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摘要:路桥工程是我国基础工程之一,路桥施工技术的应用直接影响到整体工程质量,更对行车安全与舒适度有着一定影响。软土地基是路桥地基的重要组成,是由软土层构成的地基,特点是土层柔软、含水丰富,基于该特点容易发生路基沉降问题,造成路基变形。由此,需要在路桥施工中注重软土地基的处理,深入对施工所在区域的地质条件勘查,了解软土层分布情况,以减少软土地基的危害。本文将提出几种常见的软土地基处理方法,仅供借鉴与参考。
关键词:路桥施工;软土地基;处理方法
近年来,路桥施工项目不断增多,其中,施工的重点及难点之一就有软土地基处理,因为软土地基的诸多特性,在一定程度上将处理难度增大了,如果不能按照要求处理或者处理方法不当容易对路基造成更大破坏,影响到车辆通行,甚至会引发安全事故。为了保证路桥工程质量符合标准,就要重视软土地基的处理。
1.软土地基基本特征
软土地基有着较强的压缩性,但是土层强度不高,并且路基中有机质成分占较大比重,施工现场不同,软土地基表现出的危害性也存在差异。总体来说,软土地基存在以下几方面特征:(1)易受水分侵蚀。雨水、地下水或者其他水分容易对软土地基造成侵蚀,因为路面中含有碎石及小颗粒,一旦遇到水分就会出现腐蚀。此外,在对路桥表层铺设时,施工材料的密实度不同,造成路面整体稳定性不高,将路面密实程度降低。(2)抗剪强度不高。软土地基的抗剪强度与排水固结条件、加荷速度等均有一定联系,排水时,抗剪强度与固结程度正相关,即抗剪强度随着固结强度的增大而增大,反之,则抗剪强度则随着固结强度减弱而降低。(3)较强的压缩性及较差的渗透性。天然水量的增多会使软土地基压缩性增大,最终会使其承受较大的载荷从而出现变形;软土地基空隙较多并且含水量大,其天然孔隙比通常不会超过4,但是含水量则可以达到75%以上,造成软土地基比其他地基压缩性更强。(4)较差的稳定性。自然沉降是软土地基经常发生的病害,恶劣气候、车辆荷载增大等均会引发沉降,埋下诸多安全隐患。
2.几种常见的路桥施工中软土地基处理方法
基于以上软土地基的特点,需要在施工前做好相关准备工作,充分了解路基情况,然后开展全面的勘查,依据路桥工程实际情况区分地质,从而使测量及处理更加方便。依据不同地质条件及特征采用适合的软土地基处理方法,这样才能获得更显著的处理效果。
2.1高压喷射注浆法
高压喷射注浆法在路桥施工中应用逐渐增多,包括基础工程、防渗加固工程等,在处理软土地基上也有着一定优势。对于淤泥质土与砂性土分布较广的区域,采用该注浆方法再合适不过,可以解决很多实际问题。
工程概况:某公路桥梁工程循环水泵房井长、宽、高分别为35m、37.5m、18.5m,采用高压喷桩加固软弱地基,工期为60d,完成旋喷钻孔252个,旋喷加固桩210根。具体处理工艺为:因为使用的浆泵是高压的,可以增加流量计压力,从而加固效果更加显著;压浆方法为二重管法,设定标准的压力值,即20PMa,使防渗加固效果变得可控。可以依据不同地层调节射浆压力,使其达到标准的压力值,并且不需要高压水,减少了返浆量。桩体需要满足以下工艺参数:35MPa的注浆压力,浆液流量为2L/min,浆液密度控制在1.53~1.65g/mL,控制气压在0.6~0.9MPa之间,70~80m3/h的空气量,控制10~25cm/min的提升速度。完成对软土地基加固以后,进行抽样检查,达到了质量标准。
2.2挤密碎石桩处理法
挤密碎石桩的原理是在通过冲击或者水冲方式使软土地基成孔以后,在孔中将碎石挤压进去,进而形成一个完整的碎石桩体。在挤密及振密共同作用下,砂土颗粒能够致密排列,侧向挤压了原有土体,从而提高了桩周围的土层密实度。不同桩孔之间有着一定联系,主要体现在具备明显的相互作用上,从而可以在增加挤密效果与效率,使桩间土变得非常均匀,密度也会有所提高,进而将复合地基形成。在排水减压作用下,竖向排水减压渠道会快速形成,从而对空隙水压的增高有效抑制,降低了砂土液化的速度,使排水固结加速完成。
工程概况:某高速公路,路基宽为30.5m,有着较高的地下水位,上部有着1.2~1.6m的可塑亚粘土及亚砂土;中部为松散粉砂;下部是厚度为3.2~4.5m的硬塑亚粘土;底部是厚度2.6~3.2m的软塑亚粘土。处理工艺为:就位桩架,在标桩上将套管尖部插入,然后将桩架打入到设计标高位置,将1m高的碎石灌入;将套管拔起,打活瓣桩,留在孔内将碎石;打至填筑层底标高将套管,将1m高碎石再次灌入,一边振动一边提升,最终将碎石填筑完成。处理后通过碎石桩、桩间土、碎石桩单桩的地基载荷试验,所有值均在标准范围内,沉降低于45mm,此次软土地基处理较为成功。
2.3土工格栅法
土工格栅法有着较高的抗拉性、耐腐蚀性及抗微生物侵蚀性,并且有着较高的整体连续性。软土地基处理采用土工格栅法,主要是借助土与土工格栅表面的摩擦作用,可以将土体被动阻抗作用增大,格栅孔眼可以锁定土并且能够补强加筋,从而抑制土体持续下沉。因为具备较强的抗拉强度,可以将路堤的整体稳定性增强。
工程概况:某高速公路桥梁沟谷处路段分布薄层软塑土,并且周围有池塘、水库,分布较多的流塑状淤泥质土,厚度在2m以内,含水量在30%左右。为了防止地基变形,对软土地基价格处理,采用土工格栅与砂砾垫层处理结合的方法。处理工艺:施工前,先将路基表层的杂物、草根等全部清除,开挖排水沟,然后平整地基,将土工格栅铺设好;完成土工格栅的铺设以后就可以对砂砾垫层铺设,目的是防止土工格栅出现老化,延长其使用寿命,砂砾垫层厚度为25cm,最后进行摊铺、碾压处理并填土。通过使用该工艺,软土地基处理工期缩短了20d,比起采用去除淤泥换填透水材料,采用人工格栅节省成本10万元左右,具有非常好的经济性。
2.4真空-堆载联合预压法
同样作为一种新型的地基处理技术,真空堆载联合预压法一经出现就受到了一致好评,应用及研究潜力较大,该方法中加压系统与排水系统共同工作,从而达到良好的压实效果。使用了PVC管在排水系统中,整体质量较高,并且还有砂垫层中不透气薄膜。土体外荷会在膜上堆载与地下水位降低的情况下增加,并且固结也伴随产生。施加外部荷载是真空预压的基础,可以将总应力增大,还能将软土孔隙水的压力增加,形成压力差在砂井与软土中,从而使软土排水固结速度更快。
工程概况:某路桥工程所在区域分布大片的软黏土层,有着较大的含水量及压缩性,并且渗透性差、强度低,流变性明显。处理工艺为:软土地基加固采用真空堆载联合预压法,梅花形布置袋装砂井间距,间距为1.5m,25cm的打设深度,通常需要将软土层打穿,但是软土层过厚对施工工艺操作造成了限制,只能打到该深度,45cm的砂垫层厚度,并且事先铺设一层无纺土工布在砂垫层顶面,然后再在上面将不透气密封膜盖上,通过射流泵与管道可以抽出膜下土体中空气与水分,形成一个压差在密封膜内。处理后通过最终试验,显示路基稳定性符合标准。
结束语
软土地基基于本身特性,一旦处理不好将埋下诸多安全隐患,影响到路桥整体的安全性及稳定性,是施工必须面对的挑战,需要在日后不断加强技术创新与工艺优化,提高软土地基处理水平及效果。
参考文献:
[1]夏俊铭.探析路桥施工技术对软土地基处理方法[J].城市建设理论研究(电子版),2017(20):131.
[2]张乐乐.路桥工程施工中的软土地基处理技术微探[J].建筑知识,2017,37(04):141-142.