摘要:软土地基的勘探及分析是公路工程中非常重要的工作内容之一,公路施工的质量与软土地基的勘察设计方案的好坏紧密联系、密不可分,软土地基勘察设计的方案合理与否直接影响到工程的整体质量。文章对公路工程软土地基勘察设计展开了深入的探讨,希望给业内人士起到参考和借鉴意义。
关键词:公路工程;软土地基;勘察方案
前言
伴随我国经济水平的快速发展,公路交通建设速度也随之大幅提高。越来越多的高等级公路会穿过软土地基区域,软土地区公路的建设一直是技术处理中的一个重点和难点。软土地基的正确处理是确保工程质量的关键因素之一。
1软土地基的特征与危害
软土地基的特征具体包括以下四个方面:第一,沉降程度较大;第二,沉降过程均匀;第三,沉降时间长;第四,抗剪性较弱。
软土地基带来的危害有两种情形:第一,当软土地基出现较大程度的沉降时,会对公路的通车能力造成直接影响;第二,当软土地基滑移时,会破坏公路的整体性。
2、勘察方案的选择分析
由于软土土样比较容易受到扰动,因此只采用一种钻探取样的方法是不容易得到准确的物理力学指标的,所以通常是结合钻探、物探、十字板剪切、静力触探、标准贯入及轻型动力触探试验等原位测试技术的综合勘探方法,来保证资料的可靠性、完整性及准确性。
2.1钻探
一直以来,钻探都是软土地质勘查中一种常用的手段,它可以查明软土的厚度、状态、所处层位,地层的岩性,水文地质条件,确定岩土层主要力学性质指标等。钻探可以直接观察芯样,具有比较高的精度,而且在实际勘察过程中,为了降低对软土地基的扰动,通常都是采用干钻法实施,需采取有效的方法进行取样,确保取样不受扰动,水分流失等外部因素的影响,由此获得完整准确真实的数据。为确保取样的质量,减少扰动,取样时可采用快速静力连续压入法或回转静力压入法。
2.2原位测试方法
因为软土有触变性,流变性,灵敏度高等特点,采用钻探手段对软土扰动较大,只依靠钻探很难获得准确的物理力学性质指标,所以应根据实际情况,结合使用原位测试方法。常采用的原位测试方法包括:第一、标准贯入试验;第二、十字板剪试验;第三、静力触探试验。想要全面地掌握软土的物理力学性质,还需在室内实施相应的土工试验,也就是对软土物理、化学、力学这三方面的性质进行分别测验,该试验也是测试软土地基比较重要的手段之一。
2.3地球物理探测技术
进行实际的软土地基勘察施工时,如果常规的原位测试方法不能能好的满足工程需要,并且场地又有较好的地球物理特性时,可考虑使用物探的手段,结合常规的原位测试方法进行勘察。
2.4室内试验
室内试验是针对软土地基样品进行的,它是获得软土物理力学性质指标的一个重要方法。试验之前需制定出合理的试验方案,结合工程地区的环境及实际情况来进行分析研究。试验内容包含物理性质、化学性质和力学性质等方面,如软土地基的含水量、密度、组成、强度等。常见的力学试验有固结不排水抗剪试验、无侧限抗压强度试验、直剪试验等。
3、处理设计方案分析
常见的处理软土地基的方法有四种,具体如下:
3.1排水固结
排水固结就是利用水的动力对地基的排水条件进行改善,它的主要原理是通过设置竖直排水井来实现的。另外,还可以使用其他的一些方法来改善地基的排水条件,例如抽水、抽气、加压、电渗等。并且,需预先挖成沉降,想要保证地基土的稳定,可适当增强地基土的固结强度和固结速率。此方法通常适合用于处理一些过于饱和的软土地基或者比较厚的填充土。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在排水固结法中经常还会采用以下较为常用的一些方法:(1)降水预压;(2)真空预压;(3)电渗排水压;(4)超载预压等。
3.2胶结法
(1)水泥搅拌
进行软土地基施工时,水泥搅拌法的应用有干湿之分。将地基里的水泥和土搅拌在一起,等待它凝结成柱状的水泥土体,不仅能增强地基的承载力,同时,还能大大降低沉降幅度,从而使地基更加稳定,防渗性也更强。
(2)高压喷射注浆
使用钻机对带有喷嘴的注浆管进行施压,使其压入到土层下边一定的深度,同时利用高压将浆液冲到上体,根据一定的比例,然后进行重新组合,把土体和浆液混合到一起搅拌凝结成固。这种方法通常适合以下一些地基:①砂土;②碎石土;③黄土;④淤泥;⑤人工填土;⑥孰性土;⑦淤泥质土等。
(3)灌浆法
灌浆法是软土地基中常用到的一种方法,它是通过注入水泥浆液和化学浆液,使土粒凝结在一起,来提高地基土的承载力,进而降低沉降幅度,最终不仅保证了地基土的稳定性,而且使地基土具备了更强的渗透性。
3.3加筋土法
加筋土法分为两种,一种是换土加筋垫层法,另一种是换土垫层法,如果地基有更高的强度,就可以对其实施加筋土施工,在进行施工时,有关施工人员需对加筋土的效果作出及时的评定,要求更专业,保证地基的强度在施工前不会受到影响。
3.4置换法
要想在施工中使用置换法,就要安排有关的施工人员,遵循一定的施工技术,把不稳定的软土换成比较坚硬的施工材料,以完成后续的填充工作。并且,在使用此方法时,施工所使用的软土要饱和,与非饱和的软土可以容易区分,以便在最大程度上降低施工过程中因为不合理选材而造成工程出现问题的概率。
3.5原位测试法
常用的两种方式分别是静力触探和十字剪切实验。研究分析表明,静力触探和钻探方式同时使用的工程勘测效率非常的高效,还要注意将计算机和静力触探相互配合,而后计算机能够连续地分析沉降曲线,分析结果就会通过曲线直接的表达出来了。这种方法同样适用于获取地基承载力和测定软土力学性质方面的数据计算。而十字板剪切的技术,比较适合对原状土在不排水情况下的抗剪强度的大小进行测试,使用十字板剪切实验法可以获得跟路堤稳定性有关的盐酸指标,同时对比经过土工试验后原状土不排水抗剪强度的指标,保证数据资料的准确一致。
4、公路软土地基沉降动态的控制措施
4.1推算最终的沉降量
当软土地基施工时,需进行加载实验,通常使用不同级别的加载方式,不同级别的荷载时间不同,并且软土层的埋深程度也有很大相同,软土地基的沉降曲线展现出来的波折比较多,结合这一特点,进行现实操作时,对软土地基实施施工就可以采用指数法和双曲线法来计算地基最终的沉降量。
4.2做好最终沉降量法的动态控制
通常来说,动态控制就是在软土地基修路施工环节的时候,需对修路各个阶段的沉降量做好控制,使沉降量处在规定的范围之内。在路基填筑工作的时候,需对填筑的工作效率做好控制,使软土和地基固结率能够很好地适应,更进一步地减少沉降量。如果预压已超出规定的荷载范围,需测量好实际的沉降速率,使其沉降范围每个月不可以超过0.8cm。
5、结束语
公路工程软土地基地质条件比较复杂,且对工程质量影响重大,软土地基勘察资料的可靠性及设计参数的正确性直接决定了软土地基的工程勘察质量,所以应针对工程地质条件的变化,选用综合勘探方法,利用各种勘察手段,用最经济、最合理的工作量取得必要、可靠的勘察成果,以获得准确的设计参数,保证软土地基质量。
参考文献:
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[3]张策.公路工程中软土地基的路基设计分析[J].科技展望,2014,(18)
论文作者:邹建
论文发表刊物:《防护工程》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/23
标签:土地论文; 地基论文; 静力论文; 方法论文; 原位论文; 力学论文; 预压论文; 《防护工程》2017年第16期论文;