一、膨胀土地基上的桥涵基础工程问题
桥梁主体工程的变形损害,在膨胀土地区很少见到。然而,在膨胀土地基上的桥梁附属工程,如桥台、护坡、桥的两端与填土路堤之间的结合部位等,各种工程问题比较普遍,变形病害也较严重,如桥台不均匀下沉;护坡开裂破坏;桥台与路堤之间结合带不均匀下沉等。有的普通公路桥受地基膨胀土胀缩变形影响严重者,不仅桥台与护坡严重变形、开裂、位移,甚至桥面也遭破坏,导致整座桥梁废弃,公路行车中断。
涵洞因基础埋置深度较浅,自重荷载又较小,一方面直接受地基土胀缩变形影响,另一方面还受洞顶回填膨胀土不均匀沉降与膨胀压力的影响,故变形破坏比较普遍。
二、膨胀土地基上的工程措施
1.设计措施
(1)合理选择建筑物地点
建在膨胀土地基上的建筑物应选择符合以下条件的地段:
①具有排水畅通或易于进行排水处理的地形条件。
②避开地裂、冲沟发育和可能发生浅层滑坡等地段,避免受到地下水的强烈作用。
③土质均匀,胀缩性较弱等地段。
(2)合理选择基础埋置深度
桥涵基础埋置深度应根据膨胀土地区的气候特征、大气风化作用的影响深度,并结合膨胀土的胀缩特性确定。一般情况下,基础应埋置在大气风化作用影响深度以下。当以基础埋深为主要防治措施时,基础埋深还可适当增大。基础不宜设置在季节性干湿变化剧烈的土层内,一般膨胀土地基上的基础的埋置深度不应小于1m。当膨胀土位于地表下3m,或地下水位较高时,基础可以浅埋。若膨胀土层不厚,则尽可能将基础埋置在非膨胀土上。
(3)合理选用基础类型(www.daowen.com)
桥涵设计应合理选择有利于克服膨胀土胀缩变形的基础类型。
建筑物的体型应力求简单,不宜过长,必要时可用沉降缝分段隔开。对变形有严格要求的建筑物,应布置在膨胀土埋藏较深、膨胀等级较低或地形平坦的地段,场地绿化,宜种植蒸腾量小的树种。
当大气影响深度较深,膨胀土层厚,选用地基加固或墩式基础施工有困难或不经济时,可选用桩基。这种情况下,桩尖应锚固在非膨胀土层或伸入大气影响急剧层以下的土层中。具体桩基设计应满足相关规范的要求。
2.施工措施
(1)换土垫层
在较强或强膨胀性土层出露较浅的建筑场地,可采用非膨胀性的黏性土、砂石、灰土等置换膨胀土,以减少可膨胀的土层,达到减少地基胀缩变形量的目的。
(2)石灰灌浆加固
在膨胀土中掺入一定量的石灰能有效提高土的强度,增加土中湿度的稳定性,减少膨胀势。工程上可采用压力灌浆的办法将石灰浆液灌注入膨胀土的裂隙中起加固作用。
(3)合理选择施工方法
在膨胀土地基上进行基础施工时,宜采用分段快速作业法,特别应防止基坑暴晒开裂与基坑浸水膨胀软化。因此,雨季应采取防水措施,最好在旱季施工,随挖基坑随砌基础,同时做好地表排水等。
施工灌注桩时,在成孔过程中不得向孔内注水。基础施工出地面后,基坑(槽)应及时分层回填并夯实。填料可选用非膨胀土、弱膨胀土及掺有石灰或其他材料的膨胀土,每层虚铺厚度300mm。
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