软土地基处理技术在路桥工程施工中的应用论文_骆成生,康自领

软土地基处理技术在路桥工程施工中的应用论文_骆成生,康自领

中国水利水电第十一工程局有限公司 河南郑州 450001

摘要:地基处理对于路桥工程施工具有至关重要的影响。路桥工程施工经常会遇见软土地基,对软土地基缺乏妥善的处理极易导致路面沉降及裂缝等施工质量问题。因此,要深入了解和掌握软土地基的实际状况,采用有效的软土地基处理技术对之进行处理。本文简述了软土地基的概念、特点,浅析了软土地基处理的必要性和原则,探究了软土地基处理技术在路桥工程施工中的应用以及相关注意事项,以期为我国路桥工程施工中软土地基的处理提供借鉴。

关键词:软土地基;路桥工程;施工技术

前言:在路桥工程施工中,对软土地基进行处理极具必要性。加强对软土地基的处理,能有效增强软土地基的稳定性和承载力,进而能有效保障路桥工程的总体施工质量。因此,有必要深入分析软土地基的特点,并积极探究软土地基处理技术在路桥工程施工中的应用。

一、软土地基概述

1、软土地基的概念

软土地基,是指具有较高压缩量且强度较低的软弱土层[1]。软土地基的土层中,通常含有一定的有机质。

2、软土地基的特点

软土地基通常具有以下特点:(1)承载力低。软土地基通常具有较低的抗剪强度,且天然的软土地基其承载力通常在60KPa以下,在不排水的情况下,其抗剪强度通常在30KPa以下[2]。对于软土地基而言,在不采取加固处理的情况下,其承载力通常难以满足地基承载要求,对路桥工程结构及质量具有严重的不良影响。(2)孔隙比大。软土地基的土体颗粒间存在较大的空隙,在一般情况下,软土地基含水量呈现出饱和状态。(3)稳定性差。软土地基通常缺乏良好的稳定性,软土地基承载的路桥工程会出现不同程度的沉降,导致路面、桥面裂缝的出现。(4)压缩性高。软土地基含有较多水分,且颗粒间存在较大的缝隙,因此,软土地基的压缩性较高,极易导致路桥工程的桥墩、路面出现开裂。

二、软土地基处理的必要性及原则

1、软土地基处理的必要性

软土地基承载的路桥工程极易出现沉降,对路桥工程质量造成严重不良影响。当前,我国日益重视路桥工程施工质量。地基处理在路桥工程施工中占据着关键性地位,对于路桥工程的整体质量具有至关重要的影响。只有加强对软土地基的有效处理,才能有效保障地基的稳定性,进而确保路桥工程施工质量。另外,地基处理对于路桥工程的整体施工进度、施工造价均具有直接影响,缺乏对软土地基的完善处理,极易导致路桥工程施工出现沉降,严重影响路桥工程的施工质量,且额外增加路桥工程的维修成本,并导致施工工期出现延长,甚至引发各类施工安全事故[3]。因此,有必要加强对软土地基的科学有效处理,为路桥工程施工质量提供有效保障。

2、软土地基处理的原则

在路桥工程施工中,对软土地基进行处理,要秉承经济性和可靠性原则。(1)经济性。软土地基处理的相关费用关系到路桥工程的整体施工成本,因此,对软土地基进行处理,要秉承经济性原则。要制定科学合理的软土地基处理方案,兼顾软土地基处理方案的科学性和经济性,有效降低软土地基处理成本,并取得最佳处理效果。(2)可靠性。软土地基处理效果关系到路桥工程的整体施工质量。因此,对软土地基进行处理,要秉承可靠性原则,有效避免软土地基的不均匀沉降导致的路桥工程裂缝。

三、软土地基处理技术在路桥工程施工中的应用

1、砂垫层法

软土地基通常具有较高的含水量,且土层相对较薄。可采用砂垫层法对之进行处理。砂垫层法的基本原理,是将砂石铺设在软土地基上,以有效增强承载地基及土层的密度及硬度,实现路桥工程结构稳定性的显著增强。对于较厚的软土层,不宜采用砂垫层法进行处理。这是由于软土层较厚会增加砂垫层的铺设难度,难以保障砂垫层铺设的均匀性,将对地基高度以及路桥工程结构框架造成严重的不良影响,影响路桥工程的顺利施工。砂垫层法的具体做法是:在软土地基上,敷设厚度为0.5米到1.2米的砂垫层,有效保障砂垫层的隔离功能,并实现砂垫层固化软土及排水性能的充分发挥。采用砂垫层法对软土地基进行处理,要将砂石作为主要的铺设材料,砂石渗透性较强,能有效促进软土地基排水[4]。当甲方要求使用粉土进行回填时,要避免砂垫层被粉土所覆盖,以有效保障排水性能。

2、添加剂法

当软土地基的表层以粘性土为主时,可采用添加剂法对之进行处理。将添加剂加入软土地基中,能实现软土地基强度及压缩性的显著增强,能有效保障路桥工程施工的安全性。通常,将水泥以及熟石灰作为添加材料,以路桥工程的实际工程量为依据确定添加量。软土地基中添加入熟石灰,能实现其土壤含水量的有效降低,且增强稳固性,实现对软土地基稳定性的有效保障[5]。

3、敷垫材料法

软土地基通常呈现出不均匀的土层分布,地基局部极易产生侧向变位及沉降,可采用敷垫材料法对之进行处理,以实现软土地基抗拉力以及抗剪力的显著增强,并有效增强软土地基的稳定,为施工机械对软土地基的顺利通过提供有效保障,常用的敷垫材料包括各种土工、化纤布等。

4、换填置换法

换填置换法是将对地基及路桥工程结构造成不良影响的软土置换掉,将高强度且具有良好渗水性的砂石等材料填补土层,实现对软土层的置换,以有效增强软土地基强度及稳定性。该法只适宜对土层厚度较小,且置换量较少的软土地基进行处理。因为该法具有较高的造价,当软土地基土层较厚时,需要置换的软土量较大,不仅增加了软土地基的处理难度,还增加了处理成本。因此,采用该法对软土地基进行处理,要预先对软土地基的软土层实施精确的勘察测量,准确测算出软土地基的土层厚度以及软土置换量。另外,采用换填置换法,要以软土地基现场实际状况为依据,对换填材料进行科学选择。在软土置换的过程中,要遵循由内到外的顺序,并逐层实施换填并压实[6]。

5、高强度夯实法

软土地基通常具有松软土质,缺乏良好的抗压能力。可采用高强度夯实法,实现软土地基强度的有效增强。高强度夯实法,其基本原理,是运用重力作用,将重物自高空自由落体,通过反复对软土地基实施压实实现软土压缩性的有效降低,促进土质间隙的有效缩小。高强度夯实法在软土地基处理中的应用极为广泛,具有相对简单便捷的施工工艺流程,只需少数施工人员操作相关机械即可有效完成。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆高强度夯实法能显著增强软土地基的承载力,其加固影响深度在5.5米到10.5米范围之间,且沉降变形的量极小,能将压缩模量降低2倍到降低8倍之间,使软土地基强度增强3倍到4倍。但高强度夯实法会产生巨大的振动,可在施工过程中,设置隔音墙以及隔振沟等[7]。采用高强度夯实法对软土地基进行处理,能有效将软土地基中所含水分充分挤压出去,实现软土层缝隙的大幅度减少,进而有效增强软土地基的牢固性。采用高强度夯实法,要注意以下事项:(1)要加强对软土地基处理现场的勘察,深入了解和准确掌握现场实际状况,科学选取适宜的夯实工艺,有效保障夯实施工效果。(2)通过相关机械设备对软土地基实施碾压夯实,要加强对夯实程度的实时动态性检测,对碾压夯实的力度、次数等进行有效控制,有效减少资源浪费,保障夯实效率。同时,夯实施工要遵循相关施工技术,避免施工操作的随意性。例如,使用光轮碾压机对软土地基实施碾压,要采用三分之一重叠的碾压施工方式,对软土地基进行反复碾压。实现对软土地基的全面彻底夯实。

6、排水固结处理技术

软土地基通常具有较大的含水量,难以保障地基的稳定性。可采用排水固结法对软土地基进行处理。排水固结,是将排水管道设置在软土地基内,构造水平或者竖向的排水通道,将软土地基土层中的孔隙水有效排出。常见的排水固结法包括以下三种:(1)真空降水预压法。该法是将沙井以及砂垫层设置于加固土体中,并将不具备透气性的塑料薄铺设在砂垫层上,采用真空泵实施抽气,使塑料薄膜呈现出真空状态,将孔隙水抽出,实现良好的固结预压效果。该法对软土地基的处理要求较高,且缺乏广泛的适用性。(2)降水预压处理法。该法通过井点抽水实现地下水位的有效降低和土体自重应力的显著增加,以达到良好的预压效果,该法不易受到孔隙水压力的不良影响,能实现施工速度的有效加快。(3)沙井堆载预压法。该法对于透水性较差的黏性土软土地基具有良好的适用性,能实现对土质颗粒的良好压实,并加速土体固结,能显著增强软土地基的强度。

7、粉喷桩加固处理技术

对于缺乏良好稳定性的软土地基,可采用粉喷桩加固处理技术对之进行处理。在采用该技术之前,要深入勘察路桥工程所在地的地质状况,对各项资料,诸如高程数据、粉喷桩具体设计位置图、地质信息等进行系统全面地获取,然后将砂土垫层铺设在软土地基上,并采用粘性土实施回填等措施,有效保障软土地基的平整度,增强软土地基的稳定性。在施工过程中,要加强对钻机下钻深度以及喷粉高程的有效控制,确保粉喷桩长度达标,对其成桩直径、搅拌程度实施定期检查,并定期检查钻机钻头,加强对钻头磨耗量的控制,使磨耗量控制在2cm以下,有效保障成桩质量。

8、砂石桩加固处理技术

砂石桩加固处理技术,其基本原理是通过冲击、振动等方式在软土地基中成孔,将砂石等材料填充入其中,形成具备较大直径的砂石桩。砂石桩与土层有效结合而成复合地基,能实现软土地基承载力及稳定性的显著增强,并有效防止砂土液化。

四、软土地基处理注意事项

1、加强工程勘察

在对软土地基进行处理之前,要加强对软土地基现场的工程勘察,深入了解和分析软土地基的地质状况的具体条件。可采取地质测绘、地质钻探以及原位测试等方法对软土地基实施工程勘察。通过地质勘察有效获取软土地基的各项信息资料,深入掌握软土地基的性质。在此基础上,对软土地基处理技术进行科学选择,综合考虑各项因素,制定科学适用的软土地基处理方案,有效增强软土地基处理效果。

2、实施处理技术现场试验

当前,软土地基处理技术的各项新技术工艺层出不穷。实施软土地基处理之前,要对拟采用的软土地基处理技术进行现场试验,通过现场试验确定该软土地基处理技术的可靠性和适用性,并对各项设计及工艺参数进行验证,将之作为软土地基处理控制指标,确保相关工作准备就绪后,将软土地基处理技术投入大规模施工。

3、加强对软土地基处理技术的落实监督

要加强对软土地基处理技术的落实监督,严格要求施工人员按照相关技术要求进行软土地基处理,并对处理施工流程进行详细记录,同时,做好技术交底的相关工作。施工单位要加强对软土地基处理效果的自检,确保软土地基处理的良好效果,及时发现并采取有效措施解决软土地基处理过程中发生的问题。在软土地基处理施工结束之后,要对处理效果进行检验,确保软土地基处理效果满足路桥工程施工要求。

4、采取相关措施保障软土地基处理效果

对软土地基进行处理之后,要加载预应力荷载。通过实施重复碾压有效保障软土地基的强度及排水效果,并增强软土地基的剪切能力。局部软土地基具有较高的水位,要加强排水建设,构建完善通畅的排水系统。对路基进行填筑时,要采取有效措施实施反压保护,有效保障软土地基受力的均衡性。对路基进行填筑时,对于第一层土,要对其填筑厚度进行适当增加,避免在使用具有较大吨位的压路机对路基实施碾压时导致壳层翻浆。适当增加第一层填筑厚度,能增强软土地基的整体性,并结合下层硬壳,实现对上部荷载的共同承受。另外,最好通过压路机实施静压,避免产生强烈振动。

结语

综上所述,软土地基缺乏良好的承载力和稳定性,且孔隙比大、压缩性高。在路桥工程施工中,对软土地基的处理极具必要性。因此,要秉承经济性和可靠性原则,深入分析软土地基现场的实际状况,科学选择适宜的软土地基处理技术,并注意软土地基处理的注意事项,以期获得良好的软土地基处理效果,有效增强软土地基的稳定性和承载力,有效保障路桥工程的整体施工质量。

参考文献:

[1]王金国,宋明军.软土地基处理技术在路桥工程施工中的应用分析[J].建筑工程技术与设计,2015(35).

[2]赵小芳.刍议软土地基处理技术在市政路桥工程施工中应用[J].城市建设理论研究:电子版,2015(5).

[3]李志刚.浅析路桥工程施工中软土地基处理技术[J].中国科技投资,2013(A23):398-398.

[4]王威.浅析路桥工程施工中的软土地基处理技术[J].工程技术:引文版,2017(1):00115-00115.

[5]张雷,史立强.路桥工程施工中的软土地基处理技术浅析[J].建材与装饰,2016(16).

[6]张志建.路桥工程施工中的软土地基处理技术分析[J].交通世界,2016(3):26-27.

[7]刘晓.路桥工程施工中的软土地基处理技术分析初探[J].低碳地产,2016,2(15).

论文作者:骆成生,康自领

论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期

论文发表时间:2018/4/2

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