摘要:近年来随着公路施工项目数量的不断增加,人们对于公路的质量也提出了更高的要求。软土地基技术是我国目前公路建设中的重要施工技术,与公路的建成质量息息相关。软土地区的公路施工一直是我国建筑领域里的重点难点,因此怎样合理的设计与实施软基处理技术,是我国建筑行业应主要思考的问题。
关键词:软基处理施工技术;公路工程施工;应用
一、软地基的特征
1土层稳定性弱。长期处于潮湿环境下的土层,结构之间的缝隙比较大,压缩性比较强。在进行桥梁地基建设中需要承受大量的压力,如果是一般土层,就可以保证土层稳定。但是软土层由于具有较大的压缩性,在进行地基建设中,一旦遇到高强度的搅拌和震动,就容易造成土层的变形和流动。这样的土层如果没有经过严格处理就作为桥梁地基,在使用过程中容易造成较大的问题。
2渗透性较差。天然软土的含水量一般在34%到70%之间,软土层的土体往往具有饱和水的特点,甚至一些湿毒比较大的软土层已经具有了流动状态,这样的土质具有较强的亲水性,一旦有地下水经过,就很容易被土层给吸收。长期在这样的环境下,土壤中的一些固体颗粒结合地下水形成含水土壤,这样土层里的水是非常难以渗透出去的。在进行路基建设中,软土层严密的锁水特性也加大了软土层处理的难度。
3土层承载力较低。软土层自身具有很大的颗粒结构,并且颗粒之间的缝隙比较大,土层的稳定性比较弱,在这样的特性下,造成了软土层抗剪能力比较低,正常土层的抗剪能力是在60Kpa左右,承受力比较强,但是未经过处理软土层承载力还不足30Kpa,这样的承载力是达不到承受高强度的公路桥梁的承载要求的。
二、公路桥梁建设软地基的处理技术
1深层性软基
(一)粉喷桩法
确保场地平整,应将障碍清除,在机械行走难以进行的时候将砂土与碎石垫层铺设于施工的场地;应用回填粘性土方式处理低洼施工场地。先完成粉喷桩设计桩位图、原地面高程测量数据与资料表、土工试验报告、场地工程地质报告等的准备后再开展粉喷桩施工处理。以设计要求配比与实测为依据进行粉喷桩施工工艺的应用,通过试桩确定工艺各项参数,此外,单位时间喷粉量、搅拌与钻进速度以及提升速度等均可通过试桩确定。
(二)挤密法
在桩孔形成过程中,对侧向挤压作用加以利用来对桩间土进行挤密,再分层密实夯填桩孔,夯填所用为素土或灰土,这样的处理方法就是灰土和土挤密法。可根据夯填材料的不同将挤密法分为两种,即土桩挤密法与灰土桩挤密法。土与灰土桩挤密法的特点主要是原位处理、深层挤密以及就地取材,因此,这一方法在湿陷性黄土、厚度大的填土地基处理中较为常用。石灰桩法是将一定比例的石灰块、粉煤灰、炉渣、火山灰等灌入机械地基与人工地基成孔,经振密、夯实得出桩体,生石灰与含有掺合料的石灰体拌合会产生反应,水分反应易引起生石灰膨胀导致堵管问题。在该高速公路施工中采取的是灰土桩挤密法,效果良好。
2浅层性软弱地基
通常情况下,可应用换填法、土工格栅、强夯法、综合性浅层处理等方法处理浅层性软弱地基,为了节约造价、保证工程质量,施工以实际地质情况为依据进行处理方法的选择,综合多种方法进行处理。
(一)换填
挖除路基范围中的软土后进行回填,回填所用材料为稳定性好的石、土,这一方法即为换填法。若浅层性软弱地基与地面距离较近,地面上有稻田、虾池或鱼塘,且厚度薄的情况下,其表面通常会有腐泥,把这些软土、腐泥直接挖掉,再以适宜的选料或优质砂砾进行换填则可达到将隐患彻底消除的目的。如在处理某工程某一标段时就采取了开挖换填方法,开挖前首先需对现场实际进行勘测,在勘测后以机械或人工的方式挖除会对路基稳定性造成影响的软土,置换材料为低压缩性散体材料且无侵蚀作用,最后进行分层夯实。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆以软土层的开挖部位与分布形态为依据可分为局部与全面开挖换填,一般情况下以2米以内作为开挖换填的深度。应以土的抗剪强度、深度为依据确定开挖边坡,通常约为1:1。工业废渣、碎石、砂卵石以及灰土等是主要的开挖换填材料,该工程应用换填法时所选材料为三七灰土。
(二)土工格栅法
若路堤沉降量较小,可适当将土工格栅垫隔应用于高路堤填土,对路基与软基的侧向移位进行限制,使侧向约束增加来对应力水平降低,使路基稳定性与刚度增强,对路基水平横向排水进行提升,达到荷载均布效果。施工时,土工格栅的摊铺覆盖可维护边坡,对排水有利,能够使地基稳定性以及路基刚度提升。这一方法对于设备并无特殊要求,工艺较为简单,但存在较大的性能差异,其影响因素主要有实验方法、编织方式以及材料等。应用这一方法时,其施工速度与加筋效果为正相关关系。
(三)强夯法
以重锤强夯或夯实处理的软弱粘性土地基主要是含水量在一定范围内的和砂土地基。对地基进行强夯可达到优化承载力的效果,通常可实现3~4倍的提升以及200%~1000%的压缩性降低。适用土层范围广、无需预压、节省材料、费用较少、速度快、效果好、工艺较为简单是强夯法的特点,但需慎用于淤泥与饱和淤泥质黏土,应用于这类土层易引起不良现象如橡皮土等。这一方法在该高速公路施工中非常常用,会在其他方法应用之后实施,这样的巩固效果非常好。
(四)综合性处理
综合性处理主要应用于部分地段中,其应用主要是对软基处理质量进行巩固,应用前需充分考察现场具体地质情况,并进行验算,若预期目标难以通过应用某一处理方法实现则采取综合性处理,结合多种处理方法进行巩固。该工程施工时,以综合性处理方法处理了某一标段,主要结合了强夯法与换填法两种方法,若某一路段填土厚度较高,在以其他方法进行处理后,填土,然后应用强夯法,多种方法综合之下取得了显著的加固效果。
三、实例分析
以某工程第四标段第2#桥为例,该桥梁所处地区具有较严重的沿海软土路基,软弱层为淤泥质且较为深厚,桥梁基础均处其中,墩柱与桥台在此条件下施工或建成后易出现沉降与位移问题。因整体下沉大规模存在于后台路面,导致严重的桥头跳车问题,病害已经出现于桥台,需采取相应的措施处理软土路基桥台。
结合所选原材料以及当地实际情况进行处理措施的确定,以斜桩法、塑料排水板地基加固法进行处理,将塑料板设置于原有软土地基,将排水砂砾层设于其上,通过填土预压排出其中的水分,将软基强度以及桥台路基抗滑性增强。实施现场监测,以设计值为准检查固结度,达标后去除填土,实施管桩、钻孔灌注桩施工。
注意事项:(1)沉桩实施于软粘土时,土的隆起可能会造成先沉下桩的涌起,其涌起会造成承载力的下降,冲击试验应以涌起量较大桩为对象,试验不合格则需采取复打措施,同时将冲击试验应用于其他涌起的桩,并采取必要的复打处理。(2)在软土层中,桩群密集会引起超孔隙水压力消散,因此,需注意把握打桩顺序,梅花状或跳打均为合理的打桩顺序。(3)摩擦桩与钻孔桩同时被应用于本工程中,若在同一基础下布置这两种桩型易造成不均匀沉降。因此,在完成桩基后半年需对沉降进行为期20个月的持续观测。(4)对桥台路基填筑速率进行控制。在条件允许的情况下,应将桥台桩基础的修建安排在超载预压排水固结之后,即在路基水平位移、沉降稳定后进行桥台桩基础的修建。若顺序相反,在修建对填筑速率非常敏感的桥台桩基时需注意对速率进行严格控制,具体需以现场监测来确定填筑速率。
结束语
综上所述,在社会生活不断发展的现状中人民群众对道路通畅的要求越来越高,这对道路施工单位既是机遇,又是挑战。一方面,施工企业可借此机遇实现快速发展,另一方面也对其提升自身的施工水平提出了要求。
参考文献:
[1]罗满,钟攀.公路桥梁工程施工中软土地基施工技术的有效应用探讨[J].珠江水运,2018,34(23):90-91.
[2]李康,束瑞.市政公路桥梁施工中软土地基处理技术应用实践[J].江苏建材,2018,11(01):44-46.
论文作者:张朝君
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/24
标签:土层论文; 地基论文; 桥台论文; 方法论文; 路基论文; 灰土论文; 公路论文; 《基层建设》2019年第7期论文;