软基处理技术研究论文_程新亮

软基处理技术研究论文_程新亮

中国水电十五局路桥工程公司 陕西西安 710068

摘要:软基地质具有高压缩系数、低抗变系数的特点,在遭受外力影响时,会因为外力出现不可控的压缩变形。在此前提下,公路工程路基稳定性就会大幅度下滑,连带其上部结构也发生相同问题,因此为了保证公路工程质量,原则上不能直接在软基条件下进行公路路基施工。

关键词:公路工程;软土地基;处理技术

1软基的特性

1.1含水量较高,孔隙比较大

由于软土主要由黏土以及泥沙等组成,同时成分中还有有粘土矿物,高岭石和伊利石等,这些矿物颗粒与水和阳离子相互作用,产生偶极水分子,吸附在表面,因此其含水量、孔隙比均较高。天然含水量一般超过30%,山区含水量可达70%以上,孔隙比为1~2。

1.2透水性差

软土的透渗系数一般,所以固结时间长,强度提高同样缓慢。软土的渗透性呈现显著的各向异性,水平向的渗透系数大于竖向渗透系数。

1.3高压缩性

软土的压缩系数通常在0.5~1.5MPa,最大可达4.5MPa,压缩指数为0.75~0.35。

1.4结构性、灵敏性

软土多是絮状结构,一旦受到扰动,强度明显降低,表现出敏感性的特征,灵敏度一般为5~10。

2软基处理技术

2.1表层处理法

表层处理方式主要就是在地表面及其软弱的状况中应用,此种方式主要就是通过排水、增添材料以及敷设的方式进行处理,可以提升地表的整体强度,进而达到地基具备剪切变形等问题,可以为施工机械作业提供基础保障。而在施工中要保障填土荷载分布的均匀性,在实践中其主要有表层、砂垫、敷设材料以及添加剂等相关方式,其具体如下:

2.1.1表层排水法

在土质较好但是其含水量较大的软土地基中,在填土之前要在地表面开挖沟槽,及时排除地表水,降低地基表层部分中的整体含水率,进而为机械施工运行提供基础保障。在施工中,为了保障沟槽在施工中具有盲沟的效果,在回填中要应用透水性良好的砂砾以及碎石。

2.1.2砂垫层法。

在地基上部软土层相对较薄,但是其整体含水量相对较大的时候可以在软土地基敷垫厚度为0.5m-1.2m的砂垫层。通过辐射砂垫层的方式达到固结软土层的效果,起到上部排水层的效果;而砂垫层也可以作为填土中的地下排水层,进而达到降低水位的效果。在填土及地基施工作业的时候,要科学开展,保障各项指标符合要求,进而为施工机械的稳定运行提供必要的通行条件。

2.1.3敷垫材料法

如果地基土层存在均匀的问题,就会出现局部不均匀沉降的问题,也会诱发侧向变位的问题。而为了解决此种问题,可以通过敷垫材料的方式进行处理,利用材料的抗剪以及抗拉力,提升整体的支撑力,这样在机械设备的运行过程中,地基可以均匀的支撑填土的荷载,减少地基出现局部沉降以及侧向变位的问题,也可以有效的增强地基的整体支撑能力。在进行敷垫过程中,其主要的材料有化纤无纺布材料、土工布材料以及玻璃纤维、格栅等相关材料。

2.2置换法

就是通过优质的土壤置换软弱土,进而保障填土的稳定性减少沉降量的效果。在施工中主要就是通过人工挖掘置换以及借填土换填、爆炸的方式进行处理。在施工中可以在短时间中达到既定的效果,具有一定的可靠性。同时,置换的材料在受到水浸的影响之下也不会影响粗粒土的承载力,但是在施工过程中必须要对其进行充分的压实。

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2.3加载法

加载方式主要的作用就是为了合理的预防软土地基的沉降问题,提升地基的整体强度,避免在填土以及临近位置的路面相关构造物中出现沉降、破坏等不良影响。在进行地基固结沉降中主要就是通过两种方式处理,其中第一种就是在地基上增加总压;第二种就是减少土壤中间隙水压,提升有效应力。在进行增加总压的处理中主要通过填土加载的方式进行处理;而在进行减少间隙水压的过程中主要可以通过井点、竖井的方式降低下水进行处理,也可以通过地表面铺砂的方式进行处理,通过覆盖不透水膜的方式形成一种真空的环境,再通过大气压力进行加载,达到固结的效果。在应用填土加载的方式进行施工中,要重视地基的稳定性。在应用降低地下水法以及大气压加载方式的时候则无需过度重视地基破坏等问题,但是在操作中会受到地基适应性因素的影响,在施工中会耗费一定的费用,在施工中要做到因地制宜。

2.3.1填土加载法

在施工中要保障其不对支撑荷载的地基产生损伤,保障地基的稳定性。在无法保障其整体稳定性,或者加载的重量相对较大的时候,要综合竖向排水井方式或者缓速加载的方式联合应用。在施工中如果仅仅为了控制沉降问题,则可以通过超载重量进行处理,此种方式有着较为显著的效果。在施工中因为无法合理预测沉降的时间,对此在施工过程中要对其进行全面的动态观测分析,避免损伤地基,要综合观测的信息与结果,确定卸载的残余沉降量以及具体的卸荷时间。

2.3.2降低地下水法

此种方式可以适用于上部位置,在中间部分具有砂层分布的地基,在施工中与软土层的深度没有直接的关系。

2.4竖向排水法

通过在粘性土的地基中直接的设置垂直性的排水柱进而达到缩短排水距离的效果,进而有利于地基排水固结,可以达到增加抗剪强度的效果。因为垂直排水柱应用的材料不同,其可以分为砂井和以及纸板排水两种类型。

2.4.1砂井排水法

砂井排水法在应用中综合砂井施工方式,可以划分为打入、振动、螺旋钻以及水射、袋装等不同的类型。在实践中此种方式多数是与其他方式配合应用。在一般状况之下,主要与加载方式以及缓速填土方式联合应用,在一些层厚数值相对较大的黏土地质中应用效果显著;但是在泥炭类型的土壤中则效果不佳。在施工中黏土层越厚,其固结时间则就越长,在进行排水砂井的设计过程中,要先假定具体的施工方式,综合砂井直径以及排水距离、改良范围等因素,计算稳定及沉降数值,在无法满足的时候要及时修正假定数据,再对其计算分析。

2.4.2施工程序

第一,铺砂。砂井在施工前期要在地表面铺设一层垫层砂,设置排水沟。保障填土地下水位的适宜性。第二,排水砂井打入,在操作中主要就是通过打入、振动沉桩以及射水、螺旋钻进、及袋装等方式进行处理。而无论哪种方式,在施工中其深度要控制在15m-20m的区间中,如果高于深度区间就会造成资金浪费等问题。在施工中较长应用的就是打入以及振动沉桩两种类型。应用履带类型的起重机进行处理中,其沉入深度控制在10米左右,而在应用特制的钢材打桩架的时候沉入深度可以控制在30米左右。其桩径为30-50cm,将间距控制为1.5m-3.0m左右。在施工过程中要综合实际状况合理设计,在进行设计过程中要通过不同颜色表示,保障导杆的竖直性,对其进行跟踪性的检查,根据要求确定打入的深度。在施工中要保障打入速度的快速性,在拔出套管过程中,要将速度控制在填充砂与压气可以有效操作为标准。在拔出留心套管的时候要保障在成孔作用下其与套管共同被上提,并且存在着一定的间隙。在填充砂料的时候可以通过传送带进行连续的投入,也可以通过漏斗进行处理,要根据实际状况合理应用。

3结束语

总之,软基处理大多为隐蔽工程,在工程建设中有着重要的作用和地位,如果处理不当,就会造成路基不均匀沉降或沉降过大,引起路基失稳等不同程度的危害,因此在实际工程中需因地制宜地采取有效的处理措施。

参考文献:

[1]许健.软土地基环境下的公路工程施工处理[J].公路工程,2017,42(5):197-201.

[2]刘慈军,何宁,董英杰,等.杭州湾跨海大桥南岸接线高速公路深厚软基处理[J].水利水运工程学报,2017(3):116-123.

[3]周小文,陈凌伟,程展林,等.软基路堤施工稳定性控制标准研究[J].岩土力学,2016,37(9):2631-2635.

论文作者:程新亮

论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期

论文发表时间:2019/8/5

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