摘要:公路软基的处理技术对保证公路的施工质量起着极其重要的作用,并且存在一定的难度。对于不一样的地质环境所采取的软基处理办法也是不一样的。本文针对公路软基在处理方面使用的技术进行了分析。
关键词:公路软基;处理技术;研究
引言
现阶段,在我国公路的建设规模日益壮大的形势下,公路的软基处理在公路的整体建设中仍然有着一定的难度。对于不一样的地质环境所采取的软基处理办法也是不一样的。而且即便对于地质相同的环境,如果使用不一样的软基处理技术所产生的效果也是各不相同的。
1.软土地基的主要特点
软土地基是一种韧性比较低,土壤的承载能力较小,水分的含量较高的土层,而一般情况下,淤泥、淤泥质土和软黏性土都被叫做软土。对于不同深度的公路软土,其软基的处理办法也存在区别。例如我国浙江省温州地区的软土地基,其表部为厚度1.1—2.9米的粘土,其下为较厚的淤泥,饱和,流塑,具高孔隙比,高含水量,高压塑性,承载力低等特点。
2.软土地基的常用处理方法
2.1水泥搅拌桩施工法
水泥土搅拌桩是用于加固饱和软黏土地基的一种方法,它利用水泥作为固化剂,通过特制的搅拌机械,在地基深处将软土和固化剂强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。水泥加固土的基本原理是基于水泥加固土的物理化学反应过程,它与混凝土硬化机理不同,由于水泥掺量少,水泥是在具有一定活性 介质--土的围绕下进行反应,硬化速度较慢,且作用复杂,水泥水解 和水化生成各种水化合物后,有的又发生离子交换和团粒化作用以及凝硬反应,使水泥土体强度大大提高。
2.2预应力管桩施工法
管桩施打过程中,遵守重锤低击规则。初打时可能下沉量较大,宜采取低提锤,轻打下,随着沉桩加深,沉速减慢,起锤高度可渐增。在整个打桩过程中,要使桩锤、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。必要时应将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整。要注意尽量不使管桩受到偏心锤打,以免管桩受弯受权。打桩较难下沉时,要检查落锤有无倾斜偏心,特别是要检查桩垫桩帽是否合适。如果不合适,需更换或补充软垫。每根桩宜连续一次打完,不要中断,以免难以继续打下。将首节管桩压至桩头距地面0.5-1.0m左右高度时停止打桩,开始进行接桩作业。接桩前将上下桩端头板用钢丝刷清除浮锈及泥污,刷至露出金属光泽,然后下放桩身进行对桩。上下两节端头板对齐并初步调整垂直后,采用手工电弧焊在坡口周围点焊4-6点,然后再次进行垂直度的调整,若端头板间隙过大,应加塞铁片,上下截错位偏差控制在2mm内。为减少焊接变形引起节点弯曲,焊接时由两名工人对称施焊,焊缝应连续、饱满,不得有施工缺陷,如咬边、夹渣、焊瘤等。烧焊至少有两层或两层以上,焊渣用小锤敲掉。当桩顶设计标高较自然地面低时必须进行送桩。送桩时选用的送桩器的外形尺寸要与所压桩的外形尺寸相匹配,并且要有足够的强度和刚度。送桩时,送桩器的轴线要与桩身相吻合。送桩器上根据测定的局部地面标高,事先标出送桩深度,通过伺候在现场的水准仪跟踪观测,准确地将送桩送至设计标高。同时送桩器上要标出最后1m的位置线,详细记录最终压力值。当管桩露出地面或未能送到设计桩顶标高时,需要截桩。截桩用专门的截桩器,严禁用大锤横向敲击、冲撞。送桩完成后,移动调整机械进行下一根管桩施工。
2.3堆载预压法
该处理方法是在工程建设之前用大于或等于设计荷载的填土荷载,促使地基提前固结沉降以提高地基的强度。当强度指标达到设计要求数值后,缺陷去荷载,修筑公路路面。经过堆压预处理后,地基一般不会再产生大的固结沉降。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆堆载物一般用填土或砂石等散粒材料。施工填筑时采用分层分级施加荷载,从而控制加荷速率、避免地基发生破坏,达到地基强度慢慢提高的效果。该法施工简单,不需要特殊的施工机械和材料,但软土的排水固结时间较长,因此工期一般较长。公路工程上常先期对路基进行堆载预压,再利用修筑桥梁的时间使其慢慢固结。如施工时间允许,可单位使用;如工期紧,可结合其它方法一起使用。佛开高速公路在软土厚度大于13m时,均采用超载预压,以减少固结沉降,超载预压高分0.3m和0.6m两级。
2.4抛石挤淤法
抛石挤淤是软弱地基处理的一种方法,在路基底从中部向两侧抛投一定数量的碎石,将淤泥挤出路基范围,以提高路基强度。所用碎石宜采用不易风化的大石块儿,尺寸一般不小于0.15m。淤泥质软土的含水量大、孔隙比大、强度低,又为高灵敏土。这种土体具有明显的触变性,一旦受到扰动,淤泥结构从絮凝结构(胶粒凝聚)变成某种程度的分散结构(胶溶现象),结构强度急剧降低,这为施工中采用抛石挤淤方法,使土石填筑体直接挤开淤泥,沉至淤泥中形成人工置换地基,提供了有利条件。在这种土体中进行抛填施工,土石填筑体产生的压力(包括大型车辆、施工机械行走的工作压力),会使得淤泥产生整体剪切破坏,填筑体两侧的淤泥会向上翻涌、隆起,并在淤泥中产生连续的滑动面。于是,土石填筑体便挤开淤泥,不断座滑下沉至淤泥内一定深度,达到新的极限平衡状态,产生压载挤淤效果。对于淤泥面,当抛石瞬间挤入淤泥时,淤泥会受到剪切破坏,随着抛石体下方的淤泥被挤出,抛石体两侧的淤泥就会堵塞,而且两侧堵塞部分的截面积之和应等于挤入淤泥中抛石体的截面积。在抛石体坡脚处,堵塞的淤泥会在自身重力作用下逐渐回填,达到平衡。静置后,被挤淤泥土体中的超孔隙水压力逐渐排出,有效应力逐渐增大,淤泥的结构强度逐渐恢复,承载力逐渐加大,填筑体逐渐变成了在淤泥当中悬浮或沉底的稳定结构。压载挤淤后形成的填筑体,在施工期可以作为施工道路及工作平台,运营期又是可靠的构筑物。抛石挤淤法地基处理就是基于以上原理,通过向流塑状高灵敏度淤泥质土表面大量集中抛填土石方料,依靠填筑体的自重和施工机械的工作压力,将淤泥强行挤出基底范围并占据其位置,达到强制置换淤泥质软土的目的,以此来提高地基承载力,减小沉降量、提高土体的稳定性。
2.5塑料排水板施工法
按地基设计要求与地形地质条件,确定排水孔的平面布置及施插塑料排水板的顺序,按施工组织设计确定的场地排水孔位置放线后,用竹签为标志定插孔位。塑料排水板的抗拉强度的选择不得小于1KN(N是实际使用的SPB-1塑料排水板抗拉指数,芯板1.7N/mm2;滤膜0.44N/mm2);延伸率2%-10%;抗撕裂度应超过300N(实际SPB-1的滤膜撕裂度为1340N);透水性≥10-3mL/s;滤膜渗透系数不小于4.2×10-4cm/s(此外还要考虑排水板的抗变形性、保土性和长期排水效果)。插板时,插板机就位后通过振动锤驱动套管对准插孔位下沉,排水板从套管内穿过与端头的锚靴相连,套管顶住锚靴将排水板插到设计入土深度,拔起套管后,锚靴连同排水板一起留在土中,然后剪断连续的排水板,即完成一个排水孔插板操作。插板机就可移位到下一个排水孔继续施打。在剪断排水板时,要留有露出原地面15-30cm的“板头”;其后在“板头”旁边挖起砂土20cm深成碗状的凹位,再将露出的板头切去,填平,插板施工即告完成。
3.结束语
因各种软土地基的土质特性、所处的地理位置以及施工的方式等不同,使得软基的处理方法也多种多样,因此,在对公路软基实施准确的检验以及对软土的地基所处的地质环境实施仔细的勘测之后,综合所使用的施工设备等现场条件选择使用对应最适用的公路软基处理技术,甚至也可以将多种处理技术有效的结合在一起使用,以此提高公路工程的整体质量,推进我国公路建设事业的发展。
参考文献:
[1]梅海,蒋鸿昆.浅谈公路软基处理技术[J].工程与建设,2007,21(5)
[2]陈刚.公路软基处理技术的研究与应用[D].2006.
[3]吴胜.公路软基处理技术浅析[J].管理观察,2010,(17)
论文作者:李罗西,毕智渊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/8/20
标签:淤泥论文; 地基论文; 公路论文; 强度论文; 水泥论文; 滤膜论文; 固化剂论文; 《基层建设》2018年第20期论文;