公路路桥施工中有关软土地基处理策略研究
2018-02-01陈秋洪
陈秋洪
摘 要:随着我国经济水平和科学技术的快速发展,我国的公路路桥工程建设获得了巨大的成就,软土地基处理技术同样得到了很大的进步。软土地基处理技术的发展程度不仅直接关系到公路路桥工程的质量,同样关系到施工完成后路桥的维护和社会发展的情况。本文对于国内现阶段公路路桥施工中软土地基处理策略做一个简单的探讨,希望可以促进公路路桥施工水平提升。
关键词:公路路桥;工程施工;软土地基;处理方法
中图分类号:U416 文献标志码:A
软土地基是指稳定性差、黏性不佳的土壤,由于内部结构不稳定,在受到外部压力时,软土地基容易出现变形,荷载能力十分有限。在路桥工程中,必须对软土地基进行一定处理,来改变软土地基的性质,保障路桥工程的安全。软土地基土层多是通过河流、湖泊、海水等经过长时间的侵蚀、冲刷逐渐形成,天然的含水量相对比较高,具有土壤渗水性差、灵敏性和压缩性高等特点。
1 公路路桥施工中软土地基处理策略的概述
在公路路桥施工中,软土地基处理是一个十分关键的环节,也是初始环节,软土地基处理的良好与否,会直接关系到公路路桥工程的安全,因此,必须采取合理策略来提升软土地基处理效果。
根据相关软土地基处理实践来看,软土地基的处理策略主要有两种,分别为:一是自然沉降处理策略,此種处理方法针对的是软土地基容易沉降的特点,通过对软土地基进行预压等处理,来使土层完成自然稳定,提高土层的稳定性、承载力等各项指标,满足公路路桥工程的要求。此种处理策略的优点在于实施方法简单、效果理想,但需要耗费较长的时间,容易影响路桥工程进度,所以,多应用于大中型公路路桥中。
二是特殊技术处理策略,是根据工程的实际情况与需求,采取特殊的软土地基处理工艺,比如强夯、搅拌等,来快速改变软土地基性质,提升软土地基指标。此种策略对技术操作要求较高,需要对软土层具体情况有足够了解,适用于各种不同的情况,是路桥施工软土地基处理应用较为广泛的策略。
2 公路路桥施工中软土地基的具体处理技术方法
(1)换填处理法
换填处理方法主要是在软土地基位于地表层的情况下应用,其应用方式为:先挖出浅软土层中的土壤,然后向其中填充砂石、条石等硬度高、稳定性好的材料,最后对其进行压实,使此区域的密实性、稳定性得以强化,达到软土地基处理的目标。此法具有施工简单、填充材料来源广等优点,可以快速、有效的改善软土地基的承载能力和整体抗压能力,但也存在一定局限性,主要体现在材料选择与填充方面,材料必须粒径相近、强度高,填充需要做到均匀、平整,否则,会造成路桥表面坑洼的情况,降低行车舒适性,甚至威胁行车安全。
(2)垫层处理法
垫层处理法是通过在软土地基中填筑一层强度、稳定性好的垫层,实现改变软土地基性质的目标,垫层填筑材料主要有岩石块、砂土等,经垫层处理后,软土地基的承载能力会有显著改善,地面沉降减小,排水能力增强,对减少路桥工程的沉降、裂缝等问题有较好效果。在垫层处理过程中,垫层铺设厚度应控制在0.5cm~1.2cm,厚度过小会无法起到预期的稳定作用,过厚不仅增加处理成本,也会影响固结效率,降低软土地基的处理效率。
(3)挤密压实处理法
顾名思义,挤密压实处理法就是通过给予软土地基一定的外部压力来挤密、压实软土地基层,缩小土层内部的空隙,排出土层中过多水分,实现改善软土地基强度、稳定性的目标。在实际应用中,挤密压实处理法的具体技术措施有:一是强夯法,是指运用强夯机、压路机等设备,给软土地基一定的外部荷载,将软土地基中的水分、空隙等不断挤出,一直到软土地基达到一定强度为止,有效提高软土地基的承载能力。二是填塞挤密法,此种方法是向软土地基层中填塞吸水性较强的材料,比如粉煤灰、石灰粉等,利用材料特性将软土地基中的水分吸出,并增加土层材料的密实性,从而达到改善土层稳定性、强度的目的,操作简单,可以缩短软土地基处理时间,对工期要求高的路桥工程较为适用。
挤密压实法在软土地基处理中应用较为广泛,适用于各种类型的软土地基,对增强软土地基荷载能力、提高地基路面的平整性等具有较好效果;同时,在后续施工环节中,也不需要在软土地基维护上花费更多的成本,降低了维护难度,有利于施工顺利开展。但是,挤密压实法也存在一些难点,比如施工工序繁杂、技术操作难度高等,特别是在填塞挤密处理中,填塞材料的用量与其在软土层中的分布控制有着较高要求,如果操作不当,填塞材料与软土层间无法有效融合,会严重削弱处理效果。
(4)排水固结处理法
此种处理方法的原理就是通过排出软土地层中的水分来加强土层固结,达到提高土层结构密实性、稳定性的目标。在排水固结处理法中,常用的手段有加压、抽水、抽气以及电渗等,需要利用的相应的设备,对操作要求相对较高,在增强地基稳定性的同时,也能够有效预防路基的沉降,对保障路桥工程安全有着良好作用。
(5)化学加固处理法
化学加固处理法是通过运用化学反应的原理,向软土地基中加入不同物质,使其与土层间进行一定的化学反应,来改善土层原有性质,达到加固软土地基的效果。具体来说,常用的方法主要有搅拌桩法和灌胶胶结法,其中,搅拌桩法是通过搅拌机向软土地基中注入水泥泥浆,水泥泥浆会与软土层固结成统一的整体,形成复合地基,以搅拌水泥桩为连接,来显著增强地基承载能力。
灌胶胶结法是通过向软土层中灌入合适的混凝土固化浆液,灌入的方法有液压法、气压法等,浆液会与软土地基的土层间发生反应,快速固化,形成大面积的新土层,达到处理软土地基的效果,施工操作较为简单、固结时间短、见效快。
(6)土工织物加固处理法
此种方法是利用土工织物的特性,将土工化合物注入软土地基缝隙中,改善地基的密实性,进而起到加固地基的作用;同时,还可以加速地基水分排出,在过滤、防渗方面也具有较好效果,是软土地基处理中广泛应用的一种方法。
(7)高压喷射注浆处理法
此种处理方法的主要环节有钻孔、注浆,通过高压设施向钻孔中持续旋转喷射比例适宜的水泥浆液,扩大其在软土地基中的覆盖面,利用水泥浆液硬化等特性,与土层固结成统一的高硬度整体,构成复合式地基,增大地基稳定性与承载力,多应用于含水量高的淤泥黄土或者孔隙较大的软土地基中。高压喷射注浆法的优点在于处理效果好、施工成本低,但是,整个操作过程较为复杂,某一环节控制不到位,比如钻孔深度、浆液配合比等,都会对软土地基处理效果产生不利影响,必须充分掌握此项处理方法的技术要点,在事先做好各项准备工作,最大程度地提升软土地基处理水平,为路桥工程安全提供保障。
结语
地基基础工程在公路路桥工程中占据着重要地位,是整个路桥工程安全性高低的决定性因素,所以,必须加强对地基基础工程施工的重视。我国幅员辽阔,公路路桥施工中容易遇到软土地基的情况,对此,必须加强对软土地基处理的研究,掌握科学的软土地基处理方法,充分考虑路桥施工需求,结合软土地基的客观实际情况,采取合适的处理方法,解决软土地基的不足,为路桥工程提供良好的地基基础,保障人们的生命财产安全。
参考文献
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