摘要:随着社会不断进步,经济飞速发展,我国公路建设已步入崭新的阶段,公路设计等级日渐提高,公路路况指标方面已被提出更高的要求。软土地基对公路桥梁工程危害很大,一旦施工过程中没有处理好,可能就会影响整个桥梁的质量安全。本文在软土基地的处理方面进行了深入的研究和探讨。明确技术的作用机理与要点,旨在为解决软基问题,确保公路施工质量提供理论依据。
关键词:公路;路桥施工;软土地基;措施
1导言
我国地域辽阔,地形比较复杂,桥梁施工过程中经常遇到软土地基,给桥梁施工带来极大的影响。因此在施工过程中,需要对软土地基进行加固处理,提高地基的承载力。所以在施工中要采取有效的措施对软土的土质进行一定的处理和改造,保障路基平稳和可靠,提高承载能力,而且在软土地基的施工中稍有疏忽,就会造成严重的质量问题,危及整个道路工程质量,因此严格的按照施工技术要求,对软土地基的处理要高度重视。
2软土地基
软土地基指粘性低、高压缩性的软弱土层。软土地基主要是由于河流、湖泊等长期冲刷侵蚀土层,导致土层松化形成的。如果在没有经过处理的软弱土层施工,会增加桥梁施工的风险,严重还会造成道路交通安全。因此必须对软土地基施工引起重视。软土地基一般存在于软土层中,软土层的含水量高、有机物质丰富,所以软土层的稳定性比较差,难以承受桥梁主体的荷载,随着时间的推移,软土地基会发生不均匀沉降。
3软基对公路施工的不利影响
3.1易产生沉降
公路由于受到多种外部因素的影响,加之在施工中未进行有效防控,工后随时都有可能产生沉降现象。而为避免沉降的发生,需对每个施工环节都进行严格的控制。实践表明,软基是造成沉降的主要原因之一,软土自身含水量较大,承载能力弱,在承担上部荷载时极易发生下陷,最终引发沉降,影响公路的正常使用。
3.2路基稳定性较差
软基主要由泥炭、松软土壤和砂砾构成,其含水量与孔隙比都很大,而且还具有很高的压缩性。由于软基存在以上特性,所以普通压实作业很难压实充分,导致路基稳定性不能满足设计要求,带来一定安全隐患。此外,若在雨天进行施工,雨水渗入路基,由于软基的渗透性很小,所以排水速度缓慢,造成大范围积水,严重侵蚀其他公路结构。
3.3路面硬化
由于软基存在特殊的结构与性质,它不仅稳定性较差,而且还会出现硬化等一系列问题。此外,修筑公路时经常采用沥青混凝土,它对下部基层有着很高的要求,如果下部基层不稳定或发生沉降,必将影响到上部沥青混凝土层,造成开裂与硬化等现象。由此可见,软基对公路带来的影响是多方面的,为保证公路施工质量与使用性能,必须采取有效措施处理软基。
4公路路桥施工软土地基处理措施
4.1换土垫层法
换土垫层法是指将原先的软弱不良土层全部挖除,换填成土质较好,压缩性低的散体材料,进行碾压或夯实,作为持力层承载来自上部的压力。然后使用砂、碎石、粉煤灰、干渣、土(灰土、二灰)等材料回填作垫层,提高持力层的承载能力,减小垫层下天然土层的承受压力,从而减小地基沉降量。其中砂垫层在施工时要严格注意水分,控制含水率,采用分层铺筑、压实的方法。这种换土垫层法一般适用于对浅层软土地基和低洼区的处理,也可用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程。
4.2预压加载
为有效降低软基及公路在工后产生不均匀沉降的概率,可采取预压加载法对软基实施处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过加载可提高软基承载力,在软基上预先施加一定荷载,可提前完成沉降,避免工后沉降。另外,加载后还能加速软基排水,极大的提升了软基密度,减小软基土体空隙,加速沉降固结。虽然预压加载的处理效果良好,但加载所用荷载与工后的行车荷载有一定差别,所以并不能达到完全沉降的状态,仍需进行优化与改善。
4.3强夯法
强夯法是一种非常成熟的处理方法,主要是将重锤的重力势能转化为冲击能量,瞬间产生的动能作用在地基上,从而压缩各个土层的孔隙,将孔隙的水分子和空气排出土体外,达到压缩和密实土体的目的。强夯法施工比较简单,需要的设备比较简单、施工速度快、需要的原材料比较少,因此在软地基处理中应用的比较广泛。比如国道扩建工程湖南路段项目,该施工区域内的有不少杂填土,主要以碎石、粘性土为主,并且还有不少泥炭性页岩石块和建筑垃圾等,因此需要对地基土层进行加固。在施工的时候采取了强夯法。为了确保强夯法符合该路段土层施工,在施工前对施工区域的土壤进行夯实测试,确定合格以后,才开始在施工区域大范围推广。
4.4高压喷射注浆法
高压喷射注浆法施工前,要进行挖孔,注浆孔的大小结合施工现场的环境和软土层的程度进行开挖。施工人员按照比例调制好水泥砂浆,确保泥砂浆符合施工的质量。调制好水泥砂浆以后,将其注入工人事先打好的的孔壁内,然后使用专业的高压喷枪喷射。在喷射的时候必须高压水枪必须旋转的状态,直到注浆孔内的浆液填满为止。通过高压喷射注浆法能够将软土地基的天然土壤与人工材料进行有效地结合,提高软土层的抗压力和密度度。
4.5深层挤密法
深层挤密法主要是把一些软土较厚的地基采用挤密桩的方法将其挤密的过程,挤密桩的实际操作也较为简便,首先要将桩管打入软土地基中,使其形成孔口,然后将桩管拔出向孔口内填满砂或砾石、石灰、灰土、土等材料并捣实。这样做的目的是为了使桩管内的材料与周围的土层结合形成复合土层,共同作为持力层承载来自上部建筑的压力,这样就可以提高软土地基的整体承载力,减少地基的沉降量。深层挤密法一般适合于周围或地基本身就有砂砾、砖瓦砾的杂填土,不仅取材方便,材料与周围土层也较容易结合。
4.6化学固结法
如果上述软土地基的处理方法都无法增加地基的承载力或者不适用于当地的地质环境时,就需要考虑化学固结法。顾名思义,化学固结法就是采用一定的化学材料或化学反应对软土地基进行填充改造,促使软土层固结,降低土层压缩性,提高地基的承载能力。化学固结法多种多样,最常应用在工程建设中的有灌浆法、硅化加固法和深层搅拌法。灌浆法是指用木质素类、石灰石等化学材料对软土地基进行填充、灌浆,利用气压、电化学原理使其发生化学反应,从而对软土地基进行加固,保证软土地基提高承载力。这种方法一般适用于淤泥质粘性土或者淤泥质粉土。硅化加固法主要是将硅酸钠和氯化钙反应所得到的胶状凝聚物添加到软土地基中,这种物质会粘合周围的软土组织从而加强软土强度,提高软土地基的硬度,满足工程施工的设计要求。深层搅拌法原理与灌浆法相类似,但是所用到的材料为水泥或石灰。将这些材料作为固化剂掺入软土地基中,通过深层搅拌机使其与周围的软土组织充分搅拌,形成水泥土桩或者水泥土块体,从而提高软土地基的承载力。深层搅拌法与灌浆法相比,一般适用于淤泥质土或含水量较高、承载力低的软粘土层。
结束语
综上所述,随着科学技术的进步,越来越多的技术应用在路桥软土地基处理当中,促进了我国公路路桥施工技术的进步和发展。在实际的工作中,需要工程人员根据要求制定适合的施工技术以及相关措施,总之要在软土上动工,就要周全细致的进行施工准备,这样才能以稳健的速度和可靠的质量完成整个工程的建设。
参考文献:
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[2]吴雷.公路施工中软土地基的处理技术[J].工程技术研究,2016,12(08):25~26.
[3]秦斌.关于公路施工中软土地基处理技术的探讨[J].科技创新与应用,2014,10(03):187~188
论文作者:赵婷婷
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/7
标签:土层论文; 土地论文; 公路论文; 地基论文; 承载力论文; 荷载论文; 压缩性论文; 《基层建设》2017年第30期论文;