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摘要:软土地基是一种常见的土层结构。在路桥工程中,如何处理好软土地基问题将直接关系到路桥工程的质量。文章通过介绍软土路基的性质,对软土地基的处理方法进行总结,以期解决软土地基问题,提高路桥工程的质量。
关键词:路桥工程;软土地基;处理方法
1引言
软土地基具有含水量大、承载力小、透水性差、抗剪强度低等特点,如果处理不当将导致路桥工程出现路面坍塌、硬化等问题,从而缩短使用年限,耗费大量的维修资金,甚至导致交通事故,威害人身安全。因此,在路桥工程施工中软土地基的处理将是影响整个工程的成本、进度和质量的关键因素。
2软土地基简介
软土地基是指由含有较多有机物质的黏土或粉土等构成的地基,通常粉土所占比例高达60%。软土具有孔隙比大、含水量高、压缩性强、固结系数小、固结时间长、沉降量大、抗剪强度低、灵敏性强、透水性小、土层层状分布复杂、各层间物理性质相差大等特点,多分布在河漫、滨海、湖沼、湿地、谷地等。软土地基的这些特征会对路桥工程造成很多损害,如土层沉降不均匀,将会导致路面开裂;如土层含水量高、透水性小,将会侵蚀混凝土从而减弱路桥结构的耐久性。
其次软土地基种类繁多、分布广泛科学认识软土地基的性质,正确鉴别并采用适宜的处理方法,对路桥工程建设有重要意义。现将软土地基的基本特征参数总结如下(表1):
3软土地基对路桥工程的影响
一个质量过硬的路桥工程的关键因素就是地基处理得当,稳定性、耐受力、排水等各方面都达到要求。地基的处理方法是否合理、质量是满足要求将直接关系到路桥工程的最终结果。由于软土地基鉴定不对、处理方法选择不当、施工条件有限等因素导致对软土地基的处理不到位,从而致使路桥工程建设过程或使用中出现各种问题的现象已屡见不鲜。软土地基处理不当将可能导致以下问题:
3.2路面侵蚀
众所周知路桥的路面主要是由碎石和水泥等组成的。在铺设结束后,经过过多雨水的冲击、车辆的挤压,原料之间的紧密程度遭到破坏,从而引发侵蚀现象。如果在雨天进行施工,刚铺好的路面在雨水的冲刷下会发生松散,致使路面的稳定性减低,从而增加侵蚀现象的发生率。对于软土地基具有其天然含水量高、压缩性强、孔隙率大的特性,同样会使路面侵蚀的机率大大增加。
3.1路面沉降
路面沉降问题是路桥建设中是最常见的问题之一。路面沉降很大程度上与软土地基处理不当有关。软土层的厚度分布不均匀,因而导致其承载力也存在不均匀的现象,路面经过一定时间的使用后很容易发生沉降问题出现,进而影响工程的质量。如果是建筑物,很有可能因为沉降使其失去平衡发生倾斜,产生很大的安全隐患。如果沉降发生在路桥过渡路段,很有可能出现跳车现象,甚至有可能导致桥头搭板坍塌断裂,危害人身安全。
3.3路面硬化问题
由于软土地基自身不稳定、透水性小、排水能力差的特性,致使在与路面材料接触混合时很有可能出现路面硬化的现象。
3.4影响施工进程、堆料不当
施工前现场勘察不正确、软土地基鉴定不当将会导致对地基的处理方式不恰当,将会直接影响以后的施工,延误工期,堆料不当,人力、物力、财力的浪费。
3.5破坏硬壳层
如果采用不当技术对软土地基进行处理,很有肯能破会、扰动硬壳层。硬壳层其遭受破坏后同样也会影响路桥的施工质量。
地基是进行路桥建设的基本,对于像软土地基这样潜在危害如此之多的地基建设更加不能掉以轻心。软对问题在建设领域一直是大家关注的热点问题,对此人们提出了多种方法,部分已得到广泛的应用,下面对常用的几种方法进行介绍。
3软土地基的处理方法
3.1排水固结法
路桥工程所遇到的软土地基多数是含水量高,土质较软,厚度大的饱和软土和充填土。对此可以采用排水固结法,此方法是通过布置竖向排水井,采取加压、抽气、电渗和抽水等改善排水条件,通过提前完成沉降,加速土的固结并且增加强度,改善地基的稳定性。
例如表面排水法通过表层挖沟槽,排出软土地基中的水分,水分排水后,强度自然得到提升。沟槽深度应为0.5~1mm,宽度为0.5mm,选择渗水性较好的砂石出开挖,形成盲沟。
3.2置换法
在路桥工程修建过程中当软土层厚度不太大时,可将软土层的部分或全部清楚,使用承重能力强、稳定性好、耐水性的材料填充。此方法可以有效改善软土地基的稳定性,尤其在路基连接或是重要地段此方法更为适用,可以有效减免路面断裂的发生,并且提高路桥的承受力。
3.3强夯法
对于像砂土、碎石土、素填土、杂填土、湿陷性黄土和饱和度较低的粉土和粘性土等孔隙较大的且含水量在一定范围内的软土地基,可采用强夯法。重锤自一定高度下落产生的巨大的冲击力使软土迅速凝结,且夯击点周围会产生良好的排水裂隙,从而提高地基的承载能力、减少沉降。此方法成本低、施工技术简单、夯实效果明显,在自70年代就开始就在我国得到了广泛应用。
3.4垫层法
垫层法是将垫层材料铺在路堤底部,形成一个较薄的砂层,起到提高承载力、降低沉降量、加速排水、调整地基的均匀度、防止冻胀的作用。常使的垫层材料有素土垫层材料、砂和沙石垫层材料、碎石和矿渣垫层材料、灰土垫层材料等。其中砂垫层材料最为常用,砂垫层一般厚0.5cm~1.2cm左右。
3.5深层搅拌法
深层搅拌法借助特制的深层搅拌机械装置,将石灰浆、水泥或其他减水联结剂与软土进行强制搅拌,使软土凝结成高强度、高稳定性的复合地基。此法固结速度快,但对仪器设备要求高,一般适用于高速公路、港口码头、堆料场等不超过12米的软土地基中。
3.5石灰桩法
石灰桩法与深层搅拌法相比较相同之处都是将石灰打入软土中,不同之处在于:石灰桩法是在地基土中打孔,然后就是用石灰回填形成石灰桩;上述方法是石灰与软土混合。石灰桩形成后,在石灰吸水性和离子交换作用下使软土的物理性质发生改变,而达到要求。此方法同样适用于不超过12米的杂填土和软弱粘性土。
3.5软土地基处理的新方法
软土地基处理的新方法主要有以下三种:(1)水泥粉煤灰碎石桩:此技术主要是将石屑、碎石、粉煤灰渗入适量的水泥和水拌和而成,具有良好的和易性。(2)劈裂注浆技术:此方法是通过在岩石或者是土中注浆,从而改善岩土的力学和渗透性。(3)高压水切割消淤法:这种技术使用高压喷射水枪对浮泥进行处理,一般是沿水平方向切刮形成泥浆,然后使用泥浆水泵将其抽至堆放低洼处。
4结束语
综上所述,软土地基对路桥工程的危害是不容忽视的,处理方法是灵活多样的,排水固结法、胶结法、置换法、挤密法都是行之有效的路基处理方案。同时,我们在处理软土地基的时,应视具体情况而异,以处理后地基承载力达到承载力要求为最终目标,采取最恰当的处理方法。
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