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道路施工中软基加固技术探究

2023-12-11

交通建设与管理 2023年4期
关键词:电渗管桩现浇

金 焱

(江西省交通投资集团有限责任公司宜春管理中心,江西 宜春 336000)

0 引言

道路工程施工中,软土路基是比较常见的现象。对此,要注重及时处理好软土路基问题,结合软土路基的现场状况,选择适宜的应对方案及适宜的加固技术,提高软土路基处理的效果,最大程度上保障软土路基加固效果。

1 软基的特征和加固技术应用意义

1.1 道路软基特征

软土路基对工程施工进度和质量会产生直接影响,软土路基有如下特征:

(1)触变性流变性强。软土路基触变性及流变性强,道路工程运行时间长,路基承受荷载大,随着时间推移软土路基容易发生塌陷现象。若未及时处理容易造成路面损毁,从而引发交通事故。软土路基加固须从外部荷载因素进行考量,结合软土触变性和基础特征选择恰当的加固技术工艺,确保软土路基处理质量。

(2)抗剪性差。软土路基的抗剪性差特征比较突出,施工中压缩空隙比较大,抗剪性低,有高压缩系数,这一现状对道路工程施工会造成很大影响。软土路基加固技术的选择应用,需要就路基抗剪强度以及压缩性进行分析,完善施工方案,最大程度上提升路基牢固度以及稳定性,从而有效提升施工整体安全和质量。

(3)含水高。软土路基特征还体现在含水率高方面。由于软土路基的内部结构空隙大,土层中水分比较丰富,压力下软土结构内部空间缝隙易变小,水分被挤出,整体形态及结构易因此发生变化,造成路基结构形变以及不稳定的状况[1]。

1.2 道路软基加固技术应用意义

软土路基的处理比较重要,这是保障道路施工质量的重要举措。通过加强道路软基处理,有助于提高道路安全稳定性。在发生道路沉降以及塌陷时,容易发生安全事故,对行车人员的安全造成威胁。因此,处理好道路软基能有助于避免这一问题发生。

软土路基加固处理还能有效减少成本投入。当前机动车数量不断增加,道路荷载压力增大,通过软土路基加固技术,能提高道路施工质量,避免发生沉降及裂缝问题,减少道路养护带来的财政压力。

2 道路软基加固技术应用实践

2.1 粉喷桩处理技术应用

软土路基处理中,应用粉喷桩处理技术是一种关键技术。该技术主要通过石灰和水泥作为固化剂,运用搅拌机设备把软土路基和固化剂进行搅拌,通过两者反应,形成符合水稳定和标准强度的软土路基,提升道路施工质量。

具体施工中,向地基中注入固化剂,进一步提高地基柱体承载力,最大程度减少加固土体的压缩率,减少下卧层的沉降量,加固中粉喷桩的刚度比周围地基土地要大,路堤荷载下材料模量分散地基应力,能最大程度提高地基的承载能力[2]。

粉喷桩施工应用中,喷注水泥和地基形成复合层后,其力学性能会大大提高,施工中桩体水泥粉吸附在周围软土当中发生膨胀以及发热作用,桩周围土层会出现挤密效果。具体施工中托底灌浆加固能强化地基的承载能力,需要根据具体施工需要,在桩基桩长和强度方面进行优化安排,使其达到一次设计实现预期目标。应用粉喷桩技术处理道路软基能减少软基沉降,整体工期和排水固结法相比,能缩短四到六个月,有着良好应用效果。

2.2 现浇混凝土管桩处理技术

软土路基加固处理中,科学应用现浇混凝土管桩处理技术,能有效提高路基处理的质量效果,有效调整道路工程项目施工整体方案[3]。应用现浇混凝土管桩处理技术对软土路基的状况详细分析,能提高路基稳定性,该基础和加固处理技术结合应用,收集好施工区域的地质水文信息,全面勘查地下建筑物和管线等状况,对重要建筑物和管线进行保护,清理杂物后才能正式施工。

现浇混凝土管桩处理技术和预应力混凝土管桩等结合有着鲜明的加固优势。管桩施工直径可达150m,长度超过20m。施工工艺也比较简单,操作方便,能结合具体软土路基的状况进行优化设计施工方案,发挥现浇混凝土管桩处理技术作用对保障路基处理效果有着积极意义。

2.3 电渗加固处理技术应用

软土路基处理有诸多技术可供选择,施工人员要在了解现场软土路基状况的基础上,选择相适应加固处理技术,才能有助于提升路基处理的质量效果。

软基电渗加固技术实际应用中,能量消耗多、成本高,通常无法大范围应用,而近年来塑料电极材料的开发,有效解决了电极易生锈及原料消耗大的问题,降低了电渗技术使用成本,提升了技术应用效率。

通过电渗加固方法科学运用,对以往排水固结方法不能有效处理的路基问题可进行补充处理。电渗加固方法应用是以路基布置电极为基础,电极排列方式是多个阳极包围一根阴极管。阴极管一般直径为2.4cm 的排水管,上面设置有0.4cm 均匀小孔,孔隙水能由此排出去。排水管的外围包裹土工布,避免小孔受外部杂质影响,阴阳电极间设置不同位置位移传感器和电势传感器,有助于电势分布和地基表面沉降精确检测[4]。地基中设置侧壁导水管及底部导水管以导出电渗水。电渗加固技术应用处理下,电极处的土质在受到影响后会发生电化学反应,路基缝隙中的水在电化学反应的影响下产生氢离子。使得土质孔孔隙变小,整体结构更为密实。

2.4 强夯处理技术

软土路基处理中运用强夯处理技术也比较重要,这一处理软土路基的技术比较常见,主要是在施工周期短,以及软土路基分布面积大的道路中应用。强夯法应用是利用动力的方式来加固软土路基,对地质复杂道路施工采用强夯法加固技术适用性比较强。

具体施工过程中,施工人员按照物理方法加固软土路基,使原土壤土质构造发生变化,通过对周边地质挤压。采用专门的强夯机设备,通过重锤自由落体产生的动力,从而对地基土体强夯,发挥强夯法技术优势,在实践施工中发挥相应施工技术和设备作用,该处理技术应用范围较广,施工过程中成本也相对较低。

强夯处理技术在实践中经过几个施工环节,有效置换——动力固结——动力密实,每个环节都会对地基的状态产生影响,如动力置换环节,桩式置换以及整式置换是常见的类型,桩式置换是通过大的夯击力将软土以及碎石进行有机结合起来,从而达到提高软土稳定目标。整式置换主要是通过助夯击力的方式将碎石向着淤泥挤入,碎石在这一过程中能够发挥垫层作用,从而提高加固的效果。

最后的动力固结环节,主要是发挥冲击力作用形成应力波,将土壤结构得以破坏,局部形成缝隙,发挥排水作用,将水分流出,有助于固结土体[6]。动力密实是通过强冲击力改善软土路基强度,在发挥强夯法方面,不用太长预压时间,施工操作工艺也比较简单,能达到良好施工效果,并不受到时间以及场地限制。

2.5 粉煤灰碎石桩处理技术

软土路基处理面对着复杂的环境,提高软基处理效果,施工人员在实践过程中,就要科学选择处理技术,其中粉煤灰碎石桩处理技术是比较关键的技术类型,道路施工当中通过对粉煤灰碎石桩处理技术科学化运用,能够提高软土路基处理效果。

具体施工中,施工人员结合粉煤灰碎石桩加固处理的流程,选择好材料,将碎石粉煤灰材料按照合理比例加工处理,搅拌成高黏度材料,将材料浇筑在地基各地桩间,形成稳固黏度强的结构。该技术应用能有效减少施工的材料,最大程度降低施工的成本,加工后增强粉煤灰的强度、黏性,对软土路基处理起到促进作用。

2.6 预压处理技术

软土路基处理过程中,为有效提高整体处理效果,可应用预压处理技术,该处理方法也称作排水固结法,通常适用于黏土地基,技术应用成本相对较低。实践操作中,应结合地基土壤的天然透水特点,通过地表加载以及运用建筑物自重挤压,排出地基孔隙中的水,不断增加地基结构土壤密度[6],增加地基强度。

2.7 表层处理技术

为有效提升道路施工质量,保证地基稳定,遇到软土路基要及时处理。不同类型的软土路基,处理方法也有所不同。通常软土路面应铺垫砂砾,砂砾上铺筑石灰土以及石灰粉等,做好防水作业,地面开挖沟渠将地表水排出,通过砂砾回填。同时要合理设置沟渠断宽面、深度,保持在55 ~95cm。路基施工中运用表层处理技术需结合具体路基状况进行选择,以达到优化的施工效果。

3 结语

综上所述,道路工程建设施工涉及诸多环节,路基施工为保障路基的稳固程度,施工中须明确要求,及时处理软土地基,保障道路软基处理的质量效果。在处理中要注意结合不同的软基状况选择适当的软基处理加固技术。上文中对电渗加固处理技术,粉喷桩处理技术和现浇混凝土管桩处理技术进行了探究,不同的软土地基的状况,选择对应软土地基处理手段,提高处理技术应用的效果,严格按照软土地基处理技术规范标准操作,从而对实际软基加固有着积极作用。

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