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摘要:软土地基是路桥工程的施工建设中非常常见的一种地基,其稳定性较差,因此需要在施工时加固处理来确保工程质量。施工方对软土地基的处理要与实际的工程情况相结合,选择效果好、可行性高的加固措施。软土地基的加固技术以路桥的稳定为最终目的,需要做到质量和成本并重,令资金利用率和资源利用率获得最大的提高。我国目前在这方面的工程经验还比较缺乏,本文将对软土地基处理的技术要点进行探析,以期在理论上为相关工程建设提供帮助。
关键词:路桥工程;软土地基;施工技术
软土是某种地层的代指名词,水下沉积会产生软性粘土或者淤泥,这二者作为主要成分组成了这种地层,不过该种地层中泥炭层和腐泥都比较少见。由于软土地层的稳定性较差,所以在其上进行地基施工时需要进行加固处理,令地层的强度和稳定性获得提高,固有的压缩性则获得减小,以规避路桥工程的变形或者垮塌现象。因为预防和控制基础性沉降、不均匀沉降两大问题一直都是路桥工程施工的重点,所以对软土地基的处理重点也应集中在防控沉降上,这样才能最终确保工程质量。
一、路桥工程中的软土地基概论
软土地基在主要成分上以粘土或者粉土颗粒为主,有部分含有较多的泥炭、砂土、有机质土。软土地基位于的地层通常都具有较高的地下水位,因此施工时施工材料和填土稳定性都很容易遭到破坏,甚至诱发沉降灾害,严重破坏路桥工程建筑。我国目前飞快的发展速度令高级道路的数量显著增加,在这种形势下,软土地基对道路的影响也大大增加了,许多道桥工程为了避免软土地基的影响不得不将地基抬高处理。
地基虽然在路桥工程中属于不可见的部分,但其重要性非常之高。只有地基稳固可靠,才能建设出高质量的道桥工程,更进一步影响到工程造价。由此可见,地基的处理直接或间接地影响到了施工进度、工程质量、工程投资等多项工程因素,所以软土地基的处理技术可以说是工程之本,万万不可轻忽。
二、路桥工程中的软土地基处理
我国对软土地基的处理经验还说不上丰富,但多年来的实际工程探索加上对国外同类工程优秀经验的吸取,也令我国的相关技术人员总结出了初步的系统性软土地基处理方法。在实际处理软土地基时,需要根据不同的工程特点,灵活地选择处理技术,这样才能令对软土地基的加固更有效。我国目前的路桥工程施工中,有七种软土地基的处理技术较为常用,分别是地基表层的处理、粉喷桩的加固、反压护道、竖向加固、涵洞处理、抛石除淤、加载和置换。
(一)地基表层的处理
当软土地层的强度过低时,通常可以用该技术对其进行加固,其操作技术还可以按不同的操作手段分成两种,分别是表层排水技术和砂垫层技术。表层排水技术的主要目的是令地层的含水量得以降低,因此处理方式是趁还没有填土先将地表水排除。而砂垫层技术的目的虽然也是降低含水量,但对地层内部的水位控制更严格。该技术通常适用于高含水量且低强度的地层,将砂垫层覆盖在这种地层的表面,砂垫层厚度应大于0.5米,小于1.2米,这样一来砂垫层能够固结地层中的软土成分,而沙土层能够排除上部表层和内部地下的水分。
值得一提的是,除了以上两种技术外,近些年来材料的填埋敷垫也开始被用来处理软土地基表层。这种技术使用玻璃纤维制的格栅、化纤无纺布、土工布等材料对软土地基的表层进行填埋,在水分析吸收上有非常好的效果。
(二)涵洞处理
通道和涵洞都是路桥工程的重要组成部分,这类工程的地基基础通常需要扩张,建立起整体式的工程结构,以达到降低工程难度、减少工程造价的目的。涵洞通常位于桥台和路堤的位置,这些地方的软土地基需要以砂桩、粉喷桩、旋喷桩等各类工程设施进行加固,否则桥台和路堤之间会出现极大的沉降差。当路堤的高度过高,地基处理的难度和造价居高不下时,可以架设桥梁来代替路堤。
(三)反压护道
反压护道的技术通常和砂垫层、砂砾土等配合使用,技术原理是通过将护道建筑在路堤附近,使软土内部朝路堤两侧延伸的走势得到缓和,进而令地基能够稳定下来。
(四)粉喷桩加固
该项技术对施工准备的要求非常之高,首先要准备各种理论数据资料,包括工程地质资料、地面的高程资料、工程测量资料、土工试验报告、室内配比的试验报告、粉喷桩的桩位图等。其次是要将工程位置的地面清理干净,令工程场地能够保持平坦。然后才是选择适当的器械进行粉喷桩的安装。施工时务必要注意工程参数,根据配比和施工两方面的要求对各项技术参数加以微调,比如单位时间内的喷粉量、桩体的钻进速度、搅拌的速度、喷气的强度等
(五)竖向加固
该技术的技术原理是以竖向的排水柱将水分快速排出,增加地基固结速度,提升力学强度和抗剪性能。该项技术中目前以砂井排水的方法最为常用,视实际工程情况的不同又可以分为多种形式,有振动形、螺旋钻型、打入型、袋装型等。砂井的设计要从确定大小开始,以排水范围作为依据,之后再进行施工手段的选取。
(六)抛石除淤
该技术应用的局限性较大,通常只能在低洼地区或者积水经年的池塘地区使用。这些地区的软土地基通常都比水面要低,导致了极高的土层含水量和极大的沉降性,在处理不当的情况下很可能直接产生大规模的沉降,令路基不稳,严重威胁道路安全。抛石除淤的技术能够迅速缓解这一问题,通过抛石的手段将片石沉入合理的深度,加固地基强度。
(七)加载和置换
加载技术和上述的其他方法有很大的区別,其并非缓解地基的沉降,而是在施工阶段主动对地基沉降加以促进,使其提前沉降完毕,预防竣工后发生的各种有害性下陷。该技术的实施通常要令土层间隙的水压得到降低,而地基总压则得以增大,这样才能完成有益加载。工程步骤从对地基的查看开始,先行确认地基的稳定性,继而将不透水的薄膜覆盖在地基上,同时填土,令荷载得到加大,最终达到加固的目的。
置换技术则是一种换土工程,选择优质稳定的土,换掉软土地基中稳定性较差的土,令地基强度得到增强。在优质土壤的选择上,通常选择优质的粗粒土,因为其抗压强度非常之高,另外,置换后的土层应确保压实,保证加固的有效性。这种技术的常用手段有很多,爆炸强行置换、填土自重加固、人工挖掘置换三种是其中最常见的。如表1为常见路基土力学指标
表1 常见路基土力学指标
结语:
软土地基的加固处理能够有效保障工程质量,令完工后的路桥工程充分发挥自身功用,确保交通的畅通无阻。软土地基的处理技术种类众多,在实际施工时应结合具体的施工条件选择最适当的技术,制定最合理的工程方案,以期实现工程质量和经济效益双方面的最大化。
参考文献
[1]刘宏坤,孙峻峰.关于土工织物在软土地基中应用的探讨[J].民营科技,2008(15).
[2]地基处理手册编委会.地基处理手册(第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.
[3]王威,魏格洛.简述公路工程软土路基的鉴别及处理材料[J].中国科技博览,2010(2).
[4]龚晓南.高等级公路地基处理设计指南[M].北京:人民交通出版社,2005.
[5]孟照辉,王天均,张世晖.探地雷达技术在深圳软土地基处理中的应用[J].工程地球物理学报,2008(5).
关键词:路桥工程;软土地基;施工技术
软土是某种地层的代指名词,水下沉积会产生软性粘土或者淤泥,这二者作为主要成分组成了这种地层,不过该种地层中泥炭层和腐泥都比较少见。由于软土地层的稳定性较差,所以在其上进行地基施工时需要进行加固处理,令地层的强度和稳定性获得提高,固有的压缩性则获得减小,以规避路桥工程的变形或者垮塌现象。因为预防和控制基础性沉降、不均匀沉降两大问题一直都是路桥工程施工的重点,所以对软土地基的处理重点也应集中在防控沉降上,这样才能最终确保工程质量。
一、路桥工程中的软土地基概论
软土地基在主要成分上以粘土或者粉土颗粒为主,有部分含有较多的泥炭、砂土、有机质土。软土地基位于的地层通常都具有较高的地下水位,因此施工时施工材料和填土稳定性都很容易遭到破坏,甚至诱发沉降灾害,严重破坏路桥工程建筑。我国目前飞快的发展速度令高级道路的数量显著增加,在这种形势下,软土地基对道路的影响也大大增加了,许多道桥工程为了避免软土地基的影响不得不将地基抬高处理。
地基虽然在路桥工程中属于不可见的部分,但其重要性非常之高。只有地基稳固可靠,才能建设出高质量的道桥工程,更进一步影响到工程造价。由此可见,地基的处理直接或间接地影响到了施工进度、工程质量、工程投资等多项工程因素,所以软土地基的处理技术可以说是工程之本,万万不可轻忽。
二、路桥工程中的软土地基处理
我国对软土地基的处理经验还说不上丰富,但多年来的实际工程探索加上对国外同类工程优秀经验的吸取,也令我国的相关技术人员总结出了初步的系统性软土地基处理方法。在实际处理软土地基时,需要根据不同的工程特点,灵活地选择处理技术,这样才能令对软土地基的加固更有效。我国目前的路桥工程施工中,有七种软土地基的处理技术较为常用,分别是地基表层的处理、粉喷桩的加固、反压护道、竖向加固、涵洞处理、抛石除淤、加载和置换。
(一)地基表层的处理
当软土地层的强度过低时,通常可以用该技术对其进行加固,其操作技术还可以按不同的操作手段分成两种,分别是表层排水技术和砂垫层技术。表层排水技术的主要目的是令地层的含水量得以降低,因此处理方式是趁还没有填土先将地表水排除。而砂垫层技术的目的虽然也是降低含水量,但对地层内部的水位控制更严格。该技术通常适用于高含水量且低强度的地层,将砂垫层覆盖在这种地层的表面,砂垫层厚度应大于0.5米,小于1.2米,这样一来砂垫层能够固结地层中的软土成分,而沙土层能够排除上部表层和内部地下的水分。
值得一提的是,除了以上两种技术外,近些年来材料的填埋敷垫也开始被用来处理软土地基表层。这种技术使用玻璃纤维制的格栅、化纤无纺布、土工布等材料对软土地基的表层进行填埋,在水分析吸收上有非常好的效果。
(二)涵洞处理
通道和涵洞都是路桥工程的重要组成部分,这类工程的地基基础通常需要扩张,建立起整体式的工程结构,以达到降低工程难度、减少工程造价的目的。涵洞通常位于桥台和路堤的位置,这些地方的软土地基需要以砂桩、粉喷桩、旋喷桩等各类工程设施进行加固,否则桥台和路堤之间会出现极大的沉降差。当路堤的高度过高,地基处理的难度和造价居高不下时,可以架设桥梁来代替路堤。
(三)反压护道
反压护道的技术通常和砂垫层、砂砾土等配合使用,技术原理是通过将护道建筑在路堤附近,使软土内部朝路堤两侧延伸的走势得到缓和,进而令地基能够稳定下来。
(四)粉喷桩加固
该项技术对施工准备的要求非常之高,首先要准备各种理论数据资料,包括工程地质资料、地面的高程资料、工程测量资料、土工试验报告、室内配比的试验报告、粉喷桩的桩位图等。其次是要将工程位置的地面清理干净,令工程场地能够保持平坦。然后才是选择适当的器械进行粉喷桩的安装。施工时务必要注意工程参数,根据配比和施工两方面的要求对各项技术参数加以微调,比如单位时间内的喷粉量、桩体的钻进速度、搅拌的速度、喷气的强度等
(五)竖向加固
该技术的技术原理是以竖向的排水柱将水分快速排出,增加地基固结速度,提升力学强度和抗剪性能。该项技术中目前以砂井排水的方法最为常用,视实际工程情况的不同又可以分为多种形式,有振动形、螺旋钻型、打入型、袋装型等。砂井的设计要从确定大小开始,以排水范围作为依据,之后再进行施工手段的选取。
(六)抛石除淤
该技术应用的局限性较大,通常只能在低洼地区或者积水经年的池塘地区使用。这些地区的软土地基通常都比水面要低,导致了极高的土层含水量和极大的沉降性,在处理不当的情况下很可能直接产生大规模的沉降,令路基不稳,严重威胁道路安全。抛石除淤的技术能够迅速缓解这一问题,通过抛石的手段将片石沉入合理的深度,加固地基强度。
(七)加载和置换
加载技术和上述的其他方法有很大的区別,其并非缓解地基的沉降,而是在施工阶段主动对地基沉降加以促进,使其提前沉降完毕,预防竣工后发生的各种有害性下陷。该技术的实施通常要令土层间隙的水压得到降低,而地基总压则得以增大,这样才能完成有益加载。工程步骤从对地基的查看开始,先行确认地基的稳定性,继而将不透水的薄膜覆盖在地基上,同时填土,令荷载得到加大,最终达到加固的目的。
置换技术则是一种换土工程,选择优质稳定的土,换掉软土地基中稳定性较差的土,令地基强度得到增强。在优质土壤的选择上,通常选择优质的粗粒土,因为其抗压强度非常之高,另外,置换后的土层应确保压实,保证加固的有效性。这种技术的常用手段有很多,爆炸强行置换、填土自重加固、人工挖掘置换三种是其中最常见的。如表1为常见路基土力学指标
表1 常见路基土力学指标
结语:
软土地基的加固处理能够有效保障工程质量,令完工后的路桥工程充分发挥自身功用,确保交通的畅通无阻。软土地基的处理技术种类众多,在实际施工时应结合具体的施工条件选择最适当的技术,制定最合理的工程方案,以期实现工程质量和经济效益双方面的最大化。
参考文献
[1]刘宏坤,孙峻峰.关于土工织物在软土地基中应用的探讨[J].民营科技,2008(15).
[2]地基处理手册编委会.地基处理手册(第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.
[3]王威,魏格洛.简述公路工程软土路基的鉴别及处理材料[J].中国科技博览,2010(2).
[4]龚晓南.高等级公路地基处理设计指南[M].北京:人民交通出版社,2005.
[5]孟照辉,王天均,张世晖.探地雷达技术在深圳软土地基处理中的应用[J].工程地球物理学报,2008(5).