市政工程中軟弱地基的處理方法分析

徐君蘭

摘要：近幾年，我國(guó)政府部門大力地投資建設(shè)市政道路，來完善國(guó)內(nèi)的市政道路網(wǎng)絡(luò)體系。市政道路的建設(shè)給社會(huì)車輛通行帶來較大的便利性。但是在市政道路的建設(shè)當(dāng)中，由于受到外界自然環(huán)境地質(zhì)條件的影響，會(huì)在施工現(xiàn)場(chǎng)中遇到一些軟土地基的問題，這樣就給工程建設(shè)單位帶來較大的施工難度，以及對(duì)后期公路的使用時(shí)間和工程的穩(wěn)定性也帶來一定的影響。因而，工程公司需要使用軟土路基的處理技術(shù)，來提高公路的工程的質(zhì)量水平。

關(guān)鍵詞：市政工程;軟弱地基;處理方法

引言

在市政工程軟弱地基處理方法多樣，通過換填或是加固的方式都能對(duì)地基進(jìn)行處理，此類研究已然很具體深入。本文從碎石樁加固軟弱地基的角度出發(fā)，詳細(xì)的介紹了碎石樁處理情況，以及碎石樁使用中的應(yīng)力情況，通過分析對(duì)比參數(shù)變化后樁體的應(yīng)力變化、沉降變化情況，分析研究軟弱地基處理的效果，給市政工程施工帶來更多的參考內(nèi)容。

1概述

碎石樁是在軟弱地基中，利用已有的樁通過振動(dòng)的方式將碎石沖擊至樁體，在孔徑中形成密實(shí)的樁體。對(duì)于在市政工程中，工期要求短、施工質(zhì)量要求高的情況下，利用碎石樁的方式能夠很好地解決軟弱地基的問題，同時(shí)在原有地基中由于水分含量大、強(qiáng)度低等特性，碎石樁能夠解決的同時(shí)還能強(qiáng)化地基的承載力，減少地基沉降。對(duì)于市政工程中軟弱地基利用碎石樁進(jìn)行處理，還能夠提高地基基礎(chǔ)的抗剪能力，在市政工程中起到防止土體滑坡的作用。

2碎石樁地基處理分析

碎石樁在處理軟弱地基中，利用碎石與周圍砂石結(jié)合，在經(jīng)過振動(dòng)處理，形成碎石樁體。樁體在振動(dòng)后形成擠密結(jié)構(gòu)，孔隙率和含水量相應(yīng)減少，并且通過蜂窩狀的結(jié)構(gòu)，使得土顆粒之間密實(shí)，樁體的密實(shí)度有效提升。在市政工程中，由于城市地下土層多位不飽和黏土，密度較大，承載能力較小，在受到荷載的作用下就會(huì)發(fā)生破壞，利用碎石樁的結(jié)構(gòu)能夠很好的改善地基結(jié)構(gòu)，對(duì)結(jié)構(gòu)的整體性起到了關(guān)鍵作用。

2.1沉降分析

軟弱地基除了承載力難以滿足設(shè)計(jì)要求以外，在使用中會(huì)出現(xiàn)沉降。在現(xiàn)有很多市政工程中，地基在使用幾年后出現(xiàn)了不均勻的沉降，短期導(dǎo)致路面不平，利用簡(jiǎn)單的修補(bǔ)措施能夠保證路面的使用，但是長(zhǎng)時(shí)間以后，沉降難以控制，最為直接是路面出現(xiàn)破壞，外部液體對(duì)路面內(nèi)的鋼筋造成腐蝕，嚴(yán)重影響路面的使用功能。在考慮處理軟弱地基時(shí)，必須考慮到使用碎石樁后路基沉降問題，在地基加載后，基底出現(xiàn)快速沉降，這種瞬間沉降主要是地基的夯實(shí)度不夠，在出現(xiàn)軸向的變形后，樁體出現(xiàn)塑性變形，逐漸地基土因?yàn)楹奢d情況，發(fā)生擠壓變形，孔隙水在這個(gè)階段被擠壓滲透，最終碎石和土層共同沉降，最終達(dá)到平衡狀態(tài)。在分析沉降中，主要考慮的是碎石樁的彈性模量，彈性模量曲線計(jì)算樁體加壓荷載的數(shù)值，保證在加壓曲線中，荷載提高后沉降變化值趨于穩(wěn)定。

2.2碎石樁地基處理應(yīng)力分析

碎石樁主要是改善軟弱地基應(yīng)力狀態(tài)，對(duì)在荷載情況的地基進(jìn)行加固。在上部荷載不斷增加時(shí)，荷載經(jīng)過土層向地基傳遞，在樁體承擔(dān)荷載的同時(shí)，土體同時(shí)受到荷載作用，此時(shí)土體受到荷載水平較低。在上部荷載再次增加，荷載由均布荷載轉(zhuǎn)變?yōu)榧袘?yīng)力，在樁體上承擔(dān)更大的荷載，有的地基結(jié)構(gòu)出現(xiàn)偏心受壓，樁體受到彎矩逐漸增大，而土體承受的壓力相應(yīng)減少。當(dāng)時(shí)應(yīng)力增到一定數(shù)值后，樁體出現(xiàn)塑性變形，樁體和土體之間承受土壓力值n相對(duì)應(yīng)減少，應(yīng)力比值出現(xiàn)平穩(wěn)狀態(tài)，當(dāng)荷載超過臨界數(shù)值，n值變化趨勢(shì)不大，應(yīng)力分布保持平穩(wěn)狀態(tài)。根據(jù)計(jì)算可知，在原位土的承載能力較低時(shí)，n值較小，當(dāng)原位土的承載能力較大時(shí)，n值對(duì)應(yīng)的較大，這就給碎石樁改良地基處理提供了應(yīng)力依據(jù)，由此可以計(jì)算出碎石樁處理的應(yīng)力變化范圍。此外，對(duì)于碎石樁的長(zhǎng)度也需要根據(jù)n值進(jìn)行測(cè)定，當(dāng)碎石樁的長(zhǎng)度增加，n值就會(huì)相應(yīng)提高，當(dāng)樁長(zhǎng)到達(dá)一定的臨界值，n值變化的趨勢(shì)不明顯，由此可以推斷出，當(dāng)n變化變小，甚至不變時(shí)，為樁長(zhǎng)的最佳情況，可以為地基加強(qiáng)提供依據(jù)，也能控制施工成本。對(duì)于樁體的加載時(shí)間，根據(jù)加載的力度和時(shí)間不同，樁身發(fā)揮的作用不同。當(dāng)樁體固結(jié)后，樁體和土體共同承擔(dān)土壓力，固結(jié)一段時(shí)間后，樁體出現(xiàn)了蠕變，樁土壓力值n也會(huì)相應(yīng)變化，趨勢(shì)為增大，但是到達(dá)一定范圍后，n值不變，樁體的固結(jié)完成，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

3碎石樁地基處理參數(shù)分析

碎石樁地基處理在使用中有其獨(dú)有的優(yōu)越性，但是在具體分析中存在很大的差異，主要的差異表現(xiàn)在改變樁體的參數(shù)，加固的效果就會(huì)發(fā)生很大的變化，通過調(diào)整參數(shù)的方式，能夠?qū)κ姓こ淌┕硪欢ǖ膮⒖肌?/p>

3.1樁間距導(dǎo)致沉降變化情況

不同樁間距處置的軟弱地基在填筑過程中所產(chǎn)生的累計(jì)沉降量是不一樣的。不同樁間距處理的軟弱地基，累積沉降量均是隨著填筑高度的增加而增加，變化趨勢(shì)基本一致。樁間距比較大的，隨著填筑高度的增加，累計(jì)沉降量變化的速度比較快;樁間距小的，隨著填筑高度的增加，累計(jì)沉降量增加的速率較樁間距小的，隨著填筑高度的增加，累計(jì)沉降量增加的速率較小。1.5m，2.0m和2.5m樁間距的累計(jì)沉降量分別為339mm，386.2mm，426.27mm。

軟弱地基的模量比較小，碎石樁的模量比較大，處治軟弱地基時(shí)，碎石樁作為一種半剛性樁，在土體的圍箍作用下，碎石樁和樁間土共同承擔(dān)荷載，增大了軟基整體性的模量。故當(dāng)碎石樁的樁徑和樁間距變化時(shí)，必將引起軟基整體模量的變化。

樁間距的變化，會(huì)引起置換率的變化，并且直接關(guān)系到處理的結(jié)果和經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)碎石樁的樁間距進(jìn)行調(diào)整。規(guī)范明確規(guī)定，相鄰樁間凈距離不應(yīng)大于4倍樁徑。本文采用0.5m樁徑，樁間距S分別取為1.5m，2.0m和2.5m。

3.2沉降量變化情況

在市政工程施工中，需要考慮到樁體的穩(wěn)定性同時(shí)還要考慮到設(shè)計(jì)和施工的成本，沉降的問題在施工中普遍存在，利用參數(shù)的調(diào)整，在合理的區(qū)間內(nèi)，既能控制樁體出現(xiàn)大的沉降，又能控制施工的成本是研究的重點(diǎn)。以某市政路基工程為例，在土層為軟弱地基時(shí)，利用碎石樁進(jìn)行加固，樁身的直徑分別取300cm、500cm、700cm，在同樣的施工環(huán)境中測(cè)量路基沉降。可以看出，在路堤填筑過程中，累計(jì)沉降量的變化趨勢(shì)基本一樣。但是當(dāng)樁徑為0.3m時(shí)，累計(jì)沉降量增加的速度比較快;而當(dāng)樁徑為0.7m時(shí)，累計(jì)沉降量增加的速度比較緩慢。當(dāng)填筑高度H=15m時(shí)，0.3m樁徑碎石樁處置的軟土地基的累計(jì)沉降量為485mm，0.5m樁徑的累計(jì)沉降量是339mm，0.7m樁徑的累計(jì)沉降量是259mm。由此可以發(fā)現(xiàn)，在路堤填筑的初始階段，累計(jì)沉降量的差別比較小，隨著路堤填筑的增加，不同樁徑處置的軟弱地基的累計(jì)沉降量差別逐漸變大。

結(jié)束語(yǔ)

綜上述，通過對(duì)碎石樁的使用原理進(jìn)行詳細(xì)的分析，在市政工程軟弱地基處理中，該處理方式有著廣泛使用，同時(shí)結(jié)合市政工程的特點(diǎn)，對(duì)樁體和土體結(jié)合受力的模式進(jìn)行分析，在利用改變控制參數(shù)的方式，對(duì)樁體沉降、樁體間距變化的情況來分析碎石樁在改善軟弱地基中的作用，在今后的研究中，需要更加強(qiáng)化對(duì)碎石樁的研究，主要采用復(fù)合樁型的方式，共同作用于軟弱地基，提高地基處理的效率。

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