阐述市政路桥工程施工中软土地基的处理策略
2014-10-21吴辉春
吴辉春
摘要:最近几年来,市政路桥建设工程快速发展,软土地基的工程建设也越来越普遍。虽然地基不是建筑物的组成部分,但地基的牢固与否却直接影响到地面建筑物能否存在;地基施工措施是否恰当直接影响地面建筑工程的造价。总之,地基问题关系整个项目工程的投资成本、质量以及项目工程施工周期,我们一定要重视地基问题。而如何进行软土地基技术处理,使其达到建筑工程要求是地基问题中的重要部分。
关键词:市政路桥工程;软土地基;处理技术
1.市政路桥工程施工中软土地基的特征。
所谓的软土地基,其实就是指压缩性比较高,含水量比较大,抗剪程度比较强,透水性比较高,承载的能力比较大的流塑状态下的一种饱和粘土。而且其一般由以下几部分构造:(1)粉土和一些粘土的細小微粒物;(2)松软土;(3)泥炭;(4)有机物的土质;(5)松散砂。另外对于软土地的发布,主要有2个地域。(1)靠近沿海地带的。究其原因主要因为,这些地区经常受到潮汐的影响,从而导致地下水位较高,这也是导致这些地区的软土主要是以细粉沙层为主的原因,除了含有这个之外,还含有有机地质。(2)主要是在水塘,盆地,地形比较平坦的地方,主要是因为这些地带具有成因和厚度不一样的近代沉积软土。而且这些近代沉积软土,可以除了具有粉性的或者重粘性的颗粒外,还具有有机地质。
2.软土地基可能会对路桥工程中路面造成的影响
对于路桥工程来讲,地基是承担地基以上的所有荷载的重要基础,地基情况的好坏能够直接影响到公里的稳定性。通过对软土地基所出现的问题进行分析我们发现,它所造成的破坏主要体现在以下几个方面:
首先,沉降现象。对于公路和桥梁来说,其具有很大的车流量,这样的情况再加上软土地基的不稳定性,就会导致公路或桥梁的线路下部结构出现不均匀的沉降现象,致使公路或桥梁不能够正常运行。
其次,侵蚀现象。路桥工程中,路面上所铺设的石、砂以及水泥等路面结构在使用的过程中会受到风雨的冲刷,继而在风力或雨水的浸泡、冲刷作用下出现侵蚀现象。这样的情况会严重的破坏路面的结构以及材料的紧密性。
第三,硬化现象。在路桥工程施工的过程中,如果软土地基的处理材料的混合比例不能够符合软土地基的标准,就会导致软土地基出现硬化的情况。造成这样情况的主要原因就是因为混合使用的软土地基的处理材料能够影响软土地基的内部结构的稳定性。
3.软土地基施工技术
(1)水泥搅拌桩法
在目前的软土地基施工处理中,水泥搅拌桩法是较为成熟的一种施工技术。这种方法对淤泥质的土壤和高含水量的黏性土等路基较为适用,其主要是使水泥中矿物成份与软土中水的水解和水化反应能够很快的发生,得到含水硅酸钙、含水铝酸钙、含水铁酸钙和氢氧化铝等化合物,使周围土壤中的水分减少,从而得到高强度的桩体。桩体可以和周围的土壤构成复合地基,可以实现路基稳定性、承载力的增强提高,减少工后软土路基的沉降。但是要注意的是,软土路基不能有大于45KPa的不排水抗剪强度,当路基土壤中有着大于70%或pf值小于4的天然含水量时,在施工中不宜水泥搅拌桩法。
(2)换填法
换填法就是将土质松软的换填成优质土,使施工后的软土层沉降量减少,同时为填土的稳定提供了保证。其主要的施工方法有人工挖掘置换、爆炸法强制挤出软土进行置换、利用填土的自身重量进行置换等。这些施工技术都非常简单且实施容易,可以使施工要求在规定时间内完成,但相互比较来说,人工挖掘置换有着良好的可靠性。应选用承载性较好且抗水的粗粒土材料进行松软土的换填。
(3)表层排水法
在软土地基土质较好而有较大含水量时,要在路基填筑之前,开挖水沟排除地表水,使地基表层含水量降低,并且回填,回填使用的沙砾或碎石要具有良好的透水性。在其施工过程中要注意:在布置沟槽时要对地形和自然坡度进行考虑,可以利用地形的自然坡度实现排水的目的;填土沉降对坡度的改变要尤其注意,使填土不会被周围开挖部位的地表水及渗透水浸入;保证较小的沟槽间隔,使其排水能力得以最大程度的加大。在软土地基中混合石灰、水泥及土壤离子稳固剂等,能够使地基强度提高,同时通过机械作业条件的改善对压实效果进行提高。施工中实现表层排水主要有三种方法:
①铺垫材料法:软土地基土层的不均匀,很可能导致施工后局部沉降不均匀和侧向变位。通过利用铺垫材料的抗拉与抗剪力,使施工机械的运行更加方便,就可以使地基局部沉降不均匀和侧向变位减少,对填土负荷均匀支撑,使地基的支承能力获得提高。在施工设计时要对施工机械的重量、地基表层强度、填土负荷的大小与宽度等进行仔细考虑,选择适合施工的铺垫材料。
②添加剂法:当是粘性土土壤时,能够通过在往地基表层粘性土中加入添加剂,对地基的软土压缩性能和强度特性进行改善,为施工机械的行驶提供保证,并能够使填土的稳定性与固结效果增强。一般采用生熟石灰、水泥作为添加剂材料。通常现场搅拌或长拌对石灰类添加材料进行处理,这不仅可以使土壤含水量降低,产生团粒的效果,还会随着时间的变化使固结的土壤发生化学性凝固,改善黏土成分,对土壤稳定有很好的促进作用。
③砂垫层法。在地基上部具有较薄及较大含水量的软土层时,将大约0.5~1.2米厚度的砂垫层铺垫在软土地基上,实现软土层的固结,使砂垫层可以具有上部排水层的作用。与此同时砂垫层又作为填土内的地下排水层,可以使填土内的水位降低,在填土及地基处理施工进行时,可以保证施工机械的良好通行。
(4)抛石挤淤法
抛石挤淤法主要是以常年积水的洼地及排水困难、土壤呈流动状态、厚度薄的软土路基为施工对象,通过在这些软土地基的底部抛投片石,在基底范围内挤出淤泥,进而提高地基强度。在施工前要探测抛填深度、下卧层横坡,使抛填方案得以确定。应该从地基中部开始向两侧进行抛填;在有横坡时施工进行要从高向低;选择石料时要用不容易风化的片石且其尺寸应超过0.3米。在片石填完之后,使用重型机械进行反复的碾压,再将反滤层安装在上面,然后填土。
(5)反压护道法
这种方法通常是以对路堤高度低于2倍极限高度路段的软土路基为施工对象,主要是在路堤两侧进行一定宽度的护道填筑,使路堤下的淤泥向两侧凸起的趋势达到平衡,使路堤施工中的滑动损坏减轻,更好的平稳路堤。反压护道法所需要的材料和设备具有很好的经济效益且容易实行,且施工也较为便利,然而在工后有着较大的沉降度,对非耕作区、取土方便的地区较为适用,在泥沼等地则不适合采用。
(6)强夯法
对于粘性土、碎石土、砂土、粉土、杂填土、素填土等地基的施工处理,比较适合采用强夯法。这种方法主要是提重锤到高处让其自由下落,反复进行,通过下落产生的重力势能对地基压实,可以使土壤的强度和压实度提高。这种方法的施工效果受土壤的粒径、土层特性及其含水量等因素的影响,具有良好的加固效果、广泛的适用范围、便利的施工操作、较好的施工效益等特点,然而当地基中粘性土的饱和度较高或是淤泥质地时,这种方法的施工处理效果并不是很好,对其采用要谨慎。
4.结语
不同的路桥项目工程所遇到的软土地基本身内部结构也有所不同,因此需得采取差别性的处理方法。软土地基施工处理方案的确定需要在结合施工现场的地质特点、路桥工程材料的供应、工程投资预算设计、工程工期预算以及所处环境情况等各种因素的基础上,建设出经济实用、经久耐用、安全稳固的精品路桥工程。
参考文献:
[1]李二虎.淤泥固化技术在软土地基处理中的应用[J].山西建筑,2012,(35)
[2]李惠玲,徐玉胜,胡荣华.强夯置换处理软土地基的现场试验研究[J].工业建筑,2012,(10)