浅谈高速公路地基处理
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摘 要:针对高等级公路工程地基处理施工常见的质量问题,本文从影响高等级公路地基处理着手,简述地基处理对岩土工程勘察的要求和对地基处理的方法分类、原理及其应用范围;地基处理选择的原则等。
关键词:浅谈 高速 公路 地基 处理
正文:
一.概述:
公路工程是我国基础设施建设的重要内容,近年来我国公路建设得到飞速发展,是我国经济发展的一大支柱。高等级公路建设发展突飞猛进。但是高等级公路的提高的同时地基处理遇到了各类问题也日益增多,在施工中对地基处理研究的要求越来越高。
二、地基处理前对岩土工程勘察的要求:
进行勘察前前应充分搜集已有的岩土工程勘察资料,该地区经常采用的地基处理方法,根据建筑物的类型、基础埋深,对地基承载力和变形的要求,分析可能采用的地基处理的类型,编制勘察纲要时要做到有的放矢,兼顾可能采用的地基处理方案。
三、地基处理的方法分类、原理及其应用范围:
地基处理的方法有:换土垫层法、挤泥置换法、强夯置换法、砂石桩(置换法)、挤密砂石桩置换法、强夯法、真空预压法、深层搅拌法、高压喷射注浆法、石灰桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、桩锤冲扩桩法等。
1、换土垫层法:将软土或不良土开挖至一定的深度,回填抗剪强度较大,压缩性较小的土,如:砂、砾、石灰、灰土等,并分层夯实,形成双层地基。垫层能有效扩散基层压力,提高地基承载力。它的地基处理造价比桩基造价要低,并且效果很好,建成的的构造物的沉降量大大小于预估值。(适用于各种软弱土地基).
2、挤淤置换法:通过抛石或夯击回填碎石置换淤泥达到加固地基的目的。(适用于厚度较小的淤泥地基).
3、强夯置换法;利用震冲器在高压水流作用下边震边冲在地基中成孔,在孔中填入碎石、卵石等粗粒料且震密成碎石桩。碎石桩与桩间土形成复合地基。以提高承载力,减少沉降。(适用于不排水抗剪不少于20KPa的黏性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基).
4、砂石桩(置换法):在软黏土地基中采用沉管法或其他方法设置密度的砂桩或碎石桩,置换同体积的黏性土形成砂石桩复合地基,以提高地基承载力,同时砂石桩还可以同砂井一样起排水作用,已加速地基土固结。(适用于软黏土地基).
5、挤密砂石桩桩法:采用沉管法或其它方法在地基设置砂桩,碎石桩,在成桩过程中对周围土层产生挤密的桩间和砂石桩形成复合地基,达到提高地基承载力和减少沉降的目的。(适用于杂填土、松砂土非饱和黏性土、黄土地基的加固).
6、强夯法:采用质量为(10――40)T的夯锤从高处落下,地基土在抢夯的冲击力和振动力作用下密实,这样可以提高承载力,减少沉降。(适用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土和黏性土、湿限性黄土、杂填土和素土等地基).
7、真空预压法:在饱和软黏土地集中设置竖向排水通道(砂井或朔料排水带等)和砂垫层,在其上覆盖不透气密封膜。通过埋设于砂垫层的抽水管进行长时间不断抽气和水,使砂垫层和砂井造成负气压,而使软黏土层排水固结。负气压形成的当量预压荷载可以叠加计算。(适用于软黏土、粉土、杂填土、冲填土、泥灰土地基等).
8、深层搅拌法:利用深层搅拌机将水泥或地基土原位搅拌形成圆柱状,格栅状或连续墙水泥土增强体,形成复合地基以提高地基承载力,减少沉降。深层搅拌法分喷浆搅拌法和喷粉搅拌法两种。也可用它形成防渗帷幕。(淤泥、淤泥质土和含水量较高地基承载力标准值不大于120KPa的黏性土、粉土等软土地基,用于处理泥炭土或地下水具有腐蚀性时宜通过试验确定其适用性).
9、高压喷射注浆法:利用钻机将带有喷嘴的注浆管钻进预定位置,然后用20kPa左右的浆液或水的高压流冲切土体,用浆液置换部分土体,形成水泥土增强体。高压喷射注浆法有单管法、二重管法、三重管法。在喷射浆液的同时通过旋转、提升可形成定喷、摆喷和旋喷。高压喷射注浆可形成复合地基以提高承载力,减少沉降,也可用它形成防渗帷幕。(适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基,或有机质含量较高时应通过试验确定其适用性).
10、石灰桩法:采用机械或人工方式成孔,在孔内填入(夯实)生石灰或生石灰与其它掺和料(粉煤灰,火山灰,工业废料)的拌合料,经夯实(或震密)后形成柱体。石灰桩与桩间土形成复合地基。(适用于饱和黏性土、淤泥、淤泥质土、素填土和杂填土地基).
11、水泥粉煤灰碎石桩法:是由水泥、粉煤碎石、石硝或砂加水拌和形成的高粘结强度桩,桩体强度C5―C25,桩、桩间土与褥垫层共同构成的复合地基,它具有很高的承载力。(适用于杂填土、素填土、粉土、砂土等).
12、桩锤冲扩桩法:通过人工成孔、或螺旋钻成孔、或振动沉管成孔、或柱锤冲击成孔,填入碎石、矿渣、灰土、水泥加土、渣土、或CFG料,分层夯击,夯扩桩体,挤密桩间土,形成复合地基以提高地基承载力减少沉降。(适用于杂填土、粉土、黏性土、素填土和黄土地基).
以上简述为地基处理的常用方法,但每一种处理方法都不是万能的,这还需要我们在实际的公路工程的建设中不断去探索和改进,取长补短,只要某种方法在地基处理中做到安全适用、技术先进、经济合理、保证速度、确保质量、保护环境等,这才是最根本的目的。
四、地基处理选择的原则:
地基处理方法的选择,应考虑上部结构的特点,在需进行大面积的填方工程,应在建筑物施工前完成填方工作,使地基得到预压,如果在建筑物施工后再进行填方的话,这样会使建筑物产生不均匀和较大的附加沉降,总之,在实际的施工中地基处理的方法很多,但各有各的适用范围、局限性和优缺点。随着公路工程地质条件的千变万化及各地施工机械条件、技术水平、经验积累,以及建筑材料品种、价格等条件及地区、环境不同,存在着较大的差别,所以,在施工中要对各个工程点都要因地制宜,具体工程具体分析,具体对待。应从地基条件、环境、处理要求、工程费用以及材料、机具来源等方面综合考虑,要根据具体的工程情况,因地制宜的确定合理的地基处理方法,在引用外地或外单位某一方法时应该克服盲目性,注意地区特点。在原则来讲一定要技术可靠,在经济上合理可行,又能满足施工工期的进度,另外还要做到环境保护、节约能源,避免因为在施工中对地基处理造成对地下水的污染、噪音对环境造成不必要的影响等等。
五、结论:
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:
(1)、ISBN 7-112-01292-9/P.9 工程地质手册编委会 工程地质手册:1992.12.第三版。中国建筑工业出版社.
(2)、ISBN 978-7-112-08828-7 工程地质手册编委会 工程地质手册:2007.2.第四版。中国建筑工业出版社.
(3)、地基处理手册编委会 地基处理手册:2000.1.第二版。中国建筑工业出版.
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