郑子超
(宁夏正丰建筑工程有限公司,宁夏银川750000)
软土形成的主要原因是:流流经地基,地基土层被软化并淤积,经过长时间沉淀,在生物和化学的作用下,地基就形成由部分软黏土组成的淤泥层。软土的主要分布区域集中在滨海区以及江河的入海口处,内陆的湖泊、河流、漫滩和河流也分布着不少的软土。软土的最大的特点就是土层的水含量很高,这就导致软土的孔隙和压缩性都比较大,进而透水性和抗剪力就较弱,因此软土在蠕变性以及触变性就非常明显。
1.2.1 沉降
沉降是软土地基造成最大的影响之一,无论是在公路工程,还是房屋建筑或者是其他建筑领域,一旦地基出现沉降现象,往往会给工程带来不可换回的损失。地基出现沉降的主要原因还是土层中的软土影响,导致地基不稳,再加上外力的作用,比如公路中车辆的长时间碾压。
1.2.2 硬化
土层硬化主要是因为在处理软土地基时使用的材料比例不符合工程要求,致使土层中的硬化不均匀。软土地基中地质结构很不牢固,极易受到外力的影响,如果在对软土地基处理时,材料选择出现错误,那么地基工程施工就容易出现硬化现象。
1.2.3 侵蚀
在进行地基施工时往往会大量利用砂石、水泥等材料。由于软土地基中土层较为松软,经过长时间的雨水冲刷,地基施工使用的材料被冲散,路基的表面就容易被侵蚀,进而影响地基内部材料紧密性。
软土地基的处理主要是针对公路工程,现阶段,我国公路中处理软土地基采用的方法主要砂垫层法、竖向排水法、加铺土工织物、粉喷桩、碎石桩、砂桩、强夯和深层搅拌等。其中砂垫层是公路地基施工中较为常用的方法,这种方法不仅成本较少,而且效果明显。
虽然软土地基对工程施工有着诸多危害,但是在工程采用科学合理的方法依然可以有效避免这些危害。我国地理环境相对比较复杂,特别是在山区,泥石流、滑坡等自然灾害等不可预计的因素对软土地基处理破坏性极大,这就要求工程建设队伍在处理技术上必须根据实际情况选择合理的方法,综合考虑当地的自然环境和地质条件,做到因地制宜和可持续发展。
袋装砂井的作用原理就是排水固结法,利用这种方法对在原有地基中挖一条竖向的排水通道,然后在软土地基增加一些荷载,使土层中的饱和水份从孔隙中流出,再经过排水通道排除土层。当土层中水分排除之后,土层中的孔隙体积就会随之变小,地基也会因此固结和变形。同时在超静水压力的作用下孔隙会逐渐消失,而土层的有效应力会随之提高,进而地基的强度也就增强。排水固结法是综合纵向排水系统和超载预压的施工工艺,在现阶段的工程中也是较为成熟的软土地基处理技术。
砂垫层其实就是一种透水性垫层,主要在路堤填土和软土地基的中间进行施工,其作用是将土层中的水分排出,进而确保经过填土荷载之后孔隙中的水排出,不但可以快速固结地基,而且能保护路堤不会因为孔隙中的水分而受到浸泡。砂垫层采用的主要材料是中、粗砂石,厚度大概在0.5~0.9 m之间,宽度要超过路堤宽度0.5~1.0m。在进行砂垫层施工的工程中要尽量避免出现因为过多的细粒而堵塞排水孔隙,因此必须在砂垫层的上下土层中设置反滤层。砂垫层较适合在工期较长的路堤工程中,且路堤的高度要不能最高高度的两倍,周围有丰富的砂石材料,软土地基的外表没有隔水层,此时使用砂垫层效果最佳。
如果软土地基的地基承载力及变形与建筑要求不符,且土层中的软土厚度也不是很大时,就利用换填法处理软土地基。换填法的工艺流程需要首先把准备处理的软土全部或者部分挖出,然后将强度较大的材料或者其他稳定性高、防侵蚀的材料分别换填进土层中,再利用强夯机等设备压紧都要求的密度。
粉喷桩的主要作用是将土层中饱和黏性土进行加固,其施工方法是把水泥或者石灰等材料当作固化剂,然后利用根据工程要求制定的搅拌设备,将地基深处的软土与固化剂在地基处理进行强制搅拌,这样在经过物理和化学的作用下固化剂与软土不断融合,直到软土整体上的水稳定性和强度能够变成水泥加工土,从而实现地基强度和变形模量的增强。粉喷桩的优点是在利用粉体当作固化剂之后,就不再需要向地基添加过多水分,这样软土中的饱和水分反而可以被充分吸收,在地基处理施工初期的时候强度较高。
软土中含有大量的水分,因此软土地基极为松散,很容易受到外力的作用出现沉降、硬化、侵蚀等危害。在路基施工中必须综合考虑各方面的因素,不断提高和改进路基软土地基的施工技术,才能有效应对我国多地质灾害和地质条件非常复杂的情况。
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