王翔
摘 要:如今隨著公路的不斷發(fā)展,相應(yīng)的公路建設(shè)技術(shù)在提高。軟土地基的施工技術(shù)也在不斷發(fā)展,然而由于軟土地基本身的特殊性,促使一些難題難以解決,文章就是通過對(duì)公路工程中軟土地基施工中的問題出發(fā),找出問題關(guān)鍵,從而提出解決對(duì)策。
關(guān)鍵詞:公路工程;軟土地基;施工技術(shù)
軟土是指強(qiáng)度低、壓縮性高的軟弱土層,分為軟粘性土、淤泥質(zhì)土、淤泥、泥炭質(zhì)土及泥炭。其主要工程特性是:天然含水量高、孔隙比大、透水性差、壓縮性高、靈敏度高、抗剪強(qiáng)度低、流變性顯著。軟土地基處理施工質(zhì)量的好壞,直接影響公路的質(zhì)量。如果不采取正確的方法處理,會(huì)對(duì)在軟土地基上填筑的路基路面產(chǎn)生病害,甚至留下安全隱患。因此,針對(duì)軟土地基的處理問題,總結(jié)技術(shù)要點(diǎn),從而提高軟土地基施工技術(shù)。
1 軟土地基對(duì)路面的破壞
地基是公路建設(shè)的前提基礎(chǔ),它承載著地基以上的全部重量,對(duì)公路的穩(wěn)定性有巨大影響。由于目前軟土地基施工技術(shù)的不足,進(jìn)而經(jīng)常造成路面破損、地基沉降等問題,通過分析土地基中出現(xiàn)的情況,總結(jié)認(rèn)為主要有兩方面的危害。
(1)軟土地基強(qiáng)度及穩(wěn)定性差,當(dāng)軟土地基的抗剪強(qiáng)度不足以承受路堤及路面外荷載時(shí),軟土地基會(huì)產(chǎn)生局部或整體剪切破壞,造成路堤塌方、失穩(wěn)及橋臺(tái)破壞。
(2)流變性顯著,當(dāng)軟土地基在上部荷載及外部荷載作用下產(chǎn)生過大的沉降變形時(shí),會(huì)影響道路的正常使用。特別是產(chǎn)生過大的不均勻沉降時(shí),造成路面開裂破壞,結(jié)構(gòu)物與路堤銜接處差異沉降,引起橋頭跳車,涵身、通道凹陷,沉降縫拉寬而漏水,路面橫坡變緩、積水,從而引起路面損壞等,甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)路基因失去穩(wěn)定性而遭到破壞,出現(xiàn)路面沉陷、橋頭跳車等病害。
2 公路軟土地基的處理方法
2.1 預(yù)壓及預(yù)壓排水固結(jié)法
主要有堆載預(yù)壓、砂井預(yù)壓、塑料排水板預(yù)壓、真空預(yù)壓等。原理是在軟土地基中增加豎向橫向排水體系,在堆載作用下,加速地基土排水固結(jié),提高地基土強(qiáng)度和穩(wěn)定性。同時(shí)加速沉降發(fā)展,使基礎(chǔ)沉降提前完成。主要適用于淤泥、淤泥質(zhì)粘土等飽和粘性土地區(qū)。
2.2 強(qiáng)夯法
由法國(guó)創(chuàng)造的一種地基加固方法,主要使用重錘夯實(shí)對(duì)地基進(jìn)行加固。原理是利用夯擊能,在地基土中產(chǎn)生沖擊能和動(dòng)應(yīng)力迫使土體固結(jié)壓實(shí)。主要適用于碎石土、沙土、低飽和粉土、濕陷性黃土及雜填土等。
2.3 換填法
用水穩(wěn)性和透水性較好的材料換填路基影響范圍內(nèi)的軟土并進(jìn)行夯實(shí)、壓實(shí)。一般在公路工程的地基施工中,所采用的是天然砂礫換填,在淤泥質(zhì)路段可采用拋石擠淤。其原理是利用強(qiáng)度較高的材料置換地基表層軟弱土,提高持力層的承載力,擴(kuò)散應(yīng)力,減少沉降。一般適用于淤泥、淤泥質(zhì)粘土、濕陷性黃土及暗溝暗塘的淺層處理等。
2.4 復(fù)合地基法
主要有砂樁、碎石樁、加固土樁、水泥粉煤灰碎石樁、沉管灌注樁及靜壓管樁等。原理是利用灌入或擠入的材料形成強(qiáng)度較高的樁體,同時(shí)對(duì)土體有擠密作用,與樁間土形成復(fù)合地基,提高承載力,減少沉降??筛鶕?jù)不同土質(zhì)選擇不同的材料形成復(fù)合地基。
2.5 化學(xué)加固法
滲入灌漿,單液硅化法或堿液法。原理是漿液滲透以填充和壓實(shí)的方式將原來(lái)松散的土體或裂隙膠結(jié)成整體,漿液與土體中的成分發(fā)生反應(yīng)形成膠結(jié)體。適用于粉土、砂土、粘性土及人工雜填土等。
3 軟土地基的施工技術(shù)重點(diǎn)
施工技術(shù)作為軟土地基加固的重要因素,面對(duì)軟土地基出現(xiàn)的幾種問題,在施工中要注意以下幾點(diǎn),以減少路基路面病害問題的出現(xiàn)。
3.1 合理選擇軟基處理方案
軟土地基處治前,應(yīng)復(fù)核處治方案的可行性,編制實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)。處治材料的選用及處治方案應(yīng)因地制宜、就地取材。
3.2 合理確定機(jī)具組合、材料級(jí)配和配合比
在確定處治方案后,應(yīng)根據(jù)方案確定合理的機(jī)具組合,使得軟土處治的施工更規(guī)范便捷。在進(jìn)行原材料的混合配比前,實(shí)驗(yàn)工程師要進(jìn)行實(shí)地考察,必要時(shí)取深層土樣通過一系列的實(shí)驗(yàn)分析軟土地基的強(qiáng)度,并就此確定正確的配合比例,以增強(qiáng)處治后土體的強(qiáng)度并減少處治材料的使用量。
3.3 有關(guān)排水與加壓系統(tǒng)
排水系統(tǒng)的暢通能夠促使地基固結(jié)的速度加快,因此,在進(jìn)行軟土地基施工時(shí)解決好排水通道暢通問題。另一方面是加壓系統(tǒng)的問題,要做到及時(shí)合理對(duì)地面進(jìn)行加壓,也是有助軟土沉降固結(jié)的重要因素。一般說(shuō)來(lái),先在地基土中設(shè)置好排水體,形成豎向排水通道。在其上設(shè)砂墊層形成橫向排水通道,與豎向排水通道共同構(gòu)成排水系統(tǒng),加快排水速度。然后進(jìn)行加壓,一般采用堆載,有等載預(yù)壓和超載預(yù)壓,提高軟土固結(jié)速度。總的來(lái)說(shuō),排水與加壓系統(tǒng)是按照一定順序進(jìn)行的,兩者有著一定的聯(lián)系。
3.4 沉降處理技術(shù)
一般情況下,應(yīng)該等軟基處治段地基沉降趨于穩(wěn)定后再填筑路堤。例如江蘇省高速公路一般規(guī)定等載預(yù)壓段需要連續(xù)兩個(gè)月沉降不大于5mm才能夠卸載。但由于技術(shù)與自然因素的原因,時(shí)而會(huì)出現(xiàn)地基沉降現(xiàn)象,面對(duì)這種問題,施工單位采取了相應(yīng)的技術(shù)方案進(jìn)行補(bǔ)救處理,以下是幾種常見的沉降處理技術(shù),以及選用這些技術(shù)的條件。
第一種是石灰土填筑路基中部技術(shù)。這種技術(shù)操作要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行,將石灰按百分比與優(yōu)質(zhì)土充分混合后填筑,然后進(jìn)行回填碾壓。石灰會(huì)與土體中的成分產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),是土板結(jié),具有一定強(qiáng)度,從而達(dá)到加固路基的目的,路基的整體性增大,增強(qiáng)了承載力及抵抗不均勻沉降的性能。
第二種是減小路堤荷載技術(shù)??梢杂行p小作用在軟土地基上的荷載密度。減少地基上的荷載,可以相應(yīng)減少對(duì)軟土地基的有效壓力,從而保證地基穩(wěn)定,有效減少軟土地基的沉降量。在滿足公路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的前提下,要盡可能降低公路路堤標(biāo)高,減少路基規(guī)模,進(jìn)而減少路基固定載荷。同時(shí),要盡可能采用輕質(zhì)材料填筑路堤,減輕路堤自重,減小或加速軟土沉降提高土體抗剪強(qiáng)度,比如利用粉煤灰、EPS超輕質(zhì)填料來(lái)填筑路堤等,可以有效減少路基固定載荷,節(jié)約施工成本和土地。
第三種工后修補(bǔ)技術(shù)。在嚴(yán)把設(shè)計(jì)、施工關(guān)的同時(shí),要強(qiáng)化高速公路軟土地基的工后修補(bǔ)完善工作,在滿足地基穩(wěn)定性的前提下,通過工后對(duì)路基路面進(jìn)行修補(bǔ),調(diào)整產(chǎn)生的不均勻沉降差,從而確保施工滿足設(shè)計(jì)要求,確保高速公路質(zhì)量安全。
4 結(jié)束語(yǔ)
軟土地基施工技術(shù)是高質(zhì)量公路的重要條件,決定著公路的使用壽命,文章從軟土地基施工技術(shù)不足所造成的問題出發(fā),研究出如何避免種種問題的對(duì)策,彌補(bǔ)了軟土地基施工技術(shù)的不足之處,促進(jìn)了公路建設(shè)水平的提高,提升了公路的質(zhì)量,對(duì)研究軟土地基施工技術(shù)有重要的指導(dǎo)意義。
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