软土路基软基施工技术实践论文_李远东

软土路基软基施工技术实践论文_李远东

茂名市水电建筑安装工程集团公司

摘要:每年我国都要建设大量的道路工程,以满足经济发展对道路需要。道路工程施工条件复杂,施工过程多遇到如软土路等不良地质,需要及时处理,否则容易引发质量隐患。文章结合笔者施工实践,对道路软土施工及处理进行详细分析,希望能对与广大同仁共同交流,提高施工水平。

关键词:道路施工;软土路基 ;质量问题;处理

引言

随着经济发展,对道路需求的增加,全国各地都投入大量的资金进行道路工程的建设。人们对道路施工质量的关注度日益增多,由于施工受到多种因素影响,导致个别路基施工质量出现问题,路基损坏容易引发重大交通事故,需要较长时间维修,对车辆通行构成严格影响,我们应引起高度重视,及时采取措施,做好防控处理工作。

1 软土路基特点

(1)易压缩、强度低,透水性差

软土路基的压缩模量小,通常不大于4Pa,而且压缩模量与软土的液限指数相关。软土路基在很小的压力下就会产生较大的沉降,不经过处理承载力极低,尤其是软土的抗剪强度通常小于20MPa。软土路基在竖向荷载作用下,会进行排水固结,随着排水固结的不断进行,软土的抗剪强度也会不断提高,固结程度越高,软土的抗剪强度越高。但是软土透水性差,路基的固结需要很长时间来完成。而且在外力作用下,例如撞击或震动,土体的结构就会被破坏,从而导致强度降低,如果外力较大,将导致土体呈流动状态而基本丧失强度。

(2)含水量高,易流变

软土的主要组成成分通常是保水性较好的淤泥、有机杂质以及粘土成分的颗粒,其保水性好,孔隙度较大,因此含水量较高,通常可达30%~85%。软土中的有机物随着腐蚀的不断进行而引起土体沉降,将产生絮状结构。由于软土抗剪强度较低,在荷载作用下土体会出现明显的变形,也就是流变。如果软土含水量较高,固结的软土因有机物的腐蚀以及粘性颗粒的流动可引起土体的次固结,严重影响基础的施工质量。

2 软土路基常见的质量问题

沉降与滑坡是软土路基经常出现的质量问题。软土路基的孔隙比大、含水量高、透水性差,在外荷载作用下,逐渐排水固结,因引起体积减小;另外因为软土路基有机物含量高,随着时间的推移有机物腐蚀而体积减小,这也是软土路基沉降的原因。软土路基的排水固结速度较慢,在正常压力作用下,完成固结排水需要较长时间,因此道路施工时必须对软土路基进行处理,使路基沉降满足规范要求。

由于软土路基抗剪高度低,尤其是在接近饱和状态下抗剪强度极低,呈流变状态,容易引起土体滑坡。因此在道路施工时通常采用加固方法增强土体的抗剪强度,保证土体稳定。

3 软土路基施工技术

随着我国软土路基的施工经验不断增加,软土路基施工技术比本已经发展成熟。针对软土地基抗剪强度低、透水性差、压缩模量低的特点,目前有多种软土地基处理技术。主要包括排水固结法、换填法、碎石桩加固法、压密注浆法以及强夯等处理技术。

3.1 排水固结法

排水固结法通常用于处理饱和粘土地基,施工时通常在土体中每隔一定间距布竖向排水井,排水井通常采用碎石和粗砂打入土体中形成排水性较好的竖向通道,然后在土体上部施加竖向荷载,随着时间增加,土体中的水逐渐被挤压出来而实现排水固结。因此,粘土地基的含水量越高,其排水固结效果越好,软土的强度提高越大。排水固结法施工成本较低,但是施工工期长,而且固结的软土在雨水的反复渗透下强度会逐渐降低,因此排水固结法通常用于处于高处不易受到雨水浸泡的路基处理。

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3.2 换填法

换填法主要针对与软土埋深较浅,土层厚度较小的软土地基处理,采用强度高、压缩性好的材料对软土层进行置换,确保置换后土层具有良好的受力性能,通常采用的换填材料可以选择砾石、砂石混合物、块石、炉渣以及矿渣等材料。在多种材料换填时应该注意换填材料的层次顺序,再换填的过程中可以边换填边用机械对土层进行夯实,确保换填后的土层满足规范要求。

3.3碎石桩加固法

采用碎石桩对软土地基进行加固是目前道路施工软基处理的一种重要方式。碎石桩加固软土原理是利用强度高的块状碎石来部分置换软土层,置换的碎石成方形或圆形,因而形成桩体。在基础受力时通过碎石桩与软土层共同作用将上部荷载传递到持力层。施工时,采用振冲设备将圆钢管或方钢管振冲到软土层底部,形成贯穿软土的竖直孔洞,然后在洞中填满碎石形成桩体。碎石桩处理软土地基通常就地取材,因此造价较低,处理效果明显、强度高、压缩性能得到显著改善。

3.4 压密注浆法

压密注浆法是近年来采用较多的地基处理技术,压密注浆法具有施工简单、造价低,处理效果好的优点。但是压密注浆法应该与现场施工条件相结合。并合理考虑天气、地形地貌等因素对计算的影响。施工时,将水泥与碎石投入到加固好的桩位中,然后通过预留的管道将水泥浆注入到其中,因此称为高压注浆法,该方法的优点是可以将碎石与土体之间的孔隙有效填充密实。施工时也可以利用高压技术将水泥浆喷出,然后用非常大的冲击力搅拌水泥浆和碎石,形成圆柱状的水泥与土结合桩体,该方法称为高压喷射注浆,是目前来一种较新的施工技术。压密注浆与高压喷射注浆法不仅可以大量节约人力成本,还可以加快施工效率,压密注浆与高压喷射注浆技术适用于各种软土地基处理,在施工技术中将得到更好的发展。

3.5 强夯法

强夯法是处理地基基础中使用最广泛的处理方法。强夯法采用吊机将重锤提升到一定高度,然后瞬间让重锤自由下落,下落的重锤将重力势能转换为动能对土体形成很大的冲击力。软土在冲击力作用下孔隙中的空气迅速排出,从而密实度得到提高。强夯法不仅可以提高土体的强度,还可以提高土体的密实度,可以应用于各种类型软土的处理,但是由于强夯需要大型吊机配合,因此必须有足够的空间进行施工,狭小的场地往往无法使用强夯法。强夯处理的湿陷性黄土如果在水的浸泡下容易回弹而引起土体强度降低,最后失去处理效果,因此强夯法不适用于湿陷性黄土的地基处理。

4 软土地基施工时的注意事项

软土地基施工技术需要结合施工技术自身特点与场地土的特性,并考虑道路条件、施工条件等因素综合全面进行施工,才可以得到理想的加固效果,施工时,具体应该注意以下几点事项。

4.1 地基处理方法的适用性

不同的地基处理方法适用于不同类型的地基处理,在项目施工方案编制期间应该根据地质勘查资料,对软土的特性充分理解后选择合适的地基加固方法,同时应该确保该方法在施工可行性,材料的取用以及现场施工环境满足要求的前提下方可选用。

4.2 软土的特性

软土处理应该着重关注软土的特性,对于湿陷性黄土等特殊类别的软土应该选用合适的地基处理技术,防止在雨水的浸泡下丧失处理效果。

4.3 施工环境

道路软土地基处理技术的实施需要对施工环境有一个清晰的认识,在路基施工与振捣、地下水位控制等施工内容中均可能受到施工环境的影响,因此施工方案编制前对施工环境做一个全面的了解非常必要。

结语

我国公路建设规模逐年扩大,软土地基的处理技术也应用越来越广泛。施工时应该结合软土特性以及其他综合因素确定处理方法,才可以真正实现对软土强度、压缩性以及稳定性全面提高。

参考文献

[1]李红梅.公路施工中软土路基的施工技术处理研究,科技创业家,2012(20).

[2]王江飞,李倩玲.公路软土路基处理技术探讨,交通标准化,2010(20).

论文作者:李远东

论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期

论文发表时间:2017/10/16

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