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摘要:通过对软土地基特点与危害进行分析,结合软土地基的特点从施工前准备、施工过程中技术处理的具体方法提出了有效处理对策。希望能对今后路桥工程施工中软土地基的技术处理提供参考。
关键词:路桥工程;施工;软土地基;技术;
前言:随着我国经济建设的进一步发展,我国的路桥行业也得到了巨大的发展,路桥工程的项目数量也变得越来越多。在进行路桥工程的建设过程中,地基工程是整个路桥工程施工中最为关键的一个环节,而软土地基的问题也是非常常见的,题必须要对其采取有效的措施进行处理,如若不然,会对整个工程的质量造成非常严重的影响,甚至会引发非常严重的安全事故。
1软土地基的特点与危害
所谓的软土地基,也就是根据我国相关的标准,符合孔隙比不超过1.01,天然水含量不超过液限,以灰色为主细小颗粒的土质为软土,软土地基的主要特点为抗剪强度相对较低,与加荷速度以及排水固结的条件有着非常密切的联系。通常情况下,排水条件下的抗剪强度会随着固结程度的不断增大而提升。软土地基也同样具备压缩性高的特点,主要表现为随着软土天然水量以及液限的增大而进行增大,由于软土自身的特性,这样一来也就导致软土地基的承载力非常低,并且会在荷载的作用下发生非常严重的结构变形。软土地基的渗透性相对较弱,高空隙性以及高含水量的特点也使得软土地基的压缩性相对较低,主要是因为孔隙性与高含水量直接决定了软土的抗剪强度以及压缩性,也直接决定了软土地基自身的特性。
软土地基对施工项目的危害主要表现为以下几点:①降水问题,软土地基具有一定的流塑性,浅层降水会导致软基的流塑性增强,承载能力大大降低,导致外围的建筑物出现开裂。而深层的抽汲地下水则会严重导致建筑物的大面积沉降甚至导致坍塌事故;②路面硬化的问题,路桥施工过程中使用的材料主要是沥青和混凝土,由于材料本身的稳定程度有限,造成施工路面的内部开裂和表面硬化现象;再加上软土地基本身的性能稳定性和牢固性能差,也会造成路面硬化;③对路桥压实度的不良影响,软土地基的主要成分要包括大量的松软土、散沙和孔隙比较大的泥炭等。这些物质在施工过程中会影响到软基的压实程度,如若压实不到位就会导致路桥的稳定性下降,当季节性雨季来临,就会导致由于路桥不实,雨水渗透产生侵蚀,土层不平,受力分布不均。如果受到恒定荷载作用,会导致沉降及地基开裂的问题,严重时还会导致建筑物倾斜甚至会伤及人们的生命和财产安全,导致安全事故的发生。
2软基技术的前期准备工作及现场处理
对于软土地基在施工工程中出现的问题,应该做到对软基全面的认识和把握,以便正确的分析处理存在的问题。对施工地点进行细致的勘察,了解施工地点地质条件的复杂多样性,对项目进行结合实际情况的地质区分,不同的地质采用不同的解决方法。对前期的调研情况做到详细的记录,施工人员需要有针对的记录,配合地质特点的调研,制定合理的施工方法,并配置合理的技术人员现场进行工作。这样才能最大限度的细化施工方案,减少路桥工程造价,提高施工质量和合理完成施工任务。还要以具体的施工管理条例为标准,符合相关工程施工规定,实现对工程的层层把关,为软基处理技术提供有效的保障。
3软土地基的处理技术
在路桥工程的建设中,设计与施工人员通过摸索与实践,并参考国外的优秀经验,已经初步得出一套较为系统的软土地基处理办法。因为工程特点的不同,在处理软体地基时需灵活选取处理技术,实现有效加固。目前,在国内建筑界,针对软土地基的施工技术主要包括以下几个方面:具体方法见下:
3.1表层处理方法
在路桥工程施工过程中,对软土地基表层的处理十分关键。施工技术人员首先要进行表层土壤的检测,如果表层土壤过于软弱,则必须采取有效措施对其表层土壤进行改善,从而使表层土壤的坚硬程度和抗压强性能得到改观。在路桥工程施工过程中,软土地基表层处理通常根据实际情况采取表层排水法、敷垫材料法、添加剂法和粉喷桩加固处理法等。
(1)表层排水法
在对路桥工程软土地基的表层土壤勘测后,我们会发现有的土壤内部含水量较高,这就需要对其进行地表排水,使表层土壤的含水量降低,再添加0.5~1.2m左右的砂砾和碎石块,从而提高土壤的硬度和承载力,便于施工机械的运行。
(2)垫敷材料法
路桥工程施工过程中软土地基常常会因土层的不均匀而发生局部不均匀沉降和侧向变位,可利用所敷垫材料的抗剪和拉抗力,来增加施工机械的通行,以提高地基的支承能力。敷垫材料主要有化纤无纺布、土工布、玻璃纤维格栅等。
(3)添加剂法
常常被用于表层土壤活性较高的软土地基中。如果在这些土壤中添入石灰等材料后,不仅土壤表层含水量降低,其活性也会大大降低,这样土的性质便得以改变,使得路桥施工过程中大型施工机械能够正常运行,也能够在一定程度上确保软土地基的土体稳定。
(4)粉喷桩加固处理法
在采用这种方法前,一定要确保路桥工程施工场地平整,所有的障碍物都被清除,施工方应该准备好土工试验报告、地质资料、桩位设计图、地面高程资料、室内配比试验资料、相关的测量资料等各项数据,做好充分的施工准备。建设粉喷桩时:①需清理地面,保证场地的平坦;②选取器械安装粉喷桩,施工时参考配比要求与施工要求,合理调节单位时间喷粉量、钻进速度、搅拌速度、喷气强度等。
3.2涵洞处理技术
路桥工程的建设中,通道与涵洞是施工的一部分。针对这一类的工程,通常扩张基础,构建整体式结构,降低施工难度的同时,也降低了工程造价。在桥台与路堤处,一般设置粉喷桩、砂桩、旋喷桩等设施来加固软土地基,避免出现桥台与路堤间过大的沉降差。针对过高路堤,如果地基处理难度高,造价大,可改为架设桥梁。
3.3反压护道技术
这一技术指的是在路堤附近建筑护道,缓和软土内部向两侧蔓延的走势,维持地基的稳定性。该技术常常与其他技术联合使用,效果显著。如图1为砂砾土与反压护道联合,图2为砂垫层与反压护道联合。
图1砂砾土与反压护道联合
图2砂垫层与反压护道联合
3.4竖向排水加固技术
竖向排水法主要通过在粘性土地基中设置垂直的排水柱,以缩短排水距离,实现快速排水,抬升地基的固结速度,促进地基排水固结,加大其强度,增加软土地基稳定性。目前常用的方法主要是根据垂直排水柱所用材料不同,分为砂井排水法和纸板排水两种。砂井排水法有很多不同的施工形式,按照不同的施工形式分类主要包括以下几种方法:袋装型、振动型、打入型、螺旋钻型等。这种排水方法对层厚度较大、粘土性质均匀稳定的土层最为有效;对泥炭质地基效果稍差。设计砂井时,先依据排水范围确定其大小,随后选取合适的施工手段,建筑砂井,促进竖向排水。
3.5抛石除淤技术
抛石除淤技术仅用于常年积水的池塘或者低洼处,因为软土地基要低于水面,土层含水量非常高,沉降性极大,一旦对地基处理不当,则极易引发大幅沉降,导致路基不稳,引发道路安全问题。此时,最为常用的解决手段是抛石除淤法,让片石下沉到合理深度,实现地基加固。
3.6加载与置换技术
加载技术与其他方法不同,它是通过主动促进地基的沉降,来预防工程完工后的有害性下陷。一般情况下,施工方通过减低土层的间隙水压联合加大地基总压的方法来实现有益加载,首先查看地基是否稳定,然后覆盖不透水的薄膜并进行填土,双管齐下,加大荷载,实现加固处理。置换技术,顾名思义,即为选取优质土将软土地基的原有土换掉,以增强地基强度,控制沉降速度。实际施工中,人们常用的手段包括:通过爆炸实现强行置换,借助填土的自重实现加固,人工挖掘置换土壤成分。在进行置换时,关键在于选取抗压强度高的优质粗粒土,同时应保证在置换后,对土层进行压实,确保有效加固。
4结语
路桥工程建设中,科学合理地处理软土地基是十分重要的。不同的软土地基可采用不同的处理方法。施工所在地的地质条件、土质情况、施工环境以及项目造价预算等具体情况决定了软土地基的处理技术选用是复合的,而不是单一的。实际施工中需要选取合理技术手段,发挥各技术方法的优势,达到最好的处理效果。
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