摘要:随着我国经济和建设的快速发展,现代交通网络建设不断加快,路桥工程建设日益增加。路桥施工中,地基决定着路桥的承载力,软土地基处理的好坏对工程的质量和使用寿命起着决定性作用。地基处理不当,则会导致路桥在使用过程中发生沉降、地基失稳、道路沉降等情况。文章将着重探讨在路桥工程施工时,如何处理软土地基的问题。
关键词:路桥工程;软土地基;施工技术
引言
路桥工程关系着广大交通参与者的日常出行和交通运输,处理不当不仅会造成出行不便,甚至可能会造成生命及财产损失。不合格的路桥工程会成为人们生活的安全隐患。在路桥工程施工过程中,能否对软土地基处理得当,直接决定着路桥工程的投资效益和工程的质量。由此可见,软土地基的处理是路桥工程能否顺利开展的基础。
1 软土地基的特点
地基决定着路桥的稳定性和承载力,决定着路桥是否能够安全和可靠的使用,是安全交通的基础。软土地基是强度低,压缩量较高的软弱土层。因软土地基的含水量较高、压缩性高、孔隙比大、固结时间长,所以很难当作天然地基使用,常常导致大型施工设备使用不便、影响施工进度、造成地基不稳、危及路桥稳定性等问题,给路桥工程施工带来不便。由于受到自然环境以及气候等因素的影响,我国地质构造具有复杂多变的特点,这就会给公路路桥的建设带来诸多难题,而软土地基则是这些常见难题之一。软土地基主要是由软土构成,它是在缓流水以及静水环境之下,不断沉积的弱粘性土或者是以淤泥为主的土层,其自身具备不稳定性、粘性低以及强度弱等缺陷。此外,随着日益扩大的基础设施建设,建设用地资源日益紧缺,对软土地基补强加固并且合理利用这一资源顺应科学发展观的需求同时也是一个亟待解决的重要难题。
2 地基施工中常见问题
因软土地基的多种多样,在施工过程中,常常会出现很多无法预计的情况。如在勘查过程中,因部分工作人员对软土地基的认识不足、未对其给予足够的重视或勘查设计资料不准确,未做好及时的预案和处理措施,结果给后续的施工工作的不便。施工技术人员因资料不完整、技术落后或处理不规范,影响了软土地基的加固,出现如坑底回弹、挡土结构物压力增大、地面沉降、桥台变位或损坏等情况,导致窝工、返工、停工。甚至使工程使用功能受到影响,无法达到国家和设计图纸规定的标准,从而给企业造成损失。
3 路桥工程软土地基常用的施工技术
在软土地基上填土存在的问题分为两大类:一类是稳定性的破坏,另一类是过大的下沉和变形。因此,在公路设计和施工中,要讨论填土的稳定性和下沉问题,同时还需注意对周围地基的影响。我国幅员辽阔,地形复杂,在不同的地域有着不同的地质环境,施工过程中遇到的困难亦多种多样、层出不穷。近几年,随着科学技术的不断发展和施工经验的逐渐积累,我国对于路桥工程施工过程中软土地基的处理技术得到了很大的提高。根据不同软土结构的特点和工程性质,常用的软土地基处理方法大致分为换填法、强夯法、表层处理方法、粉喷桩加固法、挤密法、加筋路基法等。
3.1 换填法
换填法,其目的是提高土地的稳定性和承载力。换填法,顾名思义,是指用优质的稳定的土壤置换软弱土壤的意思。即在施工过程中,清除地基中的软土、松散沙等,将稳定性好、硬度较大、适于做地基的土壤填入其中,同时混入沙子、煤块、炉渣或石头,然后将土夯实的方法。这种方法具有简单易操作、工程量大、成本较高的特点,一般采用人工挖掘的方式,常用于淤泥地基中。
3.2 强夯法
在施工过程中,采用强夯法处理,可以有效的提高路桥工程地基的承载能力。强夯法是指使用具有一定重量的锤子从高处迅速落下,敲击地面。在重锤的作用下,将土层夯实,使地基土层的密度增大,将软弱的软土变得坚硬。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种方法一般只适用于不饱和的粘土,使用起来具有一定的局限性。
3.3 表层处理方法
面对特别柔软的土地表层,可以通过垫砂层、排水、敷设材料、使用添加剂等方法,来提高土地表面的强度,以提高地基的稳定性。垫砂层适用于当土层持力薄弱,不能满足设计要求的荷载力的情况。垫砂层可以有效提高土壤的密度以及硬度,达到固结软土层、降低填土内水位的目的。具体施工方法是在软土的表面垫上一层一定厚度的砂垫层,厚度不宜过厚也不宜过薄,一般以0.5米至1.2米为佳。在砂垫层处理地基时,必须保证材料的密实度和均匀度,一般采用推土机和人工相结合的方式,在推土时力度需保持一致。对于土质较好只是含水量较高的软土地基,宜采用排水法处理。排水法可以有效的降低土壤的含水量,主要用来增加地基的密实度、提高硬度。在排水时,首先要根据排水计划挖出沟槽,使地表水分可以通过沟槽排清。在地表水排清后,用砂砾、碎石、炉渣等进行回填作业。针对土层比较软、不均匀的情况,可以在易发生局部沉降或变形的区域,通过敷设材料来提高抗拉力。施工时,要注意荷载大小与宽度,施工机械的重量等。敷设材料多种多样,如化纤无纺布、玻璃纤维隔栅等。在处理粘性土成分较大的地基时,通常使用生石灰、水泥等添加剂,增强地基的稳定性和强度,添加剂添加完成后,利用机器进行现场搅拌,有效改善土质,降低土壤的含水量。
3.4 粉喷桩加固法
粉喷桩加固法是最为常用的一种处理方法。施工过程中,在平整的施工场地上,通过深层搅拌以及粉体状固化剂处理,使软土路基能够形成加固土桩。主要使用的固化剂有:水泥、生石灰、熟石灰等材料,有时根据需要添加添加剂,使软土能够固结,成为优质的地基,从而达到施工要求。在施工前,技术人员应当对承载力进行试验,以确认各项参数达标。设计人员应提供地面高程的数据表、粉喷桩的设计图、地质报告等材料。在加固过程中,应当注重固化剂的加入、施工机械的选择及养护、钻机下钻的深度、粉喷桩的长度、用料的控制等。施工期间,还要定时的检查成桩的直径和搅拌的均匀度。
3.5 挤密法
挤密法在日常软土地基处理中使用较少,主要使用在黄土地区。施工过程中,应先在软土地基中利用打桩机打出桩孔,将砂石、素土、炉灰等材料通过挤压的方式填入桩孔中,然后利用打桩机夯实。此种方法主要是通过振动、冲击等方式,将砂石、素土、炉灰等材料在软土地基桩孔中填入,从而提高地基的稳定性和荷载力。
3.6 加筋路基法
我国国民经济的飞速发展不仅带动了我国公路路桥工程的快速发展,而且在公路路桥的施工方面的要求也相应地提高了。然而在公路路桥施工的过程中,出现处理软土地基的情况非常普遍。适用于沉降量不大的路堤。这种方法可以有效的提高路基的水平横向排水,将荷载力均匀分布。该方法是指在路堤中通过填土、使用土工布垫隔的方式,控制路基的移位,增加侧向移位的约束,从而加强路基的稳定性与刚度。
4 结语
随着科技的飞速发展,软土地基的处理技术也日益进步,对于机械设备、施工工艺以及现场检测等问题的处理也取得了较大突破。在进行软土地基处理之前,各个建设施工单位以及部门要对软土地基场地进行勘察,并且进行精心设计与反复探究,进而依据实际情况选择合理科学的处理方法,增强软土地基的稳定程度与土地承载力,并且在此基础之上进行不断探索,探究出新的工艺技术,从而在投入较低成本的基础之下,达到最佳效果,在保证施工质量与安全的基础上进而创造出良好的经济效益以及社会效益。
参考文献
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论文作者:许云峰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/29
标签:土地论文; 地基论文; 土层论文; 过程中论文; 工程论文; 稳定性论文; 方法论文; 《建筑学研究前沿》2017年第26期论文;