路桥施工中有关软土地基处理的思考论文_叶志刚

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摘要:经济和科技的快速发展,对于交通方面的问题人们的关注也是越来越高,生活中公路施工的项目也是越来越多了,这使得人们的交通出入更加的方便,同时在路桥施工中存在着问题,其中的软土地基对于整个工程的质量会产生很大的影响,如何进一步提高施工质量是现在社会亟待解决的问题之一。本文将介绍软土地基对于施工的影响、施工的处理原则以及施工的处理方法。

关键词:软土地基;施工原则;处理方法

软土地基是强度低、压缩量比较高的软弱土层,因为这个特点使其对于施工质量会造成很大的影响,对于后期的使用以及维护产生很多的问题。我国对于软土地基的处理十分的关注,要进一步解决软土地基所带来的问题需要对于软土地基有着清楚的认识,从而制定出合理科学的解决方案。下文介绍软土地基对于施工的影响、施工的处理原则以及施工的处理方法。

1 软土地基对于施工的影响

1.1 路面沉降

路面沉降(图1)是在公路施工中经常出现的问题,有时候可以使得建筑物产生倾斜的问题,破坏地基的稳定性。出现沉降的原因主要是对于软土地基在施工的时候没有进行相关的地基硬化措施,这使得施工过程中出现了很多问题,使得工期延长,造成一定的经济损失。在进行路桥施工的过程中,如果不对于软土路基有效地加以处理,将有可能导致严重的路面沉降问题,在路面发生沉降之后,将会使其安全性和稳定性受到严重的影响。

图1 由于软土地基而引发的路面沉降

1.2 路面硬化

路面硬化主要是由于一些是施工材料与软土地基混合后发生一定的反应产生了路面硬化的现象。在一般施工过程中,都会选择沥青、混凝土等施工材料来提高施工质量,但是二者在混合的时候会出现很多的问题,混合比例的不合适使得路面出现沉陷和膨胀的现象,如果混合的比例没有满足要求,其有可能进一步和软土路基发生反应,进而使得路面出现硬化的情况,这使得施工的路桥存在一定的安全隐患,无法正常的使用。

1.3 路面侵蚀

路面侵蚀的产生是受到很多因素的影响,比如雨水、当地环境等,这都需要在施工的过程中选择最合适的软地基的处理方法来进一步提高施工质量。从生活中可以发现我国进行施工的时候一般都会选择水泥、碎石子等材料来进行施工,这可以提高路面的抗压能力,但是路面的抗腐蚀性等没有得到很好的保障。如果该工程是在一些多雨的或者是多工厂的地区,这使得路桥会受到比较多的雨水的侵蚀和冲击,路桥的质量会降低,长期受到雨水的侵蚀使得路桥的安全得不到保障,会在后期的使用中出现一些安全事故,这对于施工企业会造成很大的影响。而软土路基也会在一定程度上加剧路面侵蚀所造成的破坏,使得路桥施工活动的正常开展受到严重的影响。

2 软土地基施工的处理原则

通过上文分析可以看出软土地基对于施工的影响主要有路面沉降、路面硬化以及路面侵蚀这几个方面。通过这些信息进一步增强了我们对于软土地基的认识,接下来将介绍软土地基施工的处理原则,使得软土地基处理施工更加科学。

2.1 特殊技术处理法

特殊技术处理法主要是通过使用强夯法、高压喷射注浆法等方式来进一步对软土层进行一定的处理,使得其强度可以进一步提升。特殊技术处理法对于工程的要求比较低,而且因为有一定的灵活性可以使得工程的安全性得到较好的保障。使用特殊技术处理法也是与现代的发展潮流相匹配的,使得施工质量可以进一步提高。

2.2 软土地基自然沉降法

软土地基自然沉降法主要是通过堆载预压的方式来对土层进行处理,使得软土地基可以处在一个平稳的状态之中,在这种情况下进行施工可以使得施工的质量比较高,与施工的要求比较符合。这种方式比较简单,取得效果也是不错的,但是它所耗费的时间比较长,需要较多的资金和时间,在一些大型的公路路桥施工中比较合适,能够使得路桥的质量得到很好的保障。

3 软土地基施工的处理方法

3.1 软土层排水固结法

排水固结法是通过对地基设置砂井、塑料排水带等方式,根据建筑物本身的重量来进行加载,使得土壤中的一些水分从孔隙中排出来,慢慢固结以后使得地基发生沉降,同时强度也得到了提高。排水固结法还可以减少工程前后出现沉降的现象的几率,这使得整个工程的质量得到了很大的提升。软土层排水固结法的使用广度不如填充法和挤密压实法,它比较适用于一些施工场地较大并且可以很好的设置砂井的路桥工程。

3.2 软土层地基挤密压实法

挤密压实法主要是对软土地基进行压实和挤压来增强软土地基的强度,减少土壤之间的缝隙以及加快地基中水排出的速度,使得软土地基能够更加稳定。挤密压实法主要是有石灰填塞压实法和强夯法这两种。石灰填塞压实法是将石灰、粉煤灰等材料填充在路面上,在后期的路面压实的过程中可以将软土地基中的水分很好的吸收进来再排出,使得地基的承载力大大提升,在一定程度上也使得工程的工期缩短了。第二种方法是强夯法,它是采用重锤从一定的高度上下落后敲击土层使得地基可以固结起来,这个方法可以提高软弱地基的承载力。在夯实的过程中一般都会使用到夯实机械和压路机械设备对软土层地基来进行相关的处理,使得地基中的缝隙减少,使得路面的承载力大大提升。这两种方法都对于地基的稳固有很大的提高作用,但是在选择具体的方法的时候还是需要根据当时的施工环境来选择最合适的方法,在最大程度上提高施工质量。

3.3 高压喷射注浆法

高压喷射注浆法是通过高压的钻机钻孔把有喷嘴的注浆管插到土层的某个位置中,使得喷嘴中的物体可以与土层产生一定的反应。在这个过程中一些土料会随着浆液冒出水面,一些土料会在离心力和重力的作用下和浆液发生混合,使得浆土按照合理的比例进行排列,最终会在土壤中形成复合地基,这使得地基的承载力大大提高,减少了地基的变形。这种方式主要是机器工作,工作人员的操作比较简单,不需要大量的资金。需要注意的是在注浆的过程中需要工作人员进行正确的操作,操作不当可能会导致土层中出现固结体,对于整个工程会造成一定的影响。如果使用这种方式来加强地基的强度,需要对工作人员等进行一定的培训,减少工作中出现差错。

3.4 软土层地基填充法

填充法是将石块、砂砾等比较硬的物质填充到地基里面,使得这些物质可以和软土较好的结合起来,从而使得地基的承载能力大大提高。在填充物质的时候要尽可能的选择一些片状的,可以使得它们和土壤较好的结合起来,它们在土壤中合理的分散开来可以更好地承受相应的力。物质的形状如果不规律会增加一定的工作量,先要通过机器将石块等进行粉碎,再进行合理的填充。在物质填充以后就需要用压路机对地面进行碾压以进一步增强地基的强度。通过填充法来增强地基的强度是比较平常的方法,它整体的操作方法比较简单,填充的物质也是很轻松就可以得到,对于工作人员来讲施工难度比较低,可操作性很强。但是如果在填充的过程中没有合理的将石块等物质分散的话会使得路面不平整,在最后道路施工完成以后,车辆的通行的安全没有办法很好的得到保障。如果出现一些安全事故以后可能会使得后期的维护以及修理工作比较繁琐,对于施工企业也是极为不利的。在使用填充法的时候还是需要根据当地的施工环境,它一般适用于一些薄土层的地区或者是沼泽地区,这可以保证填充的结果比较好,保证了后续工作的顺利开展。

3.5 土工格栅法

土工格栅法是近年来公路路桥施工中常用的一种软土路基处理方法,首先,土工格栅是一种新型的材料,其质量较轻,而且整体连续性也比较好,具有较高的抗拉强度,而且也非常耐腐蚀,同时施工也较为方便。所以在进行公路路桥施工的过程中常常使用它来对于软土路基进行处理。通过对于土工格栅加以应用,能够使得软土地基的固结速度提高,进一步提升软土地基的承载力。在对于土工格栅加以利用的时候,主要是利用的土工格栅表面与土体的摩擦力,土对土工格栅的摩擦能够使得土体被动阻抗作用得以增强,同时土工格栅孔眼能够对土进行锁定,同时还能够起到加筋补强的作用,使得土体的侧向移动和下沉得到有效地控制。由于土工格栅的抗拉强度较大,能够使得路堤的稳定性得到有效地增强,而且格栅的网眼也能够使得土的横向移动受到制约,进而形成良好的嵌锁作用,从而使得土体的整体抗剪能力得到有效地增强。而且土工格栅本身也具有一定的刚度,进而使得地基的承载力能够得到提升。

4 软土地基需注意的事项

通常情况下,软土地基会因为地域不同而存在不同的性质,此时在进行软土地基处理过程中,需要注意以下几个方面的问题:(1)在填筑路基阶段,需要对填筑层厚度进行严格的控制,并保证每层的压实度均满足公路路桥施工要求;(2)在建造之前施工单位需要对软土地基进行系统性的勘察,并根据勘察结果来设计一套可靠的施工方案。同时,施工单位需要根据施工过程中的难易程度来对其施工进度进行科学、合理的安排,从而有效提高公路路桥的施工质量;(3)在进行软土地基处理过程中,沉降和稳定性是其主要的检测指标,还需要对填料的速度进行有效的控制。同时软土地基的压实度和弯沉指标也需要满足相关标准,以更好的提高软土地基整体的牢固性和稳定性;(4)软土地基主要分布于较高水位的地区,因此需要做好排水处理,为后续施工的进行奠定良好的基础。

5 软土地基处理技术案例分析

例如在进行福建省武夷山至邵武高速公路(武邵高速)施工的过程中,就面临着软土路基的情况,在其沟谷处多为水田路段,而且其表层有薄层软塑土,局部山坳处还有常年积水沼泽地及池塘,水库处表层有薄层的流塑状淤泥质土,天然含水量在 33%左右。该路段软基土层属流塑状态的淤泥质软土,因此在施工的过程中为了进一步增强基础的强度,提高其承载力,采用了土工格栅+砂砾垫层来处理软土路基。在进行处理的过程中,首先在施工之前,对于路基表面的杂物进行了清理,并且进行排水沟的挖掘。在平整地基之后,对于土工格栅进行铺设,然后再铺设砂砾垫层,铺设砂砾垫层的主要目的在于防止土工格栅由于日晒而出现老化的情况。最后再进行碾压和填土。通过采用该方法对于软土地基进行处理,使得地基的强度得到了有效地提高,而且大大地提高了施工的效率,使得本路段的工期缩短了1.5个月,而且相比于换填法而言,采用土工格栅法节约了资金共计12万元。所以可见土工格栅法是一种科学合理的公路路桥施工软土路基处理方法。

6 总结

本文介绍了软土地基对于施工的影响,接着介绍了软土地基施工的处理原则,最后介绍了软土地基施工的处理方法,主要有软土层排水固结法、软土层地基挤密压实法、高压喷射注浆法以及软土层地基填充法这几个方面。在公路施工的过程中处理好软土地基的相关问题可以使得施工质量进一步提高,这在很大程度上保障了交通的合理化,在一定程度上也推动了经济的发展和社会的稳定。但是在进行软土地基处理工作的时候需要遵守一切从实际出发的原则,联系施工环境等影响因素来选择合适的处理软土地基的方式,这样可以最大程度的提高施工的质量。

参考文献

[1]郑明勇,软基处理水泥深层搅拌桩施工控制[J].科技与企业,2013,(04):210

论文作者:叶志刚

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第33期

论文发表时间:2018/4/23

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