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探讨公路与城市道路桥头跳车的原因及防治措施(2)

发布时间:2013-11-29   |  所属分类:交通运输:论文发表  |  浏览:  |  加入收藏

地基可以分为天然地基与人工地基。直接放置基础的天然土层称为天然地基。如果天然地基土质过于软弱或有不良的工程地质情况,需要进行人工人工加固或处理后才能修筑基础,这种处理过的地基称为人工地基。

对于软土地基的处理,目前国内已有换土法、超载预压法、排水固结法、高压喷射注浆法、震动碎石桩法、挤密砂桩等方法。下面介绍采用深层搅拌法加固桥头软基的方法。

深层搅拌法是用于加固饱和粘性软土地基的一种方法.深层搅拌法是20世纪60年代由日本和瑞典分别开发的软土加固技术。目前应用最多的为粉喷桩,一般借助于压缩空气,采用深层搅拌机械设备,从不断回转的中心轴端向四周被搅松的土体喷出浆体固化剂(如水泥等),经叶片搅拌并吸收周围水分,在固的深层软土中进行一系列物理、化学反应, 使软土硬接成有整体性和一定强度的优质复合地基的承载力,减少沉降量(特备是工后沉降量),缩短固结期,提高边坡稳定性。

采用石灰粉喷桩加固软粘土,其原理与公路常用的石灰加固土基本相同。石灰与软土主要发生以下作用:石灰的吸水、加热、膨胀作用;离子交换作用;碳酸化作用(化学胶结作用)、火山灰反应以及结晶作用。这些作用使土体中水分降低、土颗粒微聚而形成较大的团粒,同时化学反应生成复合水化物在水中逐渐硬化而与土颗粒粘结一起从而提高了地基的物理力学性质。水泥搅拌桩加固软土地基的原理是加固过程中发生水泥的水解和水化反应;水泥水化生成钙离子与土中的钠离子交换使土粒形成较大团粒。这些反应使土颗粒形成胶凝体和较大颗粒;颗粒间形成峰高状结构;生成稳定的不溶于水的结晶化合物,从而提高软土强度。

一般对搅拌桩的设计主要从以下几方面考虑:

A搅拌机的设计,包括确定桩长和选择固化剂(如水泥和石灰)的掺入量;

B置换率和装数的、计算;

C桩位的平面布置;

D下卧层地基的验算

对于利用深层搅拌法处理台后路基时,应当特别考虑桩长及置换率。据资料表明,一般认为桩长在10米左右比较有效,置换率以15%~25%最佳。工程中通常路中央处的状较长,路肩处较短;在近桥台处状长些,在一般路段处状较短些。

粉喷桩固结法适用于深层淤泥烂粘土地基,加固效果明显,工后沉降少。施工过程中路基填涂速率不受限制,且无振动、无污染,对周围环境或建筑物无不良影响,近年来已得到广泛应用。粉喷桩对加固有机含量较高的软粘土效果较差;不适应在地下中含有硫酸区域内施工;冬季施工时易受气温影响。缺点一时造价较高,二是设计计算方法不成熟,尚待进一步完善,另外,搅拌桩的质量监测也缺少全面的规范,而且影响搅拌桩质量问题的关键因素(粉体的计量问题)目前还未得到很好的解决。

2.2 填料处理

台背填土应采用透水性材料或设计规定的填料,严禁采用膨胀土、髙液限粘土、腐殖土、盐渍土、淤泥和冻土块等不良填料。填料中不应含有有机物、冰块、草皮、树根等杂物或生活垃圾;应该选用强度高、压实快、透水性好的材料。如:砾石土、碎石土、中粗砂和强度较高的工业废渣。同时选料应选用內摩角较大的填料,这样有利于从台背缝隙中渗入的雨水沿盲沟或泄水管顺利排到路基外,从而减缓雨水的危害,而且也有利于改善压实性能,使台背填土达到设计要求的密实度。为改善密实性,要做好相应的级配试验采用最佳级配。通常情况下,透水性填料的填筑长度沿纵向在基底部小于2m,并接1:1设置斜坡或开挖成阶梯状进行填筑压实。

2.3设计的处理

桥台与台背填不属于同一种物质,要使两种不同的物质达到同一速度的下沉有点不切实际,因此设计时应尽量减小两种物质的不均匀沉降差。

对接头处路面进行处理。我们认为桥台到路基结构是不同体系,因此如何消除和减少结构物突变影响,使两个对接性质不同路面体系在抗垂直形变能平顺过渡是解决桥头跳车原因考虑的主要方面。路桥连接处设置桥头搭,可以使在柔性路堤产生的较大沉降逐渐过渡到刚性桥台上。搭板的附近端至于桥台上,搭板与桥台接缝填入沥青马蹄脂防止水分渗入。搭板的远台端搁置在路基上,路基沉降后搭板产生纵向滑移,为此,必须在台顶与搭板端之间设置锚栓。对连接沥青路面,则在桥台处增设厚水泥混凝土埋板,对连接水泥混凝土路面则在连接处路面板改为变厚式,混凝土路面同桥梁连接处最好是设置钢筋混凝土搭板。搭板一端在桥台上,并加设防滑锚固钢筋和搭板上预留灌浆孔,为避免二次跳车,常在搭板的尾端加设一段浅埋的变厚式埋板。在搭板、埋板或变厚式板的下层,为保证与桥台连接部位的刚柔层次在水平和垂直方向的均能渐次变化,建议采用强度及回弹模量均高于其他路段相对应的路面结构层材料,以提高该部位的整体受荷载和抗冲能力,有利于减少错台幅度,调整不均匀沉陷,改善桥头跳车或二次跳车现象。

2.4对路基段进行处理

桥头过度段路基必须夯实、稳定、而均匀。影响路基强度和稳定的地面水和地下水,必须采取拦截或排出路基以外的措施。一般要求路基处于干燥或中湿态,过湿状态或强度与稳定性不符合要求的潮湿状态的填土,必须经过处理。

在台背的填料可采用超轻质材料做路堤,铺设轻质材料可以减轻路堤自重,有效降低地基应力,减少沉降并增大稳定安全系数,常用的轻质材料:如粉煤灰等。在桥台后宜选用摩擦角大,强度高、压实快、透水性好的材料如:岩渣、砾石、砂砾等。

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