徐磊
新疆昆仑工程监理有限责任公司 新疆 830001
摘要:在路桥施工过程中,常常会遇到软土地基的问题,这也是路桥施工中较为重要的问题,相关部门和施工人员对其提高重视力度,并且在不断实践的过程中进行科学的分析和研究,制定出科学可行的软土地基施工处理技术,以此提升路桥施工的整体质量。本文对路桥工程施工中软土地理处理技术进行了探讨。
关键词:路桥工程;施工;软土地理;处理技术;应用
路桥工程中对软土地基的施工至关重要,这就要求施工单位在施工时一定要采用先进、有效的施工技术,针对不同软土地基的特点采用不同的施工方案,保证软土地基的施工质量,从而保证路桥工程的使用寿命。软土地基现场的施工环境复杂,要求施工作业人员一定对软土结构进行充分的了解和掌握,根据具体情况灵活应对,从而保证软土地基符合路桥施工要求,保证工程质量,推进路桥事业的健康发展。
一、软土地基的特征及危害
所谓软土地基,就是强度低、压缩性高的软弱土层地基。软土地基特性主要表现为土层含水率高、孔隙比大,含水量在34%-72%之间,孔隙比在1.0-1.9 之间,饱和度一般大于95%,液限一般在35%-60%,塑限指数为13-30。习惯上常把淤泥、淤泥质土、软粘性土、湿陷性黄土地基总称为软土地基。在软土地基上修筑路基,如果处理不当,往往会产生危害,即:路基失稳或危及线外建筑物;对桥台及桩基础产生纵向推挤向河中方向和负摩擦力作用,轻则使桥台发生位移或下沉,重则损坏桥台危及桥墩,导致公路破坏或不能正常使用。
二、软土地基在路桥施工中的重要性
软土地基在路桥施工中主要会对路桥的压实度造成影响,同时还会造成路面产生的硬化和沉降现象。以下主要是针对软土地基对路桥施工中这三个方面的影响进行描述:
1、影响路桥的压实度。软土地基的土层结构主要包含松软土、大孔隙泥炭、松散砂等,因此在路桥施工过程中往往会产生对软土地基压实不到位的现象,从而会对路桥的稳定性产生一定的影响。同时软土地基具有渗透性小、含水量高更特点,因此若在施工过程中出现较长时间的雨季,使得路桥受到雨水的侵蚀,影响工程质量。
2、造成沉降。由于浅层的降水和深层的抽汲地下水的存在,很容易发生水土流失,使得软土地基的强度降低,其所导致建筑物的大面积地面沉降,将会直接对路桥的使用寿命和施工质量产生影响,因此在路桥的施工过程中,软土地基最大的危害就是路面的沉降。
3、 路面硬化问题。在路桥的施工过程中由于所使用的材料主要是沥青和混凝土,由于沥青和混凝土本身的稳定性较差,就会在路桥的施工过程中造成路面内部的硬化和开裂现象的发生,同时由于软土地基具有较差的稳定性和坚固性,也会在路桥施工过程中造成路面硬化现象。
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三、路桥工程施工中软土地理处理技术的应用
1、路桥处理中针对软土地理的表层排水技术
对软土结构来说,含水量过高是导致其结构强度低下的主要原因之一,因此在软土地理处理中,表层排水技术是一种最常见的基础技术,通过该技术令含水量降低后,地理的应力承受能力、渗透能力、稳定性都会大幅提升。这种技术的处理比较简单,只需挖掘排水沟将地理内位于土地表层的地表水排出,排水完成之后再进行填埋即可。近年来,也有部分工程使用孔管完成软土地理的表层排水,处理效率更高,排水效果也更好,但需要注意,这种排水技术必须辅以过滤材料的保护才行。
2、路桥处理中针对软土地理的排水固结技术
软土地理具有排水固结特性,因此我们可以在其处理中使用排水固结技术,同时满足排水和加固两方面的需求。这种技术需要在路桥的建设开始前使用,通过在软土地理上施加预加荷载来碾压软土结构,这样一来不仅可以将部分水分排除出去,而且粘土的内部微粒也会在荷载的作用下大幅增加密度而固结。需要注意的是,这种技术的排水效率相对低下,所以往往通过增设垂直排水柱来加快排水固结,进而令软土地理提高强度。虽然该技术与均质粘性软土地理有非常好的适用性,但单独使用能效有限,所以通常会和加载法、填土法配合使用。
3、路桥处理中针对软土地理的混合剂技术
混合剂技术在软土地理处理上的应用比较简便,能效也比较好,但是应用领域受到较大的限制: 首先,该技术基本只能用于表层软土的处理; 其次,软土必须是粘性土质; 最后,粘土需要具有足够的粘度。在以上三个条件都满足的情况下,就可以在软土地理中添加混合剂以进一步加大粘度,这样一来表层密度就可以得到提高,软土地理在抗压缩方面的能效也能相应得到补强。通常情况下,我们选用石灰或水泥作为混合剂,近年来也有部分有机混合剂得到了应用。
4、路桥处理中针对软土地理的加载技术
加载技术是控制软土地理沉降的一种有效手段,这种技术是通过提前对软土地理施以预加载荷令地理沉降提前发生,以此规避路桥处理中地理沉降带来的危害。对软土地理进行加载的方式有两种,一种是增加总压法,另一种是降低间隙水压法。前者是通过铺垫密质土壤,令土壤重力直接压迫地理来加载,后者是通过大气压提高软土结构的固结速度来加载。需要注意的是,这种技术并不能完全消除处理中的软土地理沉降,只能大幅降低沉降幅度,但依然对总体处理有非常重要的意义。
5、路桥处理中针对软土地理的挤密技术
挤密桩技术主要适用于我国有大量湿陷性黄土分布的中部及西部地区的路桥软土地基的施工当中。挤密技术的工作流程为: 一是于软土地基上打桩孔。二是在桩孔中填入石灰、砂石或者是素土。三是分层进行密实夯填。这种方式可直接在原地进行所有施工,不需要使用大型设备机械进行施工,同时,挤密技术可直接利用废弃材料作为桩孔填充物,有效地节省了材料成本。其中,挤密技术主要是通过石灰土桩法达到基土密实的效果。石灰土桩法主要是按照科学的比例调和炉渣、粉煤灰、石灰块等材料,在利用调和物进行基土回填、夯实。由于生石灰具有气、水硬性的特点,因此当生石灰与其他材料进行搅拌时,其体积会发生膨胀,进而达到挤密地基的目的。另外,挤密技术中还有一种方法,即砂石桩法,其工作原理是合理处理砂石、碎石、卵石等材料,再将其填入到桩孔中,以提高软土地基的固结性及结构的承载力。
6、路桥处理中针对软土地理的加固技术
路桥工程对地理稳定性和坚固性的要求往往更高,因此其软土地理处理除了要包括常规处理外,还往往要进行后续加固。后续加固技术可以直接在软土地理结构上进行,也可以适当添加辅助结构,但需要注意,不能对其他工程模块产生不良影响。
7、软土夯实填充法
我们通常利用到的另一种方法便是软土夯实法,对土层和土壤之间的间隙进行填补,压缩土层从而达到稳固路基的作用。当然对于不同的土壤结构夯实法会有这不同的效果,在这些方法中,灰土夯实法是利用灰土来调补土壤的缝隙而图桩夯实发是利用一些简单的素土来填补缝隙。夯实路基主要是针对于那些容易沉降的黄土和厚度大的路基,他的优点有很多比如说,处理过程有章可循简单、材料简单,获取材料的途径也比较多等。在给粉石桩打孔的过程中我们填充一些炉渣以及各种煤灰石灰,通过挤压和夯实便会制造出粉石桩,粉石桩的稳固性能比较好而且制造方便,而且我们还可以填充一些碎石瓦砾然后挤压得到密度更高的更加坚固的砂石桩,砂石桩的稳固作用更加的突出,性能更加的优良。
综上所述,随着经济的发展,路桥建设也随之增加,对于目前存在的问题要积极解决,软地基处理技术对于道路桥梁的安全起到了重要的作用,因此在进行软地基施工的过程中要充分的了解周围的情况,使用先进的技术,提高建筑的安全性、稳定性和长久性,为我国经济发展提供保障和支持。
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论文作者:徐磊
论文发表刊物:《基层建设》2016年3期
论文发表时间:2016/5/27
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