李明軍
摘要:在我國(guó)的路橋建設(shè)施工當(dāng)中,軟土路基問(wèn)題是影響路橋工程使用壽命、影響路橋基礎(chǔ)承載力的關(guān)鍵。隨著現(xiàn)代公路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)腳步的不斷加快,強(qiáng)化路橋施工之中軟土路基的施工技術(shù)是保障路橋工程建設(shè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)、保障路橋施工進(jìn)度的關(guān)鍵。本文從軟土地基的概述出發(fā),論述了軟土地基對(duì)路橋施工的影響,談了路橋施工中軟土地基施工技術(shù)。
關(guān)鍵詞:路橋施工;軟土地基;施工技術(shù)
目前,國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,路橋等基礎(chǔ)設(shè)施的不斷擴(kuò)張的同時(shí),面臨著越來(lái)越多的問(wèn)題。例如在路橋施工中,軟土地基的施工問(wèn)題一直是個(gè)難點(diǎn),只有保證軟土地基的施工質(zhì)量,才能保證整個(gè)公路橋梁的質(zhì)量和使用年限。
一、軟土地基的概述
所謂“軟土地基”,在我國(guó)公路行業(yè)規(guī)范中是指,強(qiáng)度低且壓縮量較高的軟弱土層,并且多數(shù)軟弱土層含有一定的有機(jī)物質(zhì);而在日本高等級(jí)公路設(shè)計(jì)規(guī)范中,軟土地基是指由松軟土、有機(jī)土以及松散砂等土層構(gòu)成,當(dāng)?shù)叵滤簧叨沟猛翆又系奶罘揭约皹?gòu)造物穩(wěn)定性差,從而發(fā)生沉降的地基。這種軟土地基的特點(diǎn)是:土質(zhì)疏松、黏土和粉土等細(xì)微顆粒含量較多、空隙大、壓縮性高以及含水量多等。這使得其強(qiáng)度與剛度均無(wú)法滿(mǎn)足公路橋梁施工的要求,從而成為公路橋梁施工中的一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。同時(shí),由于軟土地基的土質(zhì)較差,使得其容易出現(xiàn)沉降、滑動(dòng)以及坍塌等問(wèn)題,從而對(duì)公路橋梁的建設(shè)造成嚴(yán)重的影響。當(dāng)嚴(yán)重時(shí),甚至?xí)?yán)重威脅到施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此,公路橋梁施工單位在進(jìn)行施工之前,必須綜合考慮多方面因素并根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體實(shí)際情況,采取行之有效的措施對(duì)軟土路基進(jìn)行處理,提高該段公路橋梁路基的穩(wěn)定性和承載性,從而確保公路橋梁的施工質(zhì)量和施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。
二、軟土地基對(duì)路橋施工的影響
1.影響公路橋梁的穩(wěn)定性。軟土路基主要由松質(zhì)土壤、帶孔隙的泥炭、砂礫混合壓實(shí)組成,該土基特點(diǎn)滲水性小、抗壓性差、易壓縮,并且含水量高。在公路橋梁壓實(shí)施工過(guò)程中,由于軟土土基以上特點(diǎn)導(dǎo)致壓實(shí)過(guò)程中,軟土土基不斷被壓縮,如果在壓實(shí)過(guò)程中存在壓實(shí)不充分,將直接影響軟土地基的使用穩(wěn)定性,最終威脅整個(gè)公路橋梁的穩(wěn)定性。如果在連續(xù)陰雨天施工作業(yè),由于雨水的不斷滲入,基于軟土地基滲透性小的特點(diǎn),雨水流失慢,將對(duì)橋梁產(chǎn)生侵蝕作用,嚴(yán)重影響公路橋梁的質(zhì)量安全。
2.導(dǎo)致路面硬化。分析軟土地基的組成,進(jìn)而分析出軟土地基的特點(diǎn),因此知道軟土地基的穩(wěn)定性、抗壓性以及堅(jiān)固性較差,這些缺點(diǎn)容易導(dǎo)致公路橋梁施工中產(chǎn)生路面硬化問(wèn)題。同時(shí),在公路橋梁的施工過(guò)程中,主要采用瀝青和混凝土作為首選材料,眾所周知瀝青和混凝土兩種材料的穩(wěn)定性也比較差,材料的不穩(wěn)定最終影響質(zhì)量的不穩(wěn)定,容易造成路面由于鋪設(shè)材料的不穩(wěn)定出現(xiàn)內(nèi)部開(kāi)裂以及硬化的問(wèn)題。
3.導(dǎo)致路面沉降。軟土地基的最棘手的問(wèn)題就是路面沉降問(wèn)題,路面沉降原因眾多,解決復(fù)雜,直接影響公路橋梁的正常施工。分析其中一種主要原因如下,公路橋梁軟土層過(guò)渡帶在地下水長(zhǎng)時(shí)間的侵蝕,出現(xiàn)水土流失現(xiàn)象,軟土層出現(xiàn)不同程度的厚度差,導(dǎo)致軟土地基強(qiáng)度大大降低,承載薄弱的地帶由于強(qiáng)度減小,容易出現(xiàn)軟土地基沉降,基于出現(xiàn)的不同程度的厚度差,沉降發(fā)生的過(guò)程并不是規(guī)律的而是不均勻沉降,這嚴(yán)重縮短了公路橋梁的使用壽命。
三、路橋施工中軟土地基施工技術(shù)
1.土質(zhì)置換法。土質(zhì)置換法,從字面上理解就是土質(zhì)的替換,無(wú)非用優(yōu)質(zhì)的土壤替換在施工中不可避免的軟土,提供軟土土基強(qiáng)度,減少后期不均勻沉降現(xiàn)象,這里所指的優(yōu)質(zhì)土壤一般指穩(wěn)定性高、承載力大的粗粒土。在橋梁施工的過(guò)程中,一些暗洪、淤泥質(zhì)土、暗溝經(jīng)常采用土質(zhì)置換法解決軟土基問(wèn)題,因?yàn)榇朔椒ê?jiǎn)單可靠,適用于短期工程,但是成本比較高。
2.軟土表層處理方法。軟土表層處理方法針對(duì)性很強(qiáng),尤其在軟弱的土地表面采用此種方法,效果明顯。最終目的是保證地基不變形的條件下提高地表強(qiáng)度,主要通過(guò)合理排水、敷設(shè)、砂墊層、添加劑等方法處理軟土表層。在操作的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意,為了便于機(jī)械施工,填土載荷均勻分布于地基。針對(duì)提到的軟土表層處理方法,主要施工技術(shù)如下:
(1)表層排水方法。表層排水法主要針對(duì)在土質(zhì)較好但是含水量較大的軟土地基。在進(jìn)行填土之前,首先需要在地表挖溝槽排除地表水,其次減少地基表層含水量,最后利用透水性好的砂礫及碎石回填壓實(shí)。
(2)敷設(shè)材料法。敷設(shè)材料的方法側(cè)重于土層分布不均勻的地基,對(duì)于地基局部容易出現(xiàn)強(qiáng)度變形或不均勻沉降的現(xiàn)象,可采用敷設(shè)材料的方法,因?yàn)樗笤O(shè)的材料主要為化纖無(wú)紡布、土工布及玻璃纖維格柵等,具有抗剪和抗拉強(qiáng)度大的特性,可以平均化填土載荷,增加土層抗壓及抗拉強(qiáng)度減少局部沉降。
(3)砂墊層法。砂墊層法適用于軟土上土層薄弱且富含水分的地基,目的是在軟土地基上墊 0. 5m ~ 1. 2m 厚度的砂墊層。砂墊層的優(yōu)勢(shì)一方面可以固結(jié)軟土層,充當(dāng)上部排水層,另一方面充當(dāng)填土內(nèi)的地下排水層,起到降低填土內(nèi)水位的效果。最后,進(jìn)行砂墊層施工時(shí),有兩點(diǎn)注意事項(xiàng):一是施工機(jī)械的問(wèn)題。確定砂墊層厚度之前,要全面考慮機(jī)械施工的問(wèn)題,例如機(jī)械重量對(duì)地面的承載、偏心程度以及地面強(qiáng)度問(wèn)題,保證機(jī)械作業(yè)的正常進(jìn)行。二是進(jìn)行砂墊層施工需敷設(shè)樣板。若采用透水性差的土壤進(jìn)行填土,坡腳周?chē)皦|層被覆蓋,可能導(dǎo)致側(cè)向積水,因此在進(jìn)行砂墊層施工時(shí)需要敷設(shè)樣板。
(4)添加劑法。添加劑法適用于粘性土成分的地基。一般的添加劑為熟石灰、生石灰、水泥等,在粘性土加入添加劑,目的是提高地基的抗壓性和強(qiáng)度,保證大型施工機(jī)械的正常通行,同時(shí)提高填土過(guò)程的穩(wěn)定性。尤其像石灰這種添加劑,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工攪拌,石灰產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),不僅可以降低土壤中的水分,同時(shí)由于石灰的化學(xué)特性固結(jié)粘土,提高了土壤基體的穩(wěn)定性。
3.粉噴樁加固處理法。粉噴樁加固處理工序要求嚴(yán)格。前期工作,準(zhǔn)備相關(guān)技術(shù)材料,例如路橋施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)檢驗(yàn)報(bào)告、土質(zhì)試驗(yàn)報(bào)告、施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、添加劑配比試驗(yàn)報(bào)告、粉噴樁設(shè)計(jì)樁位圖等等。這些準(zhǔn)備工作及各種報(bào)告是粉噴加固處理的關(guān)鍵。其次對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清理,低洼不平整的地方需要回填,軟地表需要強(qiáng)化,保證良好的施工環(huán)境。最后檢查相關(guān)施工設(shè)備,保證機(jī)械設(shè)備的正常工作。在進(jìn)行粉噴樁加固處理前,一定要對(duì)粉噴樁相關(guān)原材料質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān),材料質(zhì)量的好壞直接決定工程質(zhì)量的優(yōu)劣。關(guān)于粉噴樁施工工藝的確定,按照實(shí)際測(cè)量參數(shù)和實(shí)際要求配比,具體問(wèn)題具體分析。
4.加載法。為了避免發(fā)生沉降,利用加載的方法在沉降之前,提高地基的抗壓性和抗壓強(qiáng)度。加載的方法有多種,比較常用的有填上加載法和降低地下水加載法兩種。通過(guò)降低地下水水位,軟土地基自然沉降,適用于中間部位有砂層分布的軟土地基。填上加載法用于在施工結(jié)束后,對(duì)路面實(shí)時(shí)監(jiān)控,控制路面沉降量在允許的沉降范圍內(nèi)。
總之,路橋施工中軟土地基處理尤為重要,只有把握關(guān)鍵環(huán)節(jié)問(wèn)題,了解科學(xué)施工處理技術(shù),科學(xué)應(yīng)用施工方式,才可有效降低安全質(zhì)量隱患,提升施工質(zhì)量水平,并真正建設(shè)出經(jīng)濟(jì)實(shí)用、經(jīng)久耐用、安全穩(wěn)固的精品路橋工程,創(chuàng)設(shè)顯著的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。
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