中交一公局第六工程有限公司天津300450
摘要:随着城市进程的不断加快,建筑行业取得了突出性进展。目前,房屋建筑、路桥等建筑施工普遍增多。在路桥施工期间,常会在施工中遇到软土地基。由于软土地基的压缩性较高,天然空隙相对较大,含水量较高,因此,路桥施工过程中存在一定的难度。随着技术的更新,软土地基处理技术得到了创新性的发展。重视软土地基施工技术在路桥施工中的应用,对提高路桥的施工质量有重要的影响。
关键词:软土地基;施工技术;路桥
随着改革开放的日趋深入,基础设施建设在我国广泛兴起,这显著地提升了路桥工程技术水平,同时也促进了经济的发展。我国幅员辽阔,路桥工程所处地形特点存在差异,在实际施工过程中,施工团队需要充分重视软土地基的处理,这会直接影响到路桥工程的正常施工,在软土地基施工过程中尤其要明确相关影响因素,充分掌握工程特点,采取有针对性的处理措施,从而促使工程整体施工质量得到保证。
1软土地基施工工艺难点
软土地基是指具有较低强度和较高压缩量的软弱土层,主要包括软弱粘土、松散砂、有机质土等。软土地基含水量大,且承载力和透水性较差,抗剪前度相对较低,极易引发不均匀沉降和变形,对路桥工程施工质量具有较大影响。在路桥工程中,需加强对软土地基的有效处理。软土地基施工工艺难点主要体现在如下方面:(1)淤泥多。软土地基具有较高的含水量,产生大量淤泥。软土地基最低具有33%,最高具有71%的含水量,其土层下面即为流动水体。因此,软土地基施工极易产生大量淤泥,严重阻碍路桥工程施工进度。若未能对软土地基进行及时有效处理,将延误路桥工程施工工期。(2)软土地基具有较高的含水量,缺乏良好的渗水能力,严重影响施工固结速度和地基稳定性。另外,软土地基中有机质含量较多,极易堵塞通水管,影响及时排水,并导致软土面积增加,进而引发路桥工程下陷。(3)软土地基具有较大的压缩性,极易导致地基出现漏洞,并发生塌陷,增加路桥工程的安全隐患,且严重影响路桥工程的施工进度和施工质量。
2路桥施工中常用的软土地基施工技术
2.1排水固结法
排水固结法通俗地讲就是将土中的水排出来,使土层不断下降,从而起到加固路基的作用。最常用的方法就是把沙井放置在路基中,在排水前利用固定的设备对路基进行加压,在这个过程中可以一次性加压,也可以分层加压。通过这种方法,土里吸收的水就会通过沙井排出,土层会由于自身重量的影响不断下沉,路基也就会变得比较结实。这种方法在含水量较充足的软土层上效果比较显著,排出水分后,土层的结构也会发生变化,土质会变得更为坚实,就更利于路基建设。
2.2置换法处理软土路基
置换法主要是利用其他施工材料掺加入软土基中,增强软土基的承载力。置换法的方法有很多,但是一般在进行置换的时候都是根据软土的土质进行选择的。一般情况下都可以选择利用强夯置换法、振冲碎石柱法等方法进行置换。特别注意的是,在置换的时候可以选择一些材质比较硬、抗压能力比较强的施工材料,只有这样才能够有效改变软土的土质问题,有效进行软基处理工作。因此,置换法是有效避免软土地基对施工路桥建设危害的方法之一。
2.3深层石灰搅拌桩技术
通常情况下,采用深层石灰搅拌桩技术进行路桥软土地基处理时,可将石灰用作固化剂。将石灰与软土混合搅拌的过程中,会产生一定的化学反应,形成具有整体性、水稳定性和一定强度的增强体,和原土体构成复合地基,从而提高软土地基的各项性能。深层石灰搅拌桩技术在应用过程中,需要注意以下要点:(1)配备大型施工设备。根据深层石灰搅拌桩的技术要求,需要配备空气压缩机、搅拌砖头等大型机械设设备。(2)控制石灰量。在该技术的应用过程中,应注意软土地基石灰搅拌中石灰的掺入量,可以先收集现场土样,通过试验合理控制石灰的掺入量。此外,深层石灰搅拌桩技术不仅可有效减少路桥工程的施工成本、提高路桥工程施工的经济效益,还可以提高软土地基的强度和承载能力,从根本上避免路桥在施工中的质量隐患。
2.4换土垫层法
所谓换土垫层法,简单地说就是从其他的区域将一些比较好的土质挖出来,换到当前的软土地区进行土质改良工作。这样能够提高土质本身的质量,降低土地的含水量,有效处理软土基问题。但是在进行施工的时候,要注意以下三点:第一、要对选择好的填土进行质量检测,保证填土确实符合土质填换的要求;第二、软土的深度挖除需要设计部门给出一个精准的数字,这样能够最大限度地保证软土填换的效果;第三、在进行换土填筑的时候,要采用分层填筑的方法,这样才能够有效保证填筑的效果,保证路桥地基建设的承载力。
2.5土工合成材料加筋法
路桥软土地基的土工合成材料加筋法主要是提高路桥路基的整体稳定性的方法,将路桥建设地基的沉降率降到最低。在处理的时候,要选择其他工艺来辅助土木合成材料加筋法对路基的处理。真正提高软土地基的抗拉强度,尽量选择强度和韧性都比较好的材料来进行地基处理工作,尽可能减少地基被局部破坏的概率。精心设计和处理材料的埋设位置和深度,找到最优的埋设处理位置,这种方法主要用于那些等级比较低的路桥建设中,提高路桥软土地基的处理技术,做好路桥软土地基的质量控制工作。
2.6真空堆载预压处理要点
真空堆载预压,可在堆载预压的条件下,将软土地基中的孔隙水打散处理。然后,将软土地基中的多出水分排除,实行加固处理工作。真空堆载预压,可加强软土地基强度,防止发生收缩变形情况。软土层内部保持固结的状态,能提高土层水平的应力,垂直应力较大时强度也会随之提高。此外,真空堆载预压,能够将软土地基中的过多水分排除,保证软土地基的强度。通过堆载预压、真空预压方式处理,其中真空堆载预压范围较广,不同的施工要点均需通过预压处理,完善系统、布置、流程,从而加强软土地基的承载能力,实现软土地基加固的效果。
2.7袋装砂井技术
在路桥软土地基处理中,袋装砂井技术也是较为重要的技术之一。袋装砂井技术是砂井排水技术的延续。应用该技术进行软土地基处理时,需要在化纤纺织物袋子中装入适量的砂砾石,形成竖向排水体,从而加速软土的排水固结,提高地基稳定性。另外,要将排水体的直径控制在8~12cm,同时,缩小砂井的间距,以缩短排水固结时间,保证对软土地基的处理效果。此外,化纤纺织物做成的砂袋具有较好的拉伸效果,将竖向砂袋放置于软土地基土体滑动的重要位置,可以进一步实现对软土地基滑动现象的预防,从根本上提高软土地基的稳定性和强度。
3路桥工程软土地基处理技术的应用实例
3.1案例概述
以某路桥工程为例,整体式路基宽度设计为33.5m,此施工段地下水位比较高,上部为可塑亚粘土以及亚砂土,厚度范围为1.3-1.5m;地基中层分布的是松散-稍密粉砂,处于地下水位之下,粘粒含量超过10%,厚度范围为1.7-2.7m;地基下部分布的是可硬塑亚粘土,厚度范围为3.5-4.0m;地基底部分布的是软塑亚粘土,厚度范围为2.5-3.1m。基于软土地基的特点,决定采用挤密碎石桩处理技术,进行地基处理。
3.2技术原理
路桥工程中,对于软土地基的处理,采用挤密碎石桩处理法,能够获得不错的处理效果。加固机理如下:(1)振密与挤密作用。在处理过程中,成孔时,受到高频振动的影响,饱和松散的砂土颗粒,会重新排列致密,并且桩孔位置原分布的土体会受到挤压作用,进而土层密实度会增加,受到桩孔相互作用的影响,增强了相邻桩孔挤密区交接位置的挤密效果,提高了桩之间的土密度,最终形成了复合地基。(2)排水减压作用。此工程的软土地基,具有水含量大的特点,采用此技术,发挥其排水减压的作用,使得碎石桩能够在地基层内,形成具有较好渗透性的竖向排水减压渠道,进而消散并且避免超孔隙水压力的增加,避免砂土液化,缩减地基排水固结的时间。
3.3处理工艺
此路桥工程施工作业中,采用挤密碎石桩处理方法,要严格按照施工工艺进行。具体流程如下:(1)就位桩架,将套管尖插放到标桩上。(2)
完成上道工序后,进行打设作业,达到设计标高位置结束。(3)灌入1m高的碎石。(4)将套管拔起,打开活瓣桩尖,使得碎石可以留在桩孔内部。(5)再次进行套管打设,使其达到填筑层底标高。(6)再次灌入1m高的碎石,一边振动,一边提升,完成一层碎石填筑作业。(7)反复重复3-6步骤,填筑下层碎石。(8)完成后,将套管拔出,完成碎石桩作业。
3.4处理效果
利用此技术,进行路桥工程软土地基的处理,获得了不错的效果。通过天然地基土和碎石桩单桩等的地基荷载试验,得到以下结果:(1)天然地基承载力检测结果为150KPa。(2)单桩承载力检测结果为523KPa;(3)桩之间土承载力检测结果为200KPa;(4)碎石桩复合地基承载力检测结果243.2KPa。除此之外,通过6个月的沉降跟踪观测发现,沉降值变化幅度比较小,基本趋于稳定,沉降<50mm,由此能够证明软土地基处理较为成功。
4结语
总而言之,软土地基是路桥建设工程中的一个需要尽快解决的问题,严重影响着路桥交通的建设和出行稳定与安全。所以在进行路桥建设的时候要关注这方面的问题,提高路桥软土地基处理技术,做好路桥软土地基的质量管控,将路桥软土地基处理技术的作用充分发挥出来,有效解决软土地基在路桥建设工程中的问题,保证路桥建设的顺利进行,推动路桥交通安全。
参考文献:
[1]杨恩明.市政路桥工程施工中软土地基技术要点解析[J].现代经济信息,2018(15):363.
[2]李伟.浅析路桥施工中软土路基的施工技术要点[J].中国设备工程,2017(04):161-162.
[3]刘衍平.公路工程施工中软土地基处理技术[J].中国科技投资,2018(1):18.
[4]许亚丽,毛民发.公路施工中软土地基的处理技术及方式[J].城市建设理论研究(电子版),2016,6(8):2057-2058.