摘要:随着道路建设规模的不断扩大和对建设质量要求的不断提高,需要对天然地基进行地基处理的工程日益增多。道路软基处理作为道路建设工程中比较常见的建设内容,在整个道路工程建设及使用中有着不可忽视的重要影响。本文对目前我国道路软基的主要处理技术及处理适用性进行简述,以期为道路软基处理提供可借鉴性的建议,推进道路建设技术的进一步发展。
关键词:道路工程;软基处理;技术
一、软土地基的概念及特点
1、软土地基的定义
软土一般是指在静水或缓慢流水环境中沉积、以黏粒为主并伴有微生物作用的近代沉积物。软土是一种呈软塑到流塑状态、其外观以灰色为主的细粒土,如淤泥和淤泥质土、泥炭土和沼泽土,以及其他高压缩性饱和黏性土、粉土等。其中软土的主要类型有淤泥和淤泥质土。在软土地基上建造路堤或施加其他荷载,在土基中都有可能出现变形过大或强度不足,应进行沉降、稳定验算,不能满足要求时均应对软土地基进行处理。因此,道路建成后质量的好坏,在很大程度上取决于软基处理的成功与否。
2、软土地基特点
软黏性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质上和泥炭统称为软土。我国国土面积辽阔,软土分布广泛,道路建设的过程中不可避免的要对软土地基进行处理。软土地基的特点是孔隙比大,天然含水量高,软土带有明显方向性,透水性较差,软土土粒连接不稳定,压缩系数较高。软土在不排水剪切的情况下,摩擦剪应力较小,软土剪切强度随着固结的提高而提高。之所以道路施工的过程中要对软土地基进行有效的处理是因为软土虽然具有一定的强度,但是经过扰动之后,结构强度会快速降低,地基稳定性和承载力也会随之下降,建造在软土地基上的道路路稳定性也会受到严重影响。
二、道路软基路段常遇到的主要问题
道路工程建设中不免会遇到各种软土路基的情况,所以相关建设人员一定要针对软基路段存在的各种问题提出合理的解决措施,同时要注重相关技术在实际中的作用。软土路基上常遇到的主要工程问题:
(1)软土的强度较低,难以满足路基的荷载要求
路基是道路的主要承重结构层,路基的施工质量在道路的整个使用过程中有着较高的要求,从一定的意义上来讲,道路诸多问题的产生都是由于软土承载能力不符合使用要求导致的。自然状态下的软土强度都是较低的,并不符合路基的使用要求,若不事先对软土进行技术处理提高其强度,软土层将会因强度太低而产生刺入破坏或滑动破坏。
(2)软土的压缩性大,产生过大的沉降
由于软土地基压缩性大,在软土路段修建路堤,将使得路堤和路面产生过大的沉降或沉降差,从而影响道路的行车安全和舒适性。
总体而言,软基地段是不利于进行道路工程建设的,但是根据城市规划的整体需求,以及道路工程所在地的实际情况,并且为了有效控制工程的施工成本,有时不得不在一些土质较软的地段进行道路施工。为了使软基路段能满足使用要求,就需要对软土地基采取合理的加固技术措施。
三、国内道路软基处理所采取的主要技术措施
国内外在工程建设发展过程中,对于道路软基处理技术的研究也有了较好的发展,就我国目前道路软基处理技术来讲,可以借鉴国外先进的一些技术手段和管理方式,结合长期以来道路软基处理的实践经验,建立一套完整的处理体系,不仅在很大程度上能够确保软土地基的质量符合道路建设的发展要求,更能节约其成本,产生很好地经济效益和社会效益。下面就其主要的处理技术进行简要论述。
3.1换填法
换填法就是将基础底面以下不太深的一定范围内的软弱土层挖去,然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、粉煤灰、矿渣等材料以及土工合成材料分层充填,并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动,使之达到要求的密实度,成为良好的人工地基。
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换填法适用于浅层地基处理,包括淤泥、淤泥质土、松散素填土、杂填土、已完成自重固结的吹填土等地基处理以及暗塘、暗浜、暗沟等浅层处理和低洼区域的填筑。
3.2 排水固结法
排水固结法是指为提高软基的承载力和减少道路建成后的沉降量,预先在软基中打入一定长度的塑料排水板或袋装砂井等竖向排水体,并在路基上施加一定静荷载,对软土地基预先加压,使大部分沉降在预压过程中完成,并相应地提高地基强度。排水固结法适用于淤泥质粘土、淤泥、人工冲填土等软弱地基。
3.3复合地基处理
复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强或被置换,加固区是由基体(天然地基土体)和增强体两部分组成的人工地基。在荷载作用下,基体和增强体共同承担荷载的作用。
根据增强体类型的不同,常见的复合地基处理有水泥搅拌桩复合地基、水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)及高压旋喷桩复合地基复合地基。
(1)水泥搅拌桩
水泥搅拌桩是近年软土地基高等级公路中使用较多的加固方法。水泥搅拌桩和桩周土共同承担荷载构成复合地基,它是强度和刚度介于柔性桩(砂桩、碎石桩等)和刚性桩(混凝土桩、钢管桩等)之间的一种半刚性桩,它所形成的桩体在无侧限情况下可保持直立,在轴向力作用下又有一定的压缩性。
水泥搅拌桩复合地基的主要作用是提高地基的承载力和路堤的稳定性以及改善地基的变形特性,减少工后沉降。水泥搅拌桩在高等级公路软基处理中的应用主要有以下三方面:
a、解决”桥头跳车”问题;
b、用于高填方路堤的抗滑、减沉;
c、城市主干道管线地基处理。
目前国内的水泥搅拌桩施工设备的成桩直径一般在50~70cm范围内,加固深度一般可达15m。
(2)水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)
由水泥、粉煤灰和碎石形成的一种可变强度桩,与褥垫层形成一种刚性复合地基。可以显著降低地基沉降,提高地基承载能力。可以显著降低地基沉降,提高地基承载能力。处理深度能达到25m,成功的处理例子效果良好。但是成桩率低,造价相对的稍贵。
常规的成桩工艺主要有振动沉管和长螺旋管泵压。
(3)高压旋喷桩
高压旋喷桩,是以高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合,形成连续搭接的水泥加固体,适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。施工占地少、振动小、噪音较低,但容易污染环境,成本较高,对于特殊的不能使喷出浆液凝固的土质不宜采用。
根据工程需要和土质条件,可分别采用单管法、双管法和三管法。
高压旋喷桩因其施工机械较小,在施工场地宽度、高度受限(如高压线、桥梁下场地)情况下,应用较为广泛。
结束语
随着交通建设工程的不断增多,交通建设的质量越来越得到社会各界的重视。道路建设工程作为整个交通建设工程的重要环节,是交通建设的重中之重。我国是一个幅员辽阔的国家,不同地区的软土基的形成、成分等不尽相同,需要采用的软土基处理方法要有一定的针对性,具体情况具体分析。在道路工程的施工中,只有妥善解决了软土基问题,保证了道路的施工质量,才有可能够保证交通安全,提高实际的经济效益。
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论文作者:陈旭彬
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/1
标签:地基论文; 道路论文; 淤泥论文; 土地论文; 强度论文; 路基论文; 水泥论文; 《防护工程》2019年第6期论文;