道路施工中的软基加固施工技术探讨论文_刘荣涛1,周鑫2

道路施工中的软基加固施工技术探讨论文_刘荣涛1,周鑫2

1.山东省滨州市港航局 山东滨州 256600;2.山东省滨州市公路局 山东滨州 256600

摘 要:随着我国公路交通的发展,软土地基是高等公路建设中遇到的老问题,行业规范对软土地基定义是指强度低,压缩量较高的软弱土层,多数含有一定的有机物质。软土地基的性质因地而异,因层而异,不可预见性大。在设计、施工过程中,稍有疏忽就会出现质量事故。本文总结了软土地基的工程特性及常见处理方法

关键词:软土路基;特征;处理的目的;分类;常见方法

一、软土路基的特征

淤泥及淤泥质粘土在建筑施工上统称为软土,是一种天然含水量大、压缩性高、天然孔隙比大于等于1,抗剪强度低的细粒土。其工程性质具有含水量高、强度低、变形量大、压缩稳定所需时间长、侧向变形较大的特点。在道路荷载(静力和动力)作用下,地基承载力不能满足要求时,地基会产生局部或整体剪切破坏引起道路破坏或边坡失稳。或地基产生变形,道路沉降、水平位移、或不均匀沉降超出相应的允许值时,将会影响道路的正常使用,甚至可能引起破坏。

二、软土地基处理的目的

软土地基处理是利用置换、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法,对地基土进行加固,以改善压缩层内一部分或全部地基上的强度、压缩性、渗透性、动力特性和特殊土地基特性。

1、沉降处理:利用加速固结沉降,来加速地基沉降、减小有害的剩余沉降量;

2、稳定处理;①控制剪切变形,制止周围地基因路瑅荷载作用发生隆起或流动。②阻止因路堤荷载作用而强度降低,以求得稳定。③加速地基强度的增长。④改变路堤形状或换填部分地基,增加抗滑阻力以求的稳定。

三、软土地基处理方法分类

根据地基处理的加固原理,公路工程中的地基处理方法可以划分五类:

1、置换;用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中部分或全部软弱土层,以形成双层地基或复合地基,达到提高承载力、减少工后沉降的目的。

2、排水固结;饱和软弱土在外部荷载作用下排水固结、空隙比减小。抗剪强度提高,以达到提高承载力的作用。

3、灌入固化物;向土体灌入或拌入水泥、石灰或其它化学固化浆料,使其在地基中形成增强体,达到正确地基的作用。

4、振密、挤密;采用振密或挤密的方法使地基土体密实以达到提高地基承载力和减小沉降的作用。

5、加筋;在地基中设置强度高、模量大的筋材,如土工格删、土工织物等。

四、目前国内软土地基的加固处理的方法主要有以下几种

目前国内软土地基的加固方法很多,各种方法都有其适用范围和局限性。选用何种方法,应充分考虑构筑物对地基的要求、材来源、施工机具和施工工期等因素,因地制宜地选出经济效益比最优的方法。目前软土地基处理的方法主要有以下几种。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆、轻夯多遍处理;软土的高压缩性和流变性决定了其不能采用纯粹的强夯法,“轻夯多遍”该工法是经过近二十年的开发研究、成熟的软土地基处理新技术。从工后沉降来说,经过大量的现场钻探取土和室内土工试验得出的土性指标进行估算,“轻夯多遍”强夯法可以在施工期内将沉降量完成预估最终沉降的90%以上(经过计算分析,在相同的地基土,相同的堆载预压作用下,要完成90%的固结度,至少需要2~3年),且固结过程是相当快的。该工法强调信息化施工,在施工中每一遍都要进行试夯,若发生夯坑周围有隆起则要降低夯能,若发现夯坑过深则要减少击数,每一遍都要动力触探进行检测,了解加固效果,并对下一遍夯击参数做调整。该工法加固效果具有工后地基承载力高、固结充分、沉降小、工期短、造价省/施工环保质量可控等优点。

2、真空预压法;真空预压法是普遍使用的一种对软土地基进行加固的方法。其原理是对被加固软基抽真空形成的大气压差作为预压荷载,使加固区域内的土体造成负压,通过排水通道传至设计深度,沿深度基本呈矩形分布,真空预压排水固结法加固软基不需要施加实体荷载,软基预压排水是在真空吸、挤压共同作用下完成,真空预压是使边界的孔压降低真空度越高,沿深度衰减越小,则增加的有效应力越大,加固效果越好。真空预压法是众多软基处理加固方法中的一种,适用于加固淤泥、淤泥质土和其他能够够排水固结而且能形成负超静水压力边界条件的软粘土,具有工期短费用低、无噪音、排水效果显著等优点。

3、电渗法;电渗加固机理要从土的微观结构说起。土是固——液——气三相分散系。土的固相即土颗粒,其表面通常带有负电荷,在外加电场作用下,向电势高处运动此现象称为电泳;土的液相即土中水,它极易和被溶解的物质如水中的阳离子结合成水化阳离子,在外加电场作用下,向电势低处运动,此现象称为电渗。在土中插入金属电极,并通以直流电,在电场作用下,土中水从阳极流向阴极产生电渗,从而降低高黏性土的含水率或地下水位,以改善土性的加固方法。电渗法具有加固速率快、效果明显及对周围环境污染少等优点,在滩涂地基处理施工中使用广泛。

4、堆载预压法;堆载预压法是在布设完的排水通道的地基上分层施加堆载材料,进行正向施加荷载,使地基土体产生沉降固结的方法。荷载材料根据当地资源情况可以选用土、砂或山皮土、山皮石等,按设计分级堆载到一定的厚度或标高,达到一定的固结周期后,卸载至设计标高整平,堆载预压法加固期长、受季节性影响大和需要大量的堆载材料等特点。

5、爆破挤淤法;爆破挤淤的原理是通过爆炸作用排淤填石,达到泥、石臵换目的。施工方法就是在抛填堤头泥石交界面前方的淤泥中埋设群药包,药包爆炸后,通过药包爆炸的能量将堤头前面的淤泥向四周挤开,在淤泥内形成爆炸空腔,抛石体随即坍塌充填空腔,使爆前处于平衡状态的抛石体向强度降低处的淤泥内滑移,达到泥、石臵换的目的,从而达到处理软土地基的目的。爆破挤淤技术具有施工工艺简单、对其它工序干扰小、施工速度快、后期沉降小的优点,特别是在较厚度淤泥的软基处理工程中这些优点表现得更加明显。爆破挤淤深度可以达到十几米。爆破挤淤技术明显的优点是:施工工艺简单,对其他工序干扰小,施工速度快,后期沉降小。这种方法实质上是抛石挤淤和压载挤淤的进一步发展,无疑具有很高的技术与经济价值。

结束语

通过以上各种软土的处理方法各有优缺点的分析,我们应该根据场地及软土的具体情况具体分析,采用成本低效果好的处理方法。在高等级公路施工中,软基处理是基础中的基础工作,只有认真做好组织设计,从而为保证高等级公路施工质量打下坚实基础。

参考文献

[1]黄生文.公路工程软基处理手册{G}人民交通出版社,2005.6.

[2]廖正环.公路施工与管理.北京{G}人民交通出版社,1988.

[3]张林桃.高等级公路软基处理的几种方法总结{J}2001-05-0096.

论文作者:刘荣涛1,周鑫2

论文发表刊物:《防护工程》2017年第1期

论文发表时间:2017/5/9

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