摘要:我国疆域辽阔,地质条件非常复杂,这就给我国的道路施工建设带来了具体的困难和挑战,尤其是我国的沿海地区以及内陆河沉积地带,道路施工中地基的稳定性更难把握。对此,我们结合省道S111中山段(洪奇沥大桥~中山港大桥段)改建工程中的软基加固实例进行应用分析,以便于我们在以后的类似项目中选用最佳的施工方案进行施工,以确保道路施工的整体质量。
关键词:道路施工;软基加固;应用分析
一、应用软基加固技术的实际意义
1.1可以减少道路安全隐患
软土地基是道路施工中经常遇到的地基类型,由于软土地基本身牢固性弱等特点,很容易会造成道路路面较大的沉降、失稳塌陷等安全隐患。而软基加固技术的应用可以对软土地基进行加固处理,利用先进技术与设备排出地基中的水分及空气,加强地基的牢固性,以此来提高道路的安全性。
1.2降低道路养护成本
随着经济水平及人们生活水平的不断提高,车辆数量及出行频率也逐渐增高,无形中增加了公路的承载压力。为了确保公路能够长期安全地运行,就必须要对其进行定期维护与保养,这就需要耗费大量的人力及财力成本。在公路施工中应用软基加固技术可以在一定程度上提高道路施工质量,减少道路养护的周期以及工作程序,从而减少成本投入。
1.3推动我国道路建设事业的发展
软基加固技术是我国当前道路施工中的一项重要施工技术,对软基加固技术进行创新与应用,在提高公路工程质量的基础上,能够进一步对我国的建筑施工技术进行完善与管理,推动我国建筑行业的发展与进步。
二、软土地基的特点
2.1孔隙比较大
由于在软土地基中,其由粉土粒和黏土粒组成,而这些软土粒的外表时常吸附较多的带电粒子。当这些带电粒子在空气中时会吸附其中的水蒸气,造成其被吸附在在土粒外表而使土粒的含水率提高。当含水量大幅度增高后就会使土粒间的粘附力降低,进而造成土粒间产生较大孔隙。
2.2压缩性
软土地基具有压缩性主要是因为软土中较高的含水量和较低的强度造成路面承载力变小,以致修好的道路很容易出现坍塌的情况。如果不对道路进行软基加固处理,那么已建好的道路就会很快丧失承载力,产生较大的沉降,造成竣工道路失稳塌陷的情况出现,无法保证道路质量。
2.3流变性
在公路施工中,对于软土地基的处理通常情况下都是采用软土处理技术,但是即使这样,软土在经过长时间后,其重力和外力也会危害到软土,使其出现变形,如果没能对道路进行及时的加固处理,那么还是会出现道路软土塌陷和流动的现象,对工程进度产生严重影响。
三、几种主要的道路施工软土基加固技术简介
3.1预应力混凝土管桩施工技术
预应力混凝土管桩属于刚性桩,适用于软土地基上荷载较大、变形较严格的路段。此技术可以采用锤击法桩机和静力压桩机施工,较其他道路施工加固技术而言,此法更快捷、更方便,能够有效的节约成本,大大缩减施工的工期,更加确切和简便的控制施工的质量。
3.2强夯法施工技术
此法比较常用,是通用的机械设备进行软土基加固技术。其突出的优势表现在:加固效果更好、技术应用的范围更广、具有更高的经济性,此种技术能够有效地提高软土基的强度,从而实现软土基的处理效果。
3.3水泥搅拌桩施工技术
该处理技术主要应用于饱和软土基的处理过程中,通常的使用步骤为:施工准备-定位-喷浆下沉-提升搅拌-二次喷浆下沉(桩头加固)-关闭电源。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该技术处理效果良好,在珠三角地区大规模使用。
3.4粉煤灰碎石桩施工技术
该技术应用比较成熟且非常普遍,其原理是:将水泥和粉煤灰、石屑、碎石等材料进行相应的混合,在保证其均匀之后,注入相应的水,进行搅拌。在完成以上处理之后,将材料制成具有高粘度的桩体,之后和软基进行掺混,形成一定的复合垫层。该复合垫层能够有效的提高软土基的强度和稳固性。
3.5预压法施工技术
该技术适用于高速公路的建设施工,其加固效果好,成本较低。该技术通过地表加载或建筑自重,将地基中含有的水排除,逐渐提高地基强度,并且增加土壤密度,从而确保工程的顺利施工。
四、水泥搅拌桩在公路软基处理中的应用策略
4.1工程设计
为确保工程质量,提高软土地基处理效果,利用水泥搅拌桩处理软土地基时,应该确保符合以下施工技术规范。根据上部结构对承载力和变形的要求,合理确定竖向承载搅拌桩的长度。同时,竖向承载搅拌桩应该穿透软弱土层,到达承载力相对较高的土层。干法的加固深度不宜超过15m,湿法需考虑机械性能限制,合理确定加固深度。竖向承载力水泥搅拌桩复合地基承载力特征值通过现场试验确定,一般不大于180kPa。当桩长超过10m时,可以采用变掺量设计,桩身上部1/3桩长范围内可以增加水泥掺入量及搅拌次数,而桩身下部1/3可以适当减少水泥掺量。结合施工现场基本情况,水泥搅拌桩可采用柱状、壁状、格栅状或块状加固形式,在基础和桩之间可以设置褥垫层,厚度在150~300mm之间为宜,常用中粗砂或级配砂。
4.2工程施工
首先平整场地,清除公路软基面上的杂物和垃圾,对池塘和洼地进行抽水和清淤,然后回填并压实。根据设计技术规范要求进行试桩,数量不得少于3根。搅拌钻头每转一圈的提升量或下降量在1.0~1.5m为宜。确保加固范围内土体每一点都能进行20次以上搅拌。竖向承载搅拌桩施工时,停浆面应高于桩身设计标高300~500mm。施工中需确保搅拌桩机底盘水平和导向架垂直,搅拌桩垂直度偏差不超过1%,桩位偏差不大于50mm。湿法施工应做好浆液配制工作,避免离析现象发生。水泥浆液到达出浆口之后,需要喷浆搅拌30s,并且出口压力不得小于10MPa。干法施工喷粉前检查搅拌机械、供粉泵、送气管路、接气盒阀门的密封性与可靠性。搅拌头到达设计桩底以上1.5m时开启喷粉机进行喷粉作业,搅拌头提升至地面以下50cm时停止喷粉。
4.3质量检测
成桩3d后用轻型动力触探检查桩身均匀性,检查总数为总桩数1%,且不少于3根。成桩7d后用浅部开挖桩头检查,开挖深度超过停浆面下0.5m,目测搅拌均匀性,量测成桩直径,检查总数为总桩数5%。成桩28d后检测强度,钻芯取样,检测水泥砂浆的搅拌均匀性和水泥土抗压强度。成桩28d后,利用复合地基荷载试验和单桩荷载试验检验水泥搅拌桩的承载力,检测数量为总桩数的0.5%~1.0%。
五、水泥搅拌桩在公路软基处理中的应用效果
省道S111中山段改建工程的软基处理,主要通过水泥搅拌桩的应用,不仅顺利完成软土路基处理任务,经过测量和评估,该技术满足施工需要,处理效果比较明显。施工完成后,由具有检测资质的单位和工作人员,按要求进行工程质量检测,详细获取软土路基处理之后的各项数据,并分析路基承载力和强度等指标。结果表明,各项指标合格,满足施工需要,该软土路基处理工程质量评定等级为合格。同时,施工所需要的设备简单,操作方便,整个软基处理过程安全、快速,能有效降低路基沉降,提高公路路基的稳定性与可靠性。目前,该公路工程改路通车路段,路基承载力良好,没有出现沉陷、坑槽等质量问题,为车辆安全顺利通行创造良好条件,类似公路软基处理也可以从中得到启示与借鉴。
六、结语
在道路施工中软土地基处理是一个难点,如若处理不当直接影响道路施工质量,间接降低道路使用寿命。为了高质高效的建成道路,对软土地基进行有效处理是非常必要的。选择适合的、有效的软土地基加固技术处理软土地基,这将大大提高道路地基的坚固性,为建成稳定、坚固、安全的道路创造条件。
参考文献
[1]郜晋生.软基加固施工技术在道路施工中的实践与探索[J].山西建筑,2015(12).
[2]赵洪茂.道路施工中的软基加固施工技术探析[J].江苏科技信息,2016(06).
论文作者:傅俊华
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/25
标签:道路论文; 技术论文; 承载力论文; 水泥论文; 土地论文; 地基论文; 施工技术论文; 《基层建设》2018年第8期论文;