面出现暂时密封的效果, 一定程度上地解决了岩体过度风化可能导致的坍塌。另外还使得掌子面形成了一层较薄的暂时性支护层, 对于掌子面的稳定有很好的效果。此外在混凝土喷射前, 封闭掌子面可以当作止浆墙来使用, 能增强浆液挤入岩缝的深度, 让浆液充分与岩石体融合达到更好的灌注效果。
3.2 软土地基挤密压实法
3.2.1 石灰填塞压实法
国外公路桥梁隧道在施工中, 石灰填塞压实法被较为广泛的使用, 这些技术在20世纪70年代开始被我国大面积采用, 并且也取得了很好的施工效果。其工作原理, 就是利用了石灰等材料的两项特点:吸水性能强和吸水后膨胀, 再加上路面的挤压, 能大大提升软土层地基原来的强度, 同时公路地基的承重力也大幅度提高。上述措施针对软土层含水量较高的公路桥梁隧道施工环境比较有优势, 因为软土层主要由黄土、素填土和杂填土组成, 石灰填塞措施主要作用就是减少软土层水分, 这样能够缩短实际工期。
3.2.2 强夯土软土地基处理法
主要是对软土地基反复压实和捶打, 使用到的机械是:压路机和夯实机械, 能够比较有效进行压实工作, 简单说就是将软土地基通过安装排水管道, 然后开始加压, 保证软土中的水在压力作用下逐渐排出, 原理就是增加了土的密实度, 地基发生永久变形, 伴随着降低的超静水压力, 有效压应力得到一定程度上的提升, 从而保证了地基土的强度质量。
参考文献
[1]仝刚.公路桥梁隧道软土地基处理对策[J].交通标准化, 2014, 42 (1) :112-114.
[2]杨宇.试析公路桥梁隧道软土基处理对策[J].城市地理, 2014 (14) :109-109.
公路桥梁地基处理 篇2
浅谈公路软土地基处理
对软土地基的工程特性及沉降规律进行了分析,提出了现阶段软土地基的.处理方法,解决了公路工程中关于软土地基处理的问题,以提高软土地基的强度,保证地基的稳定,减小地基的不均匀沉降.
作 者:蔡大鹏 CAI Da-peng 作者单位:湖北孝感学院,湖北孝感,43刊 名:山西建筑英文刊名:SHANXI ARCHITECTURE年,卷(期):35(3)分类号:U416.1关键词:公路 软土地基 加固 处理方法
简析公路软土地基的处理 篇3
【关键词】软土地基;换填;复合地基
1 换填法
1.1 置换填土
路堤填筑高度较小时,一般采用置换填土法进行软土地基的处理。若软土层的厚度超过3m,通常只挖除一部分软土后,换填强度和稳定性均较好的材料。换填时首先将泥炭、软土全部或部分挖除,并采用渗水性、稳定性好的材料(必要时添加适量水泥或石灰)进行分层填筑。
1.2 抛石挤淤法
长年积水的低洼地段,当排水困难时,淤泥一般呈流动状态,厚度为3~4m,表层无明显硬壳,石料容易采集的地段,并可将石块沉到淤泥底部的条件下可采用抛石挤淤方法。挤淤施工用料采用不易风化的、稳定性好的石料,石块大小由泥炭的稠度来确定。对于易流动的泥炭或淤泥,石块中80%以上宜超过30cm粒径,含泥量减少到最低。
1.3 土工织物加固地基
以土工织物作为补强材料加固地基,利用其加筋、补强、应力扩散及排水等综合作用来提高地基承载力并调整地基变形,常与沙垫层同时使用。在软基上隔垫土工织物可使荷载均匀分布;在高填路堤,可适当分层垫隔。
2 排水固结法
2.1 袋装沙井
袋装沙井是将质量符合要求的沙先装入透水性好的编织袋内,然后采用沉入或打入设备将装好的沙袋沉入软土地基内。袋装沙井既有大直径沙井的作用,又可以保证沙井的连续性,避免缩径现象。此外,由于袋装沙井的孔径较小、沙材料消耗少、工程费用低,施工速度明显加快,是软弱地基施工最好的方法。
当泥沼或软土层厚度大于5m,且路堤填筑高度的土体自重远超过天然地基承载力或地基土体水平位移较大时,袋装沙井具有明显的优势,是软土地基最合适的处理方法。
2.2 沙井
首先在软土地基上钻成孔眼,灌上粗、中沙,利用粗、中沙的荷载作用加速软土中水的排出,此法为沙井处理法。固结占很大比例的土和高塑性黏性土则不宜采用,其余软土均适合采用沙井法。
2.3 沙垫层
在软土层顶面铺设排水沙层,以增加排水面,使软土地基在填土荷载作用下加速排水固结,提高其强度,满足稳定性的要求。排水沙层对于基底应力的分布和沉降量的大小无显着的影响,但可加速沉降的发展,缩短固结过程。
当在沙垫层上填筑路基时,路堤填筑速度应合理安排,使加荷的速率与地基承载力增加(排水固结)的速率相适应,以保证地基在路堤填筑过程中不发生破坏。通常可以利用埋设在路堤中线的地面沉降板以及布置在路堤坡脚处的位移边桩进行施工观测,随时掌握地基在路堤填筑过程中的变形情况和发展趋势,借以判断地基是否稳定。
2.4 塑料排水板
塑料排水板是在纸板排水的基础上发展而来的,它的特点是:单孔过水断面大,排水畅通,质量轻,强度高,耐久性好。一般在泥炭饱和淤泥地段或土基松软、地下水位较高的情况下采用此方法。
3 复合地基处理法
3.1 深层搅拌法
深层搅拌法是通过特制机械,沿深度将固化剂与地基土强制就地搅拌形成水泥土桩加固地基的方法。
深层搅拌法形成的复合地基具有以下特点:
(1)桩体越长,间距越小,处理效果越好。
(2)搅拌法处理过的软基固结缓慢,软土的固结度小。
(3)大部分应力集中于桩体,部分应力通过桩体传递到复合地基下面的土中,增加了复合地基以下土层的沉降,因此,粉喷法一定要穿透软土层,否则使软基沉降量增加,固结速率减慢,起不到加固软基的效果。
(4)复合路基的侧向变形小,填土后两个月内侧向位移趋于稳定。
该施工法不仅可以提高构筑物的稳定性和减少沉降,还可用于特殊地基条件和有各种制约条件的软土地基。
3.2 碎石桩法
碎石桩法是利用一个产生水平方向振动的管状设备,以高压水流边振边冲在软弱黏性地基中成孔,在孔内分批填入碎石(或矿渣等松散粗颗粒材料)加以振密制桩,形成的竖向增强体与周围黏性土形成复合地基。此方法与排水固结法相比,加固期短,可以采用快速连续加载方法施工路堤,对缩短工期十分有利。在软弱土层较深、工期要求紧时,采用碎石桩处理软基为好。
(1)选料要求:选用未风化的干净碎石、砾石、碎砖、矿渣等,级配粒径≤5cm,以免振冲器磨耗过大或卡孔。
(2)碎石桩的工艺流程:整平原地面、机具定位、桩管沉入、加料压密、拔管、机具移位。
桩的施工次序一般是一边推向另一边或由里向外进行,方便挤走部分软土。对抗剪强度低的黏性土地基,为减少对原状土的扰动,施工最好采用间隔跳打的方式。
4 反压护道法
反压护道法是在路堤两侧,用透水性、稳定性均较好的沙性材料,填筑一定宽度、高度的护道,以平衡使路堤下的淤泥或泥炭向两侧隆起的张力,从而保证路基的整体稳定性。
采用反压护道加固地基,只需常用的机具设备,施工简单,但占地多,用土量大,后期沉降变形量大,养护任务重。
反压护道法一般适用于路堤高度不超过其极限高度的两倍,非耕作区和取土方便、运距较近的地区。
5 结 论
公路桥梁地基处理 篇4
如果地基承载力不足, 就可以判定为软弱地基, 就必须采取措施对软弱地基进行处理。软弱地基是指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。在建筑地基的局部范围内有高压缩性土层时, 应按局部软弱土层考虑。勘察时, 应查明软弱土层的均匀性、组成、分布范围和土质情况, 根据拟采用的地基处理方法提供相应参数。冲填土应了解排水固结条件;杂填土应查明堆积历史, 明确自重下稳定性、湿陷性等基本因素。常用的地基处理方法有:换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法等。
1 换填垫层法
适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。其主要作用是提高地基承载力, 减少沉降量, 加速软弱土层的排水固结, 防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。
2 强夯法
适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土, 软一流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程, 在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度, 减少压缩性, 改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。
3 砂石桩法
适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基, 提高地基的承载力和降低压缩性, 也可用于处理可液化地基。对饱和粘土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理, 使砂石桩与软粘土构成复合地基, 加速软土的排水固结, 提高地基承载力。
4 振冲法
分加填料和不加填料两种。加填料的通常称为振冲碎石桩法。振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20k Pa的粘性土和饱和黄土地基, 应在施工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。振冲碎石桩主要用来提高地基承载力, 减少地基沉降量, 还可用来提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度。
5 水泥土搅拌法
分为浆液深层搅拌法 (简称湿法) 和粉体喷搅法 (简称干法) 。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。不宜用于处理泥炭土、塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基。若需采用时必须通过试验确定其适用性。当地基的天然含水量小于30% (黄土含水量小于25%) 、大于70%或地下水的p H值小于4时不宜采用此法。连续搭接的水泥搅拌桩可作为基坑的止水帷幕, 受其搅拌能力的限制, 该法在地基承载力大于140k Pa的粘性土和粉土地基中的应用有一定难度。
6 高压喷射注浆法
适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时, 应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。高压旋喷桩的处理深度较大, 除地基加固外, 也可作为深基坑或大坝的止水帷幕, 目前最大处理深度已超过30m。
7 预压法
适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。当软土层厚度小于4m时, 可采用天然地基堆载预压法处理, 当软土层厚度超过4m时, 应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程, 必须在地基内设置排水竖井。预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。
8 夯实水泥土桩法
适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。该法施工周期短、造价低、施工文明、造价容易控制, 目前在北京、河北等地的旧城区危改小区工程中得到不少成功的应用。
9 水泥粉煤灰碎石桩 (CFG桩) 法
适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应根据地区经验或现场试验确定其适用性。基础和桩项之间需设置一定厚度的褥垫层, 保证桩、土共同承担荷载形成复合地基。该法适用于条基、独立基础、箱基、筱基, 可用来提高地基承载力和减少变形。对可液化地基, 可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合地基, 达到消除地基土的液化和提高承载力的目的。
1 0 石灰桩法
适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、杂填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土层时, 可采取减少生石灰用量和增加掺合料含水量的办法提高桩身强度。该法不适用于地下水下的砂类土。
1 1 灰土挤密桩法和土挤密桩法
适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基, 可处理的深度为5~15m。当用来消除地基土的湿陷性时, 宜采用土挤密桩法;当用来提高地基土的承载力或增强其水稳定性时, 宜采用灰土挤密桩法;当地基土的含水量大于24%、饱和度大于65%时, 不宜采用这种方法。灰土挤密桩法和土挤密桩法在消除土的湿陷性和减少渗透性方面效果基本相同, 土挤密桩法地基的承载力和水稳定性不及灰土挤密桩法。
1 2 柱锤冲扩桩法
公路桥梁地基处理 篇5
公路桥面早期破坏是公路工程建设质量的通病之一,本文通过从桥渠耐久性方面阐述桥梁防水的重要性,讨论当前一般桥面防水现状和不足,介绍了桥梁桥面防水层铺设的一些方法及施工、养护过程中应注意的`一些问题,提出自己的看法,供广大公路工程建设同仁参考.
作 者:徐以强 徐红 作者单位:徐以强(沂水县公路管理局,山东,沂水,276400)
徐红(临沭县公路管理局,山东,临沭,276700)
谈公路工程软土地基处理的措施 篇6
【关键词】公路工程;软土地基;处理措施
在我国公路建设过程中,往往会遇到诸如工程地质不良的软土地基问题。软土地基主要具有以下特点:天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结慢等。软土地基因这些特性给公路建设也带来了不少麻烦,不仅增加了施工的难度而且严重影响了工程的质量。若是在软土地基上进行公路修建则会很容易导致工程的质量降低,还有可能会导致以下问题发生:地基抗剪强度不够可能会造成路堤侧向整体滑动,从而导致边坡外侧土体隆起。如果构筑物与路堤衔接处产生沉降不仅会导致桥头跳车及路面破坏等情况的发生,而且还会导致横坡变缓,造成路面积水。由此看来,软土地基处理作为公路建设的一项关键技术对工程施工的质量有着重要影响。进行软土基底处理不仅可以有效改善软土地基的工程性质还能有效满足建筑物对地基稳定和变形的要求,此外,对软土地基进行处理还有利于改善地基土的渗透性和变形特性,对于提高其抗剪强度和抗液化能力也有着重要作用。据此,本文从排水固结法和置换及拌入法这两个方面着重探讨了公路工程软土地基处理的措施。
1.排水固结法
排水固结法主要可以解决稳定问题和沉降问题,排水固结法通过有效增加地基土的抗剪强度来提高地基的稳定性和承载力,因为公路是条带状荷载,其受力面积在横断方面较小,施工时要特别注意其稳定问题。排水固结法使地基在加载预压期间进行有效的沉降,使软土地基在修筑路面之前都能完成沉降工作,这有利于路面在使用期间不会产生沉降问题,延长了公路的使用寿命。
排水系统的设置主要是在改变原有地基排水边界条件的基础上有效增加孔隙水排出的通道, 这样就有效缩短了孔隙排水的距离。加压系统是一种荷载,能起到固结的作用,能有效增加地基土的固结压力,从而使地基产生固结。饱和软粘土地基在荷载作用下有利于将孔隙中的水慢慢排出,慢慢减小孔隙体积从而使地基发生固结变形。此时,孔隙也会随着超静水压力慢慢消散,这就使有效应力逐渐得到了提高,从而使地基土的强度呈缓慢增长的趋势。使土层发生固结的方式被称为竖向排水固结。由固结理论可以得出:粘土固结所需的时间与排水距离的平方是紧密相关的,它们是成正比的关系,如果土层较厚则其固结的时间也较长,缩短土层固结时间的有效途径就是增加土层的排水途径、缩短排水距离。利用砂井、塑料排水板等竖向排水体就能有效提高土层固结的效率。
排水固结法对于加固软粘土路基有着重要作用, 为有效保证排水固结法的效果应从以下几个方面入手: 首先将水平排水垫层铺设好,其次将竖向排水体进行有效设置, 最后进行分层填筑路基施加固结压力。施工人员在进行塑料板施工的过程中,要特别注意塑料板滤水膜是否能有效保证排水通畅, 施工人员应特别注意转盘和打设工作的进行以免破坏滤水膜, 滤水膜一旦受损则会很容易造成淤泥进入板芯,这就会引起疏水孔被堵塞, 严重影响塑料板的排水效果。如果滤水板遭到损坏, 应及时将滤水膜将破坏部分补好,待滤水膜补好后再进行使用。为有效避免塑料板在提升的过程中断开应将塑料板牢固连接, 桩尖平端要与导管靴进行有效配合, 这样能有效避免错缝等情况的发生, 这样也起到了防止淤泥在打设过程中进入导管的作用从而增大了对塑料板的阻力。施工人员在施工过程中要严格控制间距与深度,为有效减小板与导管阻力施工人员在施工的过程中最好采用滤水膜内平搭接的方法, 应将外部滤水膜重叠好,这样能有效保证输水通道的畅通无阻, 并且能保证足够的搭接强度, 搭接长度应大于20cm, 在进行板头的埋入工作时最好在当天完成,这样能有效避免排水通道阻塞,在排水板打好之后应避免机械在砂垫层上通过, 这对于板头的保护具有重要作用。当排水系统完成之后就可以进行下一步的工作,施工人员可以分层将路基进行填筑, 施工人员对地基施加固结压力,这时施工人员应多多观测地基的沉降变化,等到路基的填筑工作完成之后就可以开展施工工作了。
预压法是在加压系统中用填土等外荷载对地基进行预压的方式,这种方式通过增加总应力能使孔隙水压力有效消散从而增加有效应力。
预压法主要是通过增加外荷的方式来提高路基的压实度的,此外,同时期地基内部的抗剪强度不能小于其荷载产生的剪应力,否则会造成路基不稳定,地基被剪切损坏等情况的发生,这会给公路施工带来极大的麻烦。因此,施工人员在使用预压法进行软土地基处理的过程中应使用匀速进行加载,并对路基的沉降情况进行及时有效的观测,这样能有效提高路基的稳定性。真空预压能使粘土层产生固结压力,真空预压是水位和电渗排水在总应力不变的情况下增加有效应力的方法,它是通过减小孔隙水压力的方式来增加效应力的,降低地下水位和电渗法特别适用于软土地基的处理。砂井是在地基中设置竖向排水体的主要方法,由于袋装砂有节省砂料, 连续性好,不致因地基变形而折断以及施工方便的特点因而被广泛用于我国的公路施工中。目前在竖向排水体中运用得较多的是排水板,此种排水板带有孔道在插入土中就形成了竖向排水通道,运用排水板进行施工的好处就是操作简单便捷。塑料排水板的组成部分是芯板和滤膜,它不仅具有排水通畅的优点而且还具有质量高、耐性好以及强度高的优点。它的组成部分是芯板和滤膜,芯板两面有间隔沟槽的板体,它可以由聚丙烯加工而成,或者使用或聚乙烯塑料加工而成。地基的有效排水需要过滤膜的渗透性好,过滤膜与粘性土接触后渗透系数应大于中粗砂, 从而保证排水沟槽的畅通。其中,塑料板发挥排水作用的关键问题是塑料排水沟槽断面不因受土压的作用而减小。
2.置换及拌入法
除了排水固结法外,还有一种有效处理软基的方法是置换及拌入法,施工时使用这种方法的目的是提高原土的利用率,将软基经过有效的处理之后来承受相应的外荷载。置换及拌入法通常使用的方法有脱水、压密、固化、加筋等。深层搅拌法是置换拌入法的一种, 它主要用于对饱和软粘土地基进行加固,深层搅拌是通过深层搅拌机械进行的,这种机械具有特殊性,它能在地基深处对软土和固化剂进行强制搅拌, 从而使固化剂和软土产生物理反应以及化学反应,这样就能使软土硬结成优质地基,这种地基具有整体性、稳定性的特点。水泥系深层搅拌能有效将水泥搅拌形成水泥土桩, 这种水泥桩桩径0.5m, 长度在10-18m 左右,它能有效加固各种成因的饱和软粘土。目前,我国有以下几种土质是使用深层搅拌法进行加固的,如淤泥、淤泥质土、粘土以及亚粘土等。通常情况下,如果粘土矿物含有高岭石、多水高岭石、蒙脱石等,其软土加固效果要更好一些。
粉喷桩的施工机械主要由以下几个部分组成:钻机、粉体发射器、空气压缩机以及搅拌钻头。钻机作为粉体桩机械的重要组成部分对机械施工的效果有重要影响,将钻机及桅杆架安装在载体上可以有效提高运输的效率,钻头的直径一般为500mm,钻头的提升力较大,具有正向钻进, 反转提升功能,并能有效实现机械均速提升,为工程质量提供有效保证。粉体发射器能够定时、定量为施工机械发送粉体材料, 粉体发射器作为加固软土地基的施工机械中的关键设备对于桩体的质量有着关键影响。控制转鼓的转速能有效控制粉体的输出量,其主要的一个缺点就是受加固工程地质条件和加固深度的控制。粉体喷射搅拌法是通过机械强制搅拌的方式将水泥搅拌成型, 因此,粉体喷射搅拌法不需要将所用空压机的压力设置较高,此外,空压机的风量也应适当调整,不宜过大。
换填法就是将一些稳定性较好的土代替一些软弱土质,并将基础地面以下不太深的软弱土层挖去,公路施工中通常采用的是开挖换填天然砂砾,就是用挖掘机挖除地面不太深的影响地基稳定的淤泥软土,一般要将挖掘的深度控制到2米以内,挖掘动作完成以后再用天然砂砾进行填筑,一般所采用的施工方法是分层填筑、分层压实、分层检测压实度。这能有效改变地基的承载力特性,对于抗变形和稳定能力的提高也大有帮助。在进行砂砾填换的过程中,为了有效保证填换的效果,施工时应充分考虑换填的天然沙砾中石头的粒径、含量和级配,在进行填换前,有必要对其进行试验检测,从而有效避免沉降问题的发生。
为了有效提高地基的加固效果,施工单位有必要事先对地基施工进行设计,根据地基的实际情况设计出有效的施工方案,然后再根据设计方案的要求打试桩, 将施工中的各种参数确定下来。为了有效保证桩的质量,施工人员在施工过程中应严格控制施工中的各种参数。在进行粉喷桩施工的过程中, 如果因为地表层硬壳太薄而不能承受施工机械重量, 则需要在地表层上铺填砂、砾石进行垫层, 这样有利于机械正常施工, 减少了钻头施工的困难。
3.结束语
软土地基处理方法多种多样,每一种处理方法都有各自的优缺点,不同的土类需要使用不同的方法进行处理。施工时必须根据工程的实际情况来选定施工方案,选择一种技术可靠、经济合理、施工可行的方案,在对地基进行处理的过程中既可以采用单一的地基处理方法,也可以采用综合处理的方法。排水固结法与置换及拌入法各有优劣,排水固结法通常情况下所需时间较长, 粉体喷射法则可以较快提高地基的强度, 一般在工期紧迫时常采用此种方法。为了有效提高地基的加固效果,施工时不仅要使用正确的处理方法还应提高自身的施工技术。
【参考文献】
[1]王飞.浅谈公路工程软土地基的处理方法及优点[J].科技传播,2011,(3).
浅谈公路软土地基处理 篇7
关键词:软土地基,砂垫层,置换填土,抛石挤淤,加固土桩,砂桩
《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ017-96)中软土定义:滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪度低的细粒土。
软土的鉴别按下表指标综合鉴定。
对软土地基的处理有许多方法,下面就将介绍几种常用的软基处理方法:
(1)砂垫层
在软土层顶面铺设排水砂石,以增加排水面,使软土地基在填土荷载作用下加速排水固结,提高其强度,满足稳定性的要求。排水砂层对于基底应力的分布和沉降量的大小无显著的影响,但可加速沉降的发展,缩短固结过程。
砂垫层适用范围为:路堤高度小于极限高度的2.0倍以内,软土层不厚或虽厚但有良好排水条件,且砂源丰富、工期不紧的情况。
砂垫层的厚度一般为0.6~1.0m,视路堤高度和软土层厚度及压缩性而定。
砂(砾)垫层材料宜采用洁净中、粗砂,含泥量≤5%,并将其中植物、杂质除尽;也可采用天然级配砂砾料,最大粒径不应大于5cm,砾石强度不低于四级(即洛杉矶法磨耗率小于60%)。砂垫层施工中,对砂(砾)适当洒水,分层压实,压实厚度宜为15~20cm。如采用砂砾石,应无粗细料分离现象,且砂垫层应宽出路基坡角0.5~1cm,两端以片石护砌或其他方式防护,以免砂料流失。
当在砂垫层上填筑路基时,路堤填筑速度应合理安排,使加荷的速率与地基承载力增加(排水固结)的速率相适应,以保证地基在路堤填筑过程中不发生破坏。通常可以利用埋设在路堤中线的地面沉降板以及布置在路堤坡脚处的位移桩进行施工观测,随时掌握地基在路堤填筑过程中的变形情况和发展趋势,借以判断地基是否稳定,控制填土的速度。根据经验,一般情况下水平位移每天不超过1.0cm,垂直位移每天不超过1.5cm,地基便可保持稳定。
(2)置换填土
在泥沼地带及软土厚度小于2m,路堤高度较低时,一般采用置换填土法处理。首先将泥炭、软土全部或部分挖除,并采用渗水性好的材料(必要时添加适量水泥、石灰)进行分层填筑。常用填筑材料有砂、砾、卵石、片石等渗水性材料或强度较高的粘性土。
(3)抛石挤淤法
淤泥厚度小于3m,表层无硬壳,呈流动状态,排水困难,石块易于取得的条件下可采用挤淤方法。
挤淤施工用料采用不易风化石料,片石大小随泥炭稠度而定。对于易流动的泥炭或淤泥,片石宜稍小些,但不宜小于30cm,小于30cm粒径含量不得超过20%。抛投的顺序应沿路中线向前抛填,再渐次向两侧扩展,以使淤泥向两旁挤出。当软土或泥沼底面有较大横坡时(横坡陡于1:10),抛石应从高的一侧向低的一侧展开,并在低的一侧多抛一些,使低侧边部形成约有2m宽的平台顶面。
片石高出软土面后,应用较小石块填塞垫平,用重型机械反复碾压,以使填石紧密,然后在其上铺设反滤层,再行填土。
(4)加固土桩法
加固土桩法是某种专用机械将软土地基的局部范围(某一深度、某一直径)内的软土桩体用加固材料改良、加固而形成,与桩间软土形成复合地基。通常用生石灰、水泥粉煤灰等作为加固料,经过物理化学作用,在地基内形成桩柱,降低土中含水量,提高地基强度,减少沉降量。
水泥适用于含砂量较大的软土,且水泥用量与软土天然重之比宜大于7%而小于15%,当为拌和桩时,水灰比选用0.4~0.5。掺入石灰时,适用于含砂量较低的软土,掺入比亦为12%~15%。
(5)砂桩
在软土地基中,钻成一定直径的孔眼,灌以粗砂或中砂,利用上部荷载作用加速软土的排水固结,这种方法称为砂桩处理法。
一般软土均适合采用砂桩法,但次固结占很大比例的土和高塑性粘性土则不宜采用。
砂桩材料亦采用渗水率较高的中、粗砂,大于0.5mm的砂的含量宜占总重的50%以上,含泥量不应大于30%,渗透系数不应小于5×10-3cm/s。
施工机具采用振动桩打桩机、柴油打桩机,按成型的工艺分为冲击式和振动式,下端装有活瓣钢桩靴的桩管。
施工工艺按以下程序进行:
整平原地面→机具定性→桩管沉入→加料压密→拔管→机具移位。
砂桩的成桩方法,在软弱土中可选用冲击成桩法,也可选用振动成桩法,对砂桩质量要求严格或要求小直径管打大直径砂桩时可采用双管冲击成桩法或单管振动重复压拔管成桩法。
砂桩的排列形式,一般采用倒三角形或正方形,以三角形排列较紧凑、有效。桩径一般采用20~30cm,桩距为桩径的8~10倍,常用的是2~4m。砂桩顶部设砂垫层构成排水系统,垫层一般厚为40~50cm。在路堤荷载作用下加速排水固结,从而提高强度,保证路堤稳定性。
参考文献
[1]公路路基设计规范(JTGD30-2004)[M].北京:人民交通出版社,2004.
[2]公路路基施工规范(JTGF10-2006)[M].北京:人民交通出版社,2006.
常用桥梁地基处理方法浅析 篇8
基础是桥梁和地基之间的连接体。基础把桥梁竖向体系传来的荷载传给地基。从平面上可见, 竖向结构体系将荷载集中于点, 或分布成线形, 但作为最终支承机构的地基, 提供的是一种分布的承载能力。
如果地基的承载能力足够, 则基础的分布方式可与竖向结构的分布方式相同。但有时由于土或荷载的条件, 需要采用满铺的伐形基础。伐形基础有扩大地基接触面的优点, 但与独立基础相比, 它的造价通常要高的多, 因此只在必要时才使用。不论哪一种情况, 基础的概念都是把集中荷载分散到地基上, 使荷载不超过地基的长期承载力。因此, 分散的程度与地基的承载能力成反比。
如果地基承载力不足, 就可以判定为软弱地基, 就必须采取措施对软弱地基进行处理。软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。在建筑地基的局部范围内有高压缩性土层时, 应按局部软弱土层考虑。勘察时, 应查明软弱土层的均匀性、组成、分布范围和土质情况, 根据拟采用的地基处理方法提供相应参数。冲填土尚应了解排水固结条件。杂填土应查明堆积历史, 明确自重下稳定性、湿陷性等基本因素。
1 桥梁工程桩基施工混凝土中存在的几个技术问题
1.1 桩基施工中护壁混凝土强度等级应与桩基混凝土的强度等级一样, 且护壁应高出地面至少30厘米, 另外应对护壁进行仔细检查有无漏水和渗水。
1.2 桩基混凝土配合比, 应在施工前选择取料场对原材料进行检测合格后, 分人工挖孔桩和钻孔桩进行配合比设计, 一般情况下, 钻孔桩水下混凝土的坍落度比人工挖孔桩混凝土坍落度要大, 但无论何种混凝土都应满足施工工艺的具体要求, 如混凝土坍落度、初凝时间、终凝时间等, 其中最重要是混凝土粘聚性和保水性一定要好。
1.3 混凝土灌注前应仔细对孔底进行检查, 检查孔底有无积水和沉渣。一般情况下, 沉渣较容易清除, 但由于地下水位比较高时, 积水就难清尽, 鉴于此一般有两种处理方法:一是地下水量较少时, 可在第一盘混凝土灌注前使用海绵、毛毡等物品尽量将孔底积水吸干净, 一旦吸干净就可以立即进行混凝土灌注;且第一盘混凝土的水泥用量应适大加大, 灌注高度应严格进行控制, 也利混凝土充分振捣;一是地下水量较大采用海绵、毛毡无法吸干净时, 可以考虑按钻孔桩进行水下混凝土灌注。
1.4 钻孔桩水下混凝土灌注应仔细对每盘混凝土下料量和导管拔管高度进行严格的计算。否则极易出现导管拔出混凝土以造成断桩, 另外, 应将混凝土灌注超过桩顶设计标高至少0.8米, 也保证将桩头凿出浮浆后桩顶的混凝土质量。
1.5 人工挖桩混凝土灌注首先应将孔积水, 特别是串筒润湿而流下的积水吸干净, 避免孔底混凝土由于积水而使混凝土局部水灰比增大而出现混凝土强度偏低, 严重时会造成混凝土离析, 另外灌注过程中, 应严格控制混凝土振捣高度, 保证混凝土振捣充分避免漏振和过振, 最后随着桩基混凝土的不断上升, 桩基表面由于混凝土振捣而产生的浮浆不断增加, 这时应用捉桶将表面的浮浆捉出倒掉, 特别是接近桩顶更是如此, 也避免由于混凝土配合比失真而造成桩顶出现低强度区。
2 常用的桥梁地基处理方法
常用的地基处理方法有:换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法等。
2.1 换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。
其主要作用是提高地基承载力, 减少沉降量, 加速软弱土层的排水固结, 防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。
2.2 强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。
强夯置换法适用于高饱和度的粉土, 软-流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程, 在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度, 减少压缩性, 改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。
2.3 砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基, 提高地基的承载力和降低压缩性, 也可用于处理可液化地基。
对饱和粘土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理, 使砂石桩与软粘土构成复合地基, 加速软土的排水固结, 提高地基承载力。
2.4 振冲法分加填料和不加填料两种。
加填料的通常称为振冲碎石桩法。振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土和饱和黄土地基, 应在施工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。振冲碎石桩主要用来提高地基承载力, 减少地基沉降量, 还可用来提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度。
2.5 水泥土搅拌法分为浆液深层搅拌法 (简称湿法) 和粉体喷搅法 (简称干法) 。
水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。不宜用于处理泥炭土、塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基。若需采用时必须通过试验确定其适用性。当地基的天然含水量小于30% (黄土含水量小于25%) 、大于70%或地下水的pH值小于4时不宜采用于法。连续搭接的水泥搅拌桩可作为基坑的止水帷幕, 受其搅拌能力的限制, 该法在地基承载力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的应用有一定难度。
2.6 高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。
当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时, 应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。高压旋喷桩的处理深度较大, 除地基加固外, 也可作为深基坑或大坝的止水帷幕, 目前最大处理深度已超过30m。
2.7 预压法适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。
按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。当软土层厚度小于4m时, 可采用天然地基堆载预压法处理, 当软土层厚度超过4m时, 应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程, 必须在地基内设置排水竖井。预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。
2.8 夯实水泥土桩法适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。
该法施工周期短、造价低、施工文明、造价容易控制, 目前在北京、河北等地的旧城区危改小区工程中得到不少成功的应用。
2.9 水泥粉煤灰碎石桩 (CFG桩) 法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。
对淤泥质土应根据地区经验或现场试验确定其适用性。基础和桩顶之间需设置一定厚度的褥垫层, 保证桩、土共同承担荷载形成复合地基。该法适用于条基、独立基础、箱基、筏基, 可用来提高地基承载力和减少变形。对可液化地基, 可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合地基, 达到消除地基土的液化和提高承载力的目的。
2.1 0 石灰桩法适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、杂填土和素填土等地基。
用于地下水位以上的土层时, 可采取减少生石灰用量和增加掺合料含水量的办法提高桩身强度。该法不适用于地下水下的砂类土。
2.11土挤密桩法和土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基, 可处理的深度为5~15m。
当用来消除地基土的湿陷性时, 宜采用土挤密桩法;当用来提高地基土的承载力或增强其水稳定性时, 宜采用灰土挤密桩法;当地基土的含水量大于24%、饱和度大于65%时, 不宜采用这种方法。灰土挤密桩法和土挤密桩法在消除土的湿陷性和减少渗透性方面效果基本相同, 土挤密桩法地基的承载力和水稳定性不及灰土挤密桩法。
在选择地基处理方法时, 应综合考虑场地工程地质和水文地质条件、桥梁对地基要求、建筑结构类型和基础型式、周围环境条件、材料供应情况、施工条件等因素, 经过技术经济指标比较分析后择优采用。
摘要:桥梁上部结构荷载通常较大, 后期质量稳定、承载能力高的钻孔灌注桩往往成为绝大多数桥梁工程首选的基础形式。桥梁桩基的设计是否得当, 对工程造价、质量、工期及使用影响很大。所以在桥梁施工中做好桥梁地基的处理至关重要, 为此, 本文就针对这个问题进行探讨。
桥梁地基的处理技术 篇9
如果地基承载力不足,就可以判定为软弱地基,就必须采取措施对软弱地基进行处理。软弱地基是指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。在建筑地基的局部范围内有高压缩性土层时,应按局部软弱土层考虑。勘察时,应查明软弱土层的均匀性、组成、分布范围和土质情况,根据拟采用的地基处理方法提供相应参数。冲填土应了解排水固结条件。杂填土应查明堆积历史,明确自重下稳定性、湿陷性等基本因素。
常用的地基处理方法有:换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法等。
(1)换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。其主要作用是提高地基承载力,减少沉降量,加速软弱土层的排水固结,防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。(2)强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土,软-流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程,在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度,减少压缩性,改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。(3)砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基,提高地基的承载力和降低压缩性,也可用于处理可液化地基。对饱和粘土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理,使砂石桩与软粘土构成复合地基,加速软土的排水固结,提高地基承载力。(4)振冲法分加填料和不加填料两种。加填料的通常称为振冲碎石桩法。振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20k Pa的粘性土和饱和黄土地基,应在施工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。振冲碎石桩主要用来提高地基承载力,减少地基沉降量,还可用来提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度。(5)水泥土搅拌法分为浆液深层搅拌法(简称湿法)和粉体喷搅法(简称干法)。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。不宜用于处理泥炭土、塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基。若需采用时必须通过试验确定其适用性。当地基的天然含水量小于30%(黄土含水量小于25%)、大于70%或地下水的p H值小于4时不宜采用此法。连续搭接的水泥搅拌桩可作为基坑的止水帷幕,受其搅拌能力的限制,该法在地基承载力大于140k Pa的粘性土和粉土地基中的应用有一定难度。(6)高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时,应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。高压旋喷桩的处理深度较大,除地基加固外,也可作为深基坑或大坝的止水帷幕,目前最大处理深度已超过30m。(7)预压法适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。当软土层厚度小于4m时,可采用天然地基堆载预压法处理,当软土层厚度超过4m时,应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程,必须在地基内设置排水竖井。预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。(8)夯实水泥土桩法适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。该法施工周期短、造价低、施工文明、造价容易控制,目前在北京、河北等地的旧城区危改小区工程中得到不少成功的应用。(9)水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应根据地区经验或现场试验确定其适用性。基础和桩顶之间需设置一定厚度的褥垫层,保证桩、土共同承担荷载形成复合地基。该法适用于条基、独立基础、箱基、筏基,可用来提高地基承载力和减少变形。对可液化地基,可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合地基,达到消除地基土的液化和提高承载力的目的。(10)石灰桩法适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、杂填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土层时,可采取减少生石灰用量和增加掺合料含水量的办法提高桩身强度。该法不适用于地下水下的砂类土。(11)灰土挤密桩法和土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基,可处理的深度为5~15m。当用来消除地基土的湿陷性时,宜采用土挤密桩法;当用来提高地基土的承载力或增强其水稳定性时,宜采用灰土挤密桩法;当地基土的含水量大于24%、饱和度大于65%时,不宜采用这种方法。灰土挤密桩法和土挤密桩法在消除土的湿陷性和减少渗透性方面效果基本相同,土挤密桩法地基的承载力和水稳定性不及灰土挤密桩法。(12)柱锤冲扩桩法适用于处理杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基,对地下水位以下的饱和松软土层,应通过现场试验确定其适用性。地基处理深度不宜超过6m。
公路桥梁桥面防水的处理方法 篇10
关键词:公路桥梁,桥面防水,施工质量,处理方法
1 概述
公路桥梁工程是国家经济发展的重点工程之一, 随着社会经济的发展, 公路桥梁工程也有了进一步的提高。但是当公路桥梁工程投入使用之后, 整个工程极容易存在一些质量问题与安全隐患, 无法保证工程的正常使用。因此, 为了提高公路桥梁的使用质量, 我们需要采取有效措施进行处理, 以保证桥梁工程的使用寿命。
2 公路桥梁桥面防水工程中存在的问题
2.1 因混凝土工程施工不当而降低其防水性能
混凝土是当前公路桥梁工程施工中的主要施工材料之一, 它的施工质量直接影响到整个工程的施工质量, 有利于提高公路桥梁工程的防水性能, 但是如果在施工过程中, 施工人员采用的混凝土没有较高的性能, 那么混凝土在施工过程中就会出现离析或者泌水的现象, 最终影响到工程的防水性能。一般情况下, 混凝土出现泌水或者离析现象之后, 气泡就会存在于混凝土内部, 导致其表面出现麻面或者开裂, 对整个混凝土工程产生较大的影响。
2.2 因防水工程施工不当而影响到工程的防水性能
目前, 越来越多的施工人员开始将防水材料运用在公路桥梁工程建设过程中, 由于该施工工艺还处于发展阶段, 在工程施工过程中, 施工人员并没有相关依据与参考资料, 仍然采取传统的施工工艺以及管理方法进行建设, 这就在很大程度上影响到工程的施工质量, 不利于工程的正常使用。
3 公路桥梁工程桥面的防水处理方法
3.1 对混凝土表面进行合理的处理
(1) 在处理混凝土表面工程的过程中, 首先, 施工人员必须要根据施工单位以及国家的相关标准规范来进行合理的处理, 除此之外, 施工人员还必须要保证止水带位置, 然后采取有效措施将其固定, 并在周边浇筑混凝土, 并捣实, 这样才能够保证止水带的位置, 其次, 施工人员还需要将一些防水材料填充到变形缝当中, 并用密封膏将其填塞, 最后, 在工程的迎水面位置采用防水卷材, 并在其表面覆盖一层防水砂浆, 这样能够有效的保证其防水性能。
(2) 在对防水材料施工过程中, 为了达到其防水性能, 我们需要在水泥稳定碎石中掺入适量的胶结材料, 当胶结材料的含量达到一定程度之后, 材料内部各个颗粒之间就会产生一定的约束效果, 此时其温缩系数也就有所降低, 最终减少材料之中的次生矿物含量, 将这种材料应用在公路桥梁工程可以有效的提高其防水性能。
(3) 要想保证混凝土工程达到防水的目的, 就需要施工人员在路面内部结构的排水系统中采用纵向布置的方式, 在水泥稳定碎石排水基层的两侧边缘安装一定的集水沟等, 这样可以分散路面深入的积水, 避免路面内部结构因积水而导致各个部件损坏, 最终出现安全事故。另外, 施工人员还需要采用横向形式在出水口的位置安装一定的集水井, 这样就能够保证深入的水直接流向地下排水系统当中, 避免内部构件受到锈蚀而无法正常使用。
桥梁防水的最终目的是为了防腐蚀, 延缓桥梁的施用寿命, 增加桥梁建设投资的经济效益最大化, 保证桥梁的行车安全, 我们应该在设计、施工、养护的各个环节都加以重视。为彻底解决好桥面排水, 应注意以下3个方面的构造问题: (1) 排水体系的连续性; (2) 连接边缘的密封 (3) 防水层与上下层之间的紧密粘结。以上无论哪一点出现了问题, 都可能造成雨水的渗透, 从而造成桥梁桥面早期破坏。
3.2 防水系统保护层的处理方法
(1) 对路基进行防水处理是防水系统保护层处理的关键环节, 在实际工作过程中, 施工人员必须要将混凝土的设计强度考虑在其中。其次, 在施工过程中, 施工人员需要保证其保护层达到施工单位的相关规定, 对混凝土进行取样试验之后, 等到其试验结果达到设计标准之后再进行实际操作, 此时我们还需要校对混凝土的配合比。最后, 在浇筑混凝土的过程中, 施工人员应该要求混凝土的强度满足设计要求, 这样才能够真正保证防水工程的施工质量, 达到防水的目的。
(2) 在工程的实际施工中, 为了使混凝土的强度得到有效保证, 必须根据设计中所规定的配合比进行施工, 而且还必须对原材料的管理力度进行有效加强。另一方面, 应对保护层中的涂料进行均匀搅拌, 使用小刷把基层进行2~3遍的涂刷, 然后在公路桥梁路面上大面积地涂刷涂料。需注意的是, 桥面涂料的厚度通常为0.4mm~0.8mm, 每平方米通常使用1.3~1.8kg涂料。
(3) 为了使防水砼表层的裂缝、毛细孔以及孔洞得到有效封堵, 应根据工程的实际情况适当增加防水封闭层, 当防水层把裂缝、毛细孔以及孔洞封堵到一定程度时, 再渗入砼毛细孔, 并使之能够和结构砼进行有效粘结, 如此一来, 就能在一定程度上避免结构防水砼中细裂缝及毛细孔中有水渗入。在工程的实际施工中, 为了使变形缝的填充得到有效保证, 使用衬垫材料对封闭层进行堵塞时, 应在其上部加上盖板。
4 公路桥梁桥面防水在施工中应注意的问题
4.1 制定相关标准, 并严格遵循标准中的相关要求进行施工作业
对施工人员进行岗前培训, 并使之在施工过程中规范作业, 有效避免施工过程中对路面及其周围环境造成破坏, 提高公路桥梁工程的使用质量, 保障行车的舒适度, 避免因安全事故的发生而威胁到人们的生命安全。
4.2 对施工现场加强监督
防水材料的铺设对公路桥梁路面的保护有着非常重要的作用, 为了使其质量得到有效保证, 在施工的过程中一定要密切注意天气的变化, 某些时候还需进行夜间作业。冬天的时候, 某些建筑材料在低温天气的影响下, 可塑性会有所降低, 遇到这种情况的时候, 应采取相应措施对施工温度进行有效控制。此外, 为了保证防水层的完好性, 铺设完毕后, 应由专人对其进行检查, 如果其中存在问题, 技术人员需要向上级汇报, 并采取有效的措施进行解决, 从而保障公路桥梁工程的正常使用, 保证其使用寿命。
4.3 桥面泄水管的衔接设计
当桥面受到水的冷胀作用时, 通常会出现隆起现象, 因此, 对泄水管进行设计的时候, 必须对桥面泄水管的衔接引起重视, 有效避免桥面出现积水现象。另一方面, 为了防止搭接缝内有水分进入, 应从低处对防水层进行铺设, 只有这样, 才能够使工程达到防水的目的。
结束语
综上所述, 我国公路桥梁的施工越来越多, 在施工的过程中防水问题的处理尤为重要, 目前在混凝土施工控制和防水技术控制方面仍然存在一定的问题。为了解决这些施工难题必须要加强对混凝土表面的处理, 运用更为先进的技术进行防水系统保护层的施工安排。另外, 在施工的过程中应该制定严格的操作规程, 加强现场监理, 保证桥面防水问题成为历史。
参考文献
[1]万德云, 刘建强.公路桥梁的桥面防水问题的思考[J].江西建材, 2011, (3) :123-124.
浅谈高速公路地基沉降处理方法 篇11
摘要:为了满足日益增长的交通要求和提高道路服务水平,更好地为经济建设服务,有必要对原高速公路进行改扩建,近年来己有不少地方对旧路进行了改造。本文首先论述了高速公路地基沉降处理方法研究的必要性,继而对高速公路地基沉降处理的不同方案进行了分析,以期对我国当前的高速公路地基沉降处理提供一点可借鉴之处。
关键词:高速公路 地基沉降 方法
0 引言
近年来己有不少地方对旧路进行了改造,多数为拓宽工程,但已拓宽的路面在开放通车后的一段时间内,个别地段在老路部分相继发生了纵向开裂现象,裂缝宽度视路堤高度、软土厚度及其性质等变化而不同,雨水由此渗入,加剧了路面结构层的破坏。裂缝产生的原因主要是由于在拼接荷载的作用下,新老路基之间产生的反盆形不均匀沉降。因此高速公路拼接工程中的差异沉降,是设计中应考虑到的一个关键性问题,如处理不当,极易导致路面的拉裂,影响路堤的使用,给行车安全带来隐患。因此为了对以后的高速公路改扩工程提供指导,必须对高速公路的差异沉降的控制问题进行较为系统的研究。地基处理方案的选择,可分为排水固结法、复合地基法和轻质材料法三类。排水固结法本身不能减小总沉降量,主要是加快土体的固结速度。为了防止差异沉降,必须在新老路基之间设置分隔墙(地下连续墙),将新拼接路基的荷载对原路基的影响完全隔离,消除附加沉降的影响,是可靠的处理方案,此时新拼接路基可以选择价格低廉的塑料排水板加超载预压,采用加快排水固结的方案处理,同时也可防止由于抽水清淤而对老路基造成的附加沉降的产生,但工期较长,约须至少三年左右工期,适用于软基以下存有孔隙比小于0.6-0.7承载能力高的土层的情况。复合地基法,主要是通过加固拓宽部分的地基来达到减小差异沉降的目的。在高速公路上,传统的地基加固的方法主要是采用粉(湿)喷桩、旋喷桩,通过形成复合地基,在提高地基承载力的同时,起到减小差异沉降的目的。
1 轻质路堤填料的应用分析
软土地基高速公路的工程中,软土地基的沉降自施工开始之日起己发生,从路面竣工或开放交通以后在道路使用的一段时间内的沉降通常称为工后沉降。有效的控制路堤的工后沉降是保证高速公路使用质量的关键,特别是对沉降要求极高的高速公路拼接工程。减轻路堤的重量(同时保证满足使路堤边坡稳定所需的路堤本身强度和变形),使软土地基所承受的上覆路堤荷载减小,进而减小地基的压缩量,使路堤的沉降量减小。为了保证路堤的稳定性,又能达到减小路堤沉降的目的,所采取的减轻路堤重量的方法应是寻找一种具有足够强度且不易压缩变形的轻质材料作为路堤填料。从目前国内减小路堤重量的措施来看,主要是粉煤灰,EPS(Expanded Polystyrene)聚苯乙烯硬泡沫塑料近年来也逐渐在我国的高速公路的建设中采用,在国外己有不少成功的经验,但在国内的应用中还处于起步阶段;还有SLM(采用珍珠岩焙炼面成的轻质粒料),在上海的多条一级公路中己采用,同时还有泡沫轻量土等。
2 排水固结法
2.1 排水固结法原理 排水固结法是采取措施将土中的水排走,促使减小土体的孔隙,使其密度增加、强度提高的方法,是较为经济的一种软土地基的加固方法。排水固结法的加固机理是通过向土体中打设塑料排水带或砂井,在土体中形成竖向排水通道与地面水平排水砂层相连,组成排水系统,利用路堤本身的荷载进行堆载预压,促使土体中的孔隙水排出,有效应力增加,从而达到土体固结的目的,提高地基的承载力,从而减小建筑物的工后沉降量。排水固结法加固软土地基的原理是在软基表面施加等于或大于设计使用荷载,经过施工期的预压后,完成大部分或绝大部分的沉降。对于以工后沉降作为控制标准的高速公路来说,可以起到有效减小工后沉降的作用,但其本身并不能有效的减少总沉降量,当然可以部分的减小由于路面结构层的自重所产生的沉降量。其使用一般应根据工程地质条件配合等超载预压措施。
2.2 高速公路改扩工程中的排水固结法 在新建高速公路的建设中,现有的施工实践表明,排水固结法能加快非砂性土地基的固结速度,效果较好,一般情况下,路基在预压后固结度可达到85%-95%,是经济有效的地基处理方法。从排水固结法的加固机理可知,其不能有效减小地基的总沉降量,因此在高速公路的拼接工程中,由于老路下的地基的固结已基本完成,采用排水固结法进行新拼接地基的地基处理方案就具有一定的特性。首先,从拼接段地基的变形规律来看,由于在拼接荷载的作用下,新老路基间将产生差异沉降,当其达到一定量级时,必将导致路面的开裂。采用排水固结法处理的地基,一般都是软弱地基,因此在路堤荷载的作用下,只能加快地基的固结速度,而不能有效的降低地基的沉降,因此在施工期易导致路堤的开裂。其次,排水固结法一般需结合等、超载预压,两侧堆载土方的存在,将会进一步增大附加沉降量和对路堤构成危害,同时也会对原路的排水造成一定的影响。由此可见,在高速公路的拼接工程中,如采用排水固结法(向地基中打设砂井或塑料排水板)进行软基处理时,为满足拼接工程的需要,需采取一定的辅助防护措施。针对其处理时沉降量大,因此在其使用过程中,需采用必要的隔离措施,将新拼接荷载对老路的影响进行隔离,即在新老路基之间打设沉降隔离墙(地下连续墙),将新拼接的荷载对原路的影响完全或部分隔离,防止由于沉降过大而导致原路的开裂。同时也有效地隔离了新老路基下的渗流的产生,其作用此时就相当于竖向防渗墙,其持力层应设在透水性差的硬粘土层上。由于工序较多、施工时间亦长,以及新拼接路基需要较长的预压期(约需至少2-3年),适用于软基以下存在孔隙比小于0.6-0.7承载力高的土层情况。对于对工期要求相对较紧的高速公路的拼接工程来说,其使用受到一定的限制。
3 复合地基法
复合地基是指天然地基经地基处理后一部分土基得到增强,或被置换,或在天然地基中设置加筋材料,加固区是由基体(天然地基土或被改良的天然地基土体)和增强体(桩体)两部分组成的人工地基。在荷载的作用下,天然地基和增强体共同承担荷载。复合地基中不同材料构成的增强体具有不同的自身强度和刚度,其受力机理和破坏特性亦不同。
3.1 水泥土桩复合地基 水泥土桩复合地基主要是利用水泥与软粘土中的水发生水介和水化反应,反应的结果使软土中大量的自由水被吸收成结晶水并固定下来,从而生成具有一定强度的柱体,起到加固地基的作用,是目前比较常用复合地基软基加固方法。水泥粘土固化过程的物理化学机理与混凝土的硬化机理是不同的,混凝土的硬化作用主要是由砂石等骨料在水泥的水介和水化作用下进行固化,由于水泥用量多,所以其凝结速度快,凝结强度高。而水泥土固化过程中由于水泥掺入量很少,它是由粘土包围水泥,因此与混凝土不同,水泥粘土的固化速度慢,强度亦低,并随含水量的变化而改变。
3.2 控沉疏桩复合地基 预制混凝土桩基工程与一般基础工程相比,具有桩材质量好、施工快、工程地质适应性强、场地文明等特点,被厂泛应用于各类建筑物和构造物的基础工程上,如高层建筑、公共建筑、一般工业与民用建筑、港口、码头、高速公路、桥梁、重型机床、仓库、护岸等领域。大量的工程实践证明,预应力管桩具有如下优点和长处:①可工程化生产,成桩质量可靠;②耐久性好,单桩承载力高,单位承载力价格便宜;③设计选用范围广,容易布桩。对桩端持力层起伏变化的地质条件适应强;④运输起吊方便,施工前期准备时间短,施工速度快、工期短,施工现场简洁文明。⑤桩身耐打性好,穿透能力强。⑥施工监理、沉桩质量监测方便。
预应力管桩在工业与民用建筑中应用广泛,且己形成比较成熟的理论,主要以承载力和沉降控制为主。由于高速公路的路堤荷载一般较小,因此从承载力上考虑,其一般都能满足要求,因此应以沉降控制为主,即应以控制沉降的理论来进行刚性桩复合地基的设计。
参考文献:
[1]苏阳.高速公路扩建工程软基路段施工简介[J].水运工程.2007.2.
农村公路桥梁病害处理与维修 篇12
关键词:桥梁,病害,原因,处理,维修,加固
1 主要病害类型及处理措施
钢筋混凝土桥梁主要有混凝土病害、钢筋病害、桥面系病害、支座病害等多种病害。
1.1 混凝土病害
混凝土是一种耐久性材料, 其耐久性主要由混凝土质量及环境因素决定。在化学和物理反应的作用下, 混凝土会出现各种各样的病害。混凝土的主要病害可归纳为表层缺陷及裂缝两大类。混凝土的病害会直接影响桥梁结构的承载能力、使用性能和耐久性。
混凝土表层缺陷主要有蜂窝、麻面、露筋、磨损、老化、剥落等。混凝土表层缺陷是由混凝土性能不良、施工不当、结构不合理及外界荷载环境条件等因素引起的。
混凝土结构的裂缝是由材料内部的初始缺陷以及微裂缝不断扩展而形成的, 是混凝土结构最主要同时也是危害最大的病害。混凝土裂缝根据形成原因不同可分为结构性裂缝和非结构性裂缝。结构性裂缝主要由外荷载引起, 其裂缝的分布及宽度与外部荷载条件有关。非结构性裂缝主要由变形引起。两种裂缝区别明显, 危害不同, 但有时会同时发生。因此, 裂缝的产生的原因包括材料因素、施工因素、荷载条件、桥梁结构的不均匀沉降或变形及外界环境因素等。对于混凝土病害, 需要根据病害的程度, 采取合理的措施, 对于病害比较轻的可以直接小补, 对于病害比较严重的地方, 需要铲除原有的路面, 采用高一等级的混凝土进行修补。
1.2 钢筋病害
钢筋的病害主要是腐蚀。钢筋腐蚀是由于自身的抗腐蚀性能差和环境中不利因素的侵蚀作用造成的。混凝土中钢筋的腐蚀一般为电化学腐蚀。钢筋腐蚀过程中伴有体积膨胀, 会使混凝土出现沿钢筋纵向分布的裂缝, 造成钢筋与混凝土之间的黏结力发生破坏, 钢筋截面面积减少, 最终导致结构构件出现承载力降低、变形和裂缝增大等不良现象。影响混凝土中钢筋腐蚀的因素主要有混凝土液相PH值、混凝土中Cl-含量、掺合料的数量、混凝土的密实度和保护层厚度、环境条件等。
对于钢筋的病害, 应该做好钢筋保护层的处理, 对于出现钢筋外漏的情况, 应该及时对其进行保护层的施工, 确保钢筋不容易被腐蚀。
1.3 桥面系病害
(1) 桥面铺装层病害
桥面铺装层发生病害将会降低行车的舒适性和安全性, 严重的还会导致桥梁主体结构损坏, 从而影响桥梁结构的承载能力及使用寿命。桥面铺装层病害与外界环境、桥梁及主梁的结构形式有关, 因此, 桥面铺装层病害往往最先出现在主梁或主拱圈负弯矩区域。
沥青类桥面铺装层病害种类较多, 如裂缝、高低差、凸凹、车辙、松散露骨等。沥青类桥梁铺装层发生病害的主要原因有材料性能不佳、材料用量不当、施工方法不良、车辆荷载分布不均以及桥梁结构的不均匀沉降或变形等。
混凝土桥面铺装层常见的病害有裂缝、磨光、脱皮露骨、高低差、坑槽等。混凝土类桥面铺装层病害发生的主要原因有施工不当、温度变化、混凝土干缩裂缝、桥梁结构的不均匀沉降或变形等。
对于桥面铺装层出现的病害, 应该根据病害的情况, 采取有效的措施对其进行处理, 比如说主梁或主拱圈负弯矩区域出现病害, 应该采取必要的加固措施对其进行加固。
(2) 伸缩缝病害
伸缩缝的作用主要是保证梁体能够适应由于混凝土徐变和收缩、温度变化、荷载等作用引起的变形。桥梁伸缩缝是桥梁结构的薄弱位置, 也是桥梁的重要部位。伸缩缝过早的发生病害, 不利于行车的舒适性和安全性, 严重的病害会影响桥梁结构的正常使用功能。
伸缩缝由于设计原理、使用材料、施工方法不同会发生不同类型的病害。钢筋混凝土桥梁伸缩缝的常见病害有:伸缩缝防水材料的脱落、老化、接头活动异常, 构造部位下陷或凸出, 锚固构件损坏, 伸缩缝凹槽填入其他硬物, 不能自由变形等。伸缩缝发生病害的原因, 除了其本身的构造问题之外, 还有其他很多因素:设计因素、施工因素、管理养护因素及荷载作用因素等。
1.4 支座病害
支座是桥梁的重要组成部分, 其作用是能够有效地将上部结构的荷载传递给墩台, 并适应由于荷载及非荷载因素所产生的变形, 从而确保桥梁结构的受力情况与计算简图相符合。支座在长期使用过程中发生的病害, 会对桥梁上、下部结构产生不利影响, 甚至可能对桥梁结构造成重大损伤。
不同的支座形式, 其病害形式也不同。支座的主要病害可归纳为支座构件缺陷、支座构件变形或变位。钢筋混凝土桥梁常见的支座形式有板式橡胶支座、盆式橡胶支座等。板式橡胶支座的主要病害是脱空、老化开裂及剪切变形。盆式橡胶支座的主要病害是固定螺栓剪断、螺母松动。支座发生病害的原因包括支座的设计不周全、施工制作不完备、维修养护不善及主体结构的位移、不均匀变形等。
对于支座出现了不同形式的病害, 应该采取的必要的加固措施对其进行加固。
2 桥梁维修加固措施
大多数人对桥梁的了解有限, 其实, 随着时间的推移桥梁都会发生老化, 无论是外界因素还是自身因素的影响, 都会改变桥梁的结构导致病害的发生, 所以, 对桥梁进行及时加固非常重要。相比较而言, 加固旧桥比新建桥梁的经济效益高, 因此, 对旧桥的加固技术越来越成为桥梁建设的焦点。
2.1 外包混凝土法
外包混凝土法一般用来增加混凝土结构物的横截面面积, 使用这种加固方法之前应先确认被加固桥梁的下部结构是否能够承受更多的重量, 或者是否能够提供更高的承载力。一般常情况下, 以加大主梁梁肋的宽度为主。这一方法对施工人员的技术要求较低, 且适应性强, 可适用于许多小跨径的T梁或者是一些板桥的加固。运用此方法进行加固之后, 桥梁的刚度会有显著的提高, 其载荷能力也会有所提升, 但现场施工的时间长, 加固后的净空面积会缩小, 这对人们的生产和生活会产生一定的影响。
2.2 桥面补强层法
在梁顶处加铺一层钢筋混凝土, 首先应凿除旧桥面, 并保证其和原来的主梁形成整体, 以提高主梁有效高度以及抗压截面强度, 从而改善桥梁的承载能力。
2.3 改变受力体系法
这种方法可以改变桥梁结构的受力体系, 并以此提高桥梁的载荷能力。例如于简支梁处加设桥墩或者支架、将简支梁和简支梁进行竖向连接, 通过简支变连续梁或者在梁下加设钢析架等结合梁, 使得梁内应力减小, 从而提高桥梁的载荷能力。改变结构体系的方法往往需要在桥下进行操作, 也可以通过设置永久设施实现, 由于此方法缩小了桥下的空地面积, 且施工时很可能影响汽车通行, 所以需要考虑到交通情况以及桥梁的疏通能力。然而, 这一方法的加固效果相对较好, 因此常用来解决超重车辆的临时性通行, 超重车量通过之后, 临时支撑则随即拆除。
3 总结
农村公路桥梁在使用过程中会出现各种各样的病害, 为了有效的避免或减少病害, 必须正确及时地采取预防措施, 完善设计理论, 加强施工管理过程管理, 建立科学的管理体系。对已经出现的各类桥梁病害, 应认真分析产生的原因和机理, 并建立桥梁病害数据库, 以指导日后的桥梁设计、施工及管理养护工作。
参考文献
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