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摘 要:在对道路工程施工时,要高度重视对软土地基的处理方法运用。软土地基其具有孔隙间隙大、含水量较高、较强的压缩性以及极低的承载力等多项特点。所以,在道路工程施工中遇到的难题之一便是对软土地基的处理方法运用。
关键词:道路工程;软土地基的处理方法运用
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)23-0144-02
1 在道路工程中软土地基可能造成的危害
在道路工程中软土地基具有是不可预见性。软土地基会由于不同地层,不同地区性质不同,如若在道路工程的施工阶段,出现轻微的疏忽就极有可能会引起质量事故的发生,同时也会对道路工程建设造成很大的危害,一般可能存在的问题有:已经对软土地基勘察清楚,然而在软土地基处理方面没有做好,进而会使路基不稳定或对线外建筑物有危险;即使对道路工程的软土地基作了处理,但是其采取措施不充分,施工不当而引起路堤不稳定。
2 对道路工程软土地基常用的处理方法
2.1 排水固结法
排水固结法顾名思义,其是指使用设置的在地基中的垂直排水体或天然地基土本身所具有的透水性,利用建筑自身重量或提前在地表面进行加载的方式将存在于地基中的孔隙水排空,逐渐使土壤聚集压密,强度逐渐增加的一种方法。一般常用的方法有真空(砂井、塑料排水带,袋装砂井)堆载预压法和砂井(塑料排水板、袋装砂井)堆载预压法。塑料排水板和堆垛预压法适用于软土层厚度较大、路堤稳定性高、小固结系数、高度填充的路段。该方法施工简单,成本低,但施工周期长。堆载预压可以分为超载预压和等载预压两种,适用于小量沉降,施工后沉降要求相对比较低,排水层有横截面的路段,工程性能较好,工程造价相对较低,但周期较长,其需要一定的工期作为保证。
2.2 注浆加固法
所谓的灌浆,它指的是利用压缩设备将充填和胶结性能的泥浆材料注入土壤颗粒或岩石裂隙以及土层界面,进而使泥浆材料扩散,凝胶或养护,对地层强度起到加强作用,使地层的渗透率降低,防止地层出现变形和对地基起到支撑的一种技术。注浆法效果好,应用范围广,但成本高,适用于淤泥质粘土、岩石粉底、粉砂、砂、粉土、一般人工充填等地质条件。根据注浆机理进行分类,可分为:
2.2.1 压密注浆
该方法是采用厚浆置换和压实土体,将厚浆灌注入地基之中,浆体在注浆点附近迫使土壤压实,形成浆泡。随着浆泡的增加,注浆压力也会随之增大,从而产生较大的抬升力。
2.2.2 电动化学灌浆
在地基上,将金属电极插入其中,通过直流电将所产生的电渗作用,把浆液注入到土壤中。或将浆液注入电渗层,通过电渗透使将浆液均匀分布,提高灌浆效果。
2.2.3 渗入型注浆
这种方法适用于地基土层存在有孔隙或裂缝的情况,泥浆进入软土地基的孔隙或裂隙,与软土固结整体相结合,而且这种方法对地基土层结构基本不会产生扰动和破坏。
2.2.4 劈裂灌浆
在较高的灌浆压力影响之下,泥浆将克服土壤的初始应力和抗拉强度,使土体沿垂直于主应力的平面或在土体强度最弱的平面上发生劈裂现象,使土壤渗透注浆方法不能插入可以顺利实现,提高浆液扩散范围,以达到对软土地基处理目的。
2.3 加筋法
加筋方法是将具有抗拉能力非常强的土体材料嵌入土壤中,利用土壤颗粒位移和拉筋产生摩擦,使土体和加筋材料形成一个整体,以减少整体变形,提高整体的稳定性。由于土工织物的拉伸作用,调整了基底应力分布,相应地降低了地基的横向位移和沉降。因此,地基的稳定性得到了很大的提高。
2.4 换填法
换填法又称换土法。所谓换土法是指将路基范围内的软土清除,用稳定性好的土、石回填并压实或夯实。在道路施工中,一般采用的是开挖换填砂性土、砂砾石和片石,即在一定范围内,把影响路基稳定性的淤泥软土用挖掘机挖除,用砂性土、砂砾石和片石进行换置。开挖换填砂性土、砂砾石时,采用分层填筑、分层压实、分层检测压实度的方法施工。开挖换填片石时,应采用碎石嵌缝至密实。从而改变地基的承载力特性,提高抗变形和稳定能力。在换填过程中,对于换填的材料做试验检测,避免无法压实而引起沉降。
3 软土地基处理的施工与评价要点
3.1 软土地基在施工过程中的要点
首先,要明确软土地地区的地质条件。如果施工地点地质条件比较复杂,此时应对施工地点的地质划区,根据不同分区采取不同的处理方法[1]。在工程地点进行勘察设计的阶段,如果在地质方面的工作不够深入,一旦在施工阶段发现,可以进行一些补充调查和勘探工作,进一步的对地质情况进行了解;要有足够多的工程材料,同时要保证材料的质量;工程机械的规格、数量和性能应符合要求[2];设计方案应经济合理,符合当地情况;为保证质量良好,一定要严格按照施工技术规范和操作规程进行施工,尤其是软土地段,必须对填土速率进行控制,防止路堤滑移或其他意外事件发生;应加强监督,提前设置监测设备,对工程施工要监控及时并做记录,确保施工质量和安全性[3]。
3.2 处理方案的评价要点
3.2.1 在道路方面
常用的对软土地基的处理方法是排水固结法,其大多是利用多种长度不一以及间距不同的袋装砂井或塑料排水板和砂垫层结合的方法,虽然這种方法一般,但是其可以有效节约成本。也可使用直径小一些的砂桩或者碎石桩,可以加速固结,提高地基承载力,但成本至少是常用方法的3~5倍[4]。在软土地基的处理过程中,如果地基沉降过大,应立即采取相应的措施,如增加两侧反压护道的方式。
3.2.2 在轻质路堤方面
我国在轻质路堤使用的材料通常是粉煤灰,而国外一般是使用的材料大多是大块硬质的泡沫。一般有两种类型的粉煤路提,即仅使用粉煤灰和土层结合以及使用粉煤灰混合土砂等。轻质路提具有的作用是减少路堤的自重,降低或加速软土沉降,提高土体抗剪强度,作为填充物,其还可以节约投资,减少土地覆盖等多种效益。
3.2.3 加筋辅助方法
土工布可以分两种,即有纺和无纺,一般多用编织,个别也有两种类型的组合,可以实现优势互补,另有一种材料是塑料硬化格栅,实际上类似“柴排压枝”,这些材料可以使地基整体性提高,减少地基的不均匀沉降,防止滑动,对于尽快完成建设施工益处较多。
3.2.4 换填方法
在用换填法处理软土地基时,施工通常采用直接挖除软土后换填砂性土、砂砾石和片石。施工方法简单易行,在大多数情况下,它可以在短时间内达到预期的目标,方法可靠性最高。例如某市重点景观大道道路工程,沿线路床以下为2m范围内均为耕植土,土层结构较为松散、且含水率大,局部有水塘、沼泽,均属于软土地基;且施工期间,降雨频繁。为确保工程质量和进度,该道路工程的软土地基处理采用换填砂砾石和片石(碎石嵌缝)。在采用换填法施工后,工程质量得到保证,且施工不受雨水天气影响。最终,该工程在合同约定的工期内顺利竣工,工程质量合格。
4 结束语
软土地基对道路工程的路提有非常大的危害。如果在施工阶段未进行处理或处理方法不当,非常有可能致使地基不稳定,导致构造物出现不均匀沉降或沉降幅度过大,进而使构造物出现不同程度的破坏。软土路基处理的主要目的是加强地基强度,提高承载力,降低沉降量。根据工程的实际情况以及综合考虑地质条件、机械设备,经济等多种因素,选择合理的道路施工的软土地基处理方案。
参考文献
[1]袁 蔚.探究公路工程施工中软土地基的处理方法[J].黑龙江科技信息,2016(04):254.
[2]郑瑞海.探究公路工程施工中软土地基的处理方法[J].工程建设与设计,2018(08):49~50.
[3]唐 韬.公路工程施工中软土地基的处理方法分析[J].建材与装饰,2016(15):269~270.
[4]袁贵普.公路工程施工中软土地基的处理分析[J].江西建材,2017(22):140.
收稿日期:2018-7-10
关键词:道路工程;软土地基的处理方法运用
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)23-0144-02
1 在道路工程中软土地基可能造成的危害
在道路工程中软土地基具有是不可预见性。软土地基会由于不同地层,不同地区性质不同,如若在道路工程的施工阶段,出现轻微的疏忽就极有可能会引起质量事故的发生,同时也会对道路工程建设造成很大的危害,一般可能存在的问题有:已经对软土地基勘察清楚,然而在软土地基处理方面没有做好,进而会使路基不稳定或对线外建筑物有危险;即使对道路工程的软土地基作了处理,但是其采取措施不充分,施工不当而引起路堤不稳定。
2 对道路工程软土地基常用的处理方法
2.1 排水固结法
排水固结法顾名思义,其是指使用设置的在地基中的垂直排水体或天然地基土本身所具有的透水性,利用建筑自身重量或提前在地表面进行加载的方式将存在于地基中的孔隙水排空,逐渐使土壤聚集压密,强度逐渐增加的一种方法。一般常用的方法有真空(砂井、塑料排水带,袋装砂井)堆载预压法和砂井(塑料排水板、袋装砂井)堆载预压法。塑料排水板和堆垛预压法适用于软土层厚度较大、路堤稳定性高、小固结系数、高度填充的路段。该方法施工简单,成本低,但施工周期长。堆载预压可以分为超载预压和等载预压两种,适用于小量沉降,施工后沉降要求相对比较低,排水层有横截面的路段,工程性能较好,工程造价相对较低,但周期较长,其需要一定的工期作为保证。
2.2 注浆加固法
所谓的灌浆,它指的是利用压缩设备将充填和胶结性能的泥浆材料注入土壤颗粒或岩石裂隙以及土层界面,进而使泥浆材料扩散,凝胶或养护,对地层强度起到加强作用,使地层的渗透率降低,防止地层出现变形和对地基起到支撑的一种技术。注浆法效果好,应用范围广,但成本高,适用于淤泥质粘土、岩石粉底、粉砂、砂、粉土、一般人工充填等地质条件。根据注浆机理进行分类,可分为:
2.2.1 压密注浆
该方法是采用厚浆置换和压实土体,将厚浆灌注入地基之中,浆体在注浆点附近迫使土壤压实,形成浆泡。随着浆泡的增加,注浆压力也会随之增大,从而产生较大的抬升力。
2.2.2 电动化学灌浆
在地基上,将金属电极插入其中,通过直流电将所产生的电渗作用,把浆液注入到土壤中。或将浆液注入电渗层,通过电渗透使将浆液均匀分布,提高灌浆效果。
2.2.3 渗入型注浆
这种方法适用于地基土层存在有孔隙或裂缝的情况,泥浆进入软土地基的孔隙或裂隙,与软土固结整体相结合,而且这种方法对地基土层结构基本不会产生扰动和破坏。
2.2.4 劈裂灌浆
在较高的灌浆压力影响之下,泥浆将克服土壤的初始应力和抗拉强度,使土体沿垂直于主应力的平面或在土体强度最弱的平面上发生劈裂现象,使土壤渗透注浆方法不能插入可以顺利实现,提高浆液扩散范围,以达到对软土地基处理目的。
2.3 加筋法
加筋方法是将具有抗拉能力非常强的土体材料嵌入土壤中,利用土壤颗粒位移和拉筋产生摩擦,使土体和加筋材料形成一个整体,以减少整体变形,提高整体的稳定性。由于土工织物的拉伸作用,调整了基底应力分布,相应地降低了地基的横向位移和沉降。因此,地基的稳定性得到了很大的提高。
2.4 换填法
换填法又称换土法。所谓换土法是指将路基范围内的软土清除,用稳定性好的土、石回填并压实或夯实。在道路施工中,一般采用的是开挖换填砂性土、砂砾石和片石,即在一定范围内,把影响路基稳定性的淤泥软土用挖掘机挖除,用砂性土、砂砾石和片石进行换置。开挖换填砂性土、砂砾石时,采用分层填筑、分层压实、分层检测压实度的方法施工。开挖换填片石时,应采用碎石嵌缝至密实。从而改变地基的承载力特性,提高抗变形和稳定能力。在换填过程中,对于换填的材料做试验检测,避免无法压实而引起沉降。
3 软土地基处理的施工与评价要点
3.1 软土地基在施工过程中的要点
首先,要明确软土地地区的地质条件。如果施工地点地质条件比较复杂,此时应对施工地点的地质划区,根据不同分区采取不同的处理方法[1]。在工程地点进行勘察设计的阶段,如果在地质方面的工作不够深入,一旦在施工阶段发现,可以进行一些补充调查和勘探工作,进一步的对地质情况进行了解;要有足够多的工程材料,同时要保证材料的质量;工程机械的规格、数量和性能应符合要求[2];设计方案应经济合理,符合当地情况;为保证质量良好,一定要严格按照施工技术规范和操作规程进行施工,尤其是软土地段,必须对填土速率进行控制,防止路堤滑移或其他意外事件发生;应加强监督,提前设置监测设备,对工程施工要监控及时并做记录,确保施工质量和安全性[3]。
3.2 处理方案的评价要点
3.2.1 在道路方面
常用的对软土地基的处理方法是排水固结法,其大多是利用多种长度不一以及间距不同的袋装砂井或塑料排水板和砂垫层结合的方法,虽然這种方法一般,但是其可以有效节约成本。也可使用直径小一些的砂桩或者碎石桩,可以加速固结,提高地基承载力,但成本至少是常用方法的3~5倍[4]。在软土地基的处理过程中,如果地基沉降过大,应立即采取相应的措施,如增加两侧反压护道的方式。
3.2.2 在轻质路堤方面
我国在轻质路堤使用的材料通常是粉煤灰,而国外一般是使用的材料大多是大块硬质的泡沫。一般有两种类型的粉煤路提,即仅使用粉煤灰和土层结合以及使用粉煤灰混合土砂等。轻质路提具有的作用是减少路堤的自重,降低或加速软土沉降,提高土体抗剪强度,作为填充物,其还可以节约投资,减少土地覆盖等多种效益。
3.2.3 加筋辅助方法
土工布可以分两种,即有纺和无纺,一般多用编织,个别也有两种类型的组合,可以实现优势互补,另有一种材料是塑料硬化格栅,实际上类似“柴排压枝”,这些材料可以使地基整体性提高,减少地基的不均匀沉降,防止滑动,对于尽快完成建设施工益处较多。
3.2.4 换填方法
在用换填法处理软土地基时,施工通常采用直接挖除软土后换填砂性土、砂砾石和片石。施工方法简单易行,在大多数情况下,它可以在短时间内达到预期的目标,方法可靠性最高。例如某市重点景观大道道路工程,沿线路床以下为2m范围内均为耕植土,土层结构较为松散、且含水率大,局部有水塘、沼泽,均属于软土地基;且施工期间,降雨频繁。为确保工程质量和进度,该道路工程的软土地基处理采用换填砂砾石和片石(碎石嵌缝)。在采用换填法施工后,工程质量得到保证,且施工不受雨水天气影响。最终,该工程在合同约定的工期内顺利竣工,工程质量合格。
4 结束语
软土地基对道路工程的路提有非常大的危害。如果在施工阶段未进行处理或处理方法不当,非常有可能致使地基不稳定,导致构造物出现不均匀沉降或沉降幅度过大,进而使构造物出现不同程度的破坏。软土路基处理的主要目的是加强地基强度,提高承载力,降低沉降量。根据工程的实际情况以及综合考虑地质条件、机械设备,经济等多种因素,选择合理的道路施工的软土地基处理方案。
参考文献
[1]袁 蔚.探究公路工程施工中软土地基的处理方法[J].黑龙江科技信息,2016(04):254.
[2]郑瑞海.探究公路工程施工中软土地基的处理方法[J].工程建设与设计,2018(08):49~50.
[3]唐 韬.公路工程施工中软土地基的处理方法分析[J].建材与装饰,2016(15):269~270.
[4]袁贵普.公路工程施工中软土地基的处理分析[J].江西建材,2017(22):140.
收稿日期:2018-7-10