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摘要:软土强度低、压缩性大、含水量高、变形稳定所需时间长和透水性差,一般需要对软土进行加固处理。选用合理的软土地基处理方式,不仅关系工程的投资,而且将直接影响到道路的使用性能和工程质量。无论采用何种软土地基处理方式,处理后的地基一定要满足强度、动力稳定性、变形和透水性要求,以便减小道路路基在荷载作用下引起的沉降或不均匀沉降。
关键词:软土路基,沉降,处理方法
1引言
软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。具有含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。软土路基的施工是公路工程施工中常见的地基问题,其施工质量的好坏,直接影响着整个公路的运行寿命。由于软土路基构成特殊,主要成分为淤泥和黏土颗粒,并且相互之间的孔隙较大,具有含水量高、易流变、压缩性高、渗透性差、抗剪强度低等特点,使得其稳定性和承受力不能满足公路交通运输的要求。因此,需要采取科学的施工技术,加固软土路基并提高其稳定性,从而避免软土路基给公路质量带来的不利影响。
2软土路基处理原则和方法
对软土路基进行处理,应按照这样的原则:先考虑不处理的可行性,再考虑浅层处理,最后考虑深层处理。软土路基处理方法很多,归纳起来有五大类,即:置换、排水固结、振动挤密、胶结和加筋等,细分起来约有七十余种。具体的处理的原则主要分为两类:一是尽早用堆载预压,不作深层处理,以自然沉降逐渐达到路基稳定。这是一种简单也最经济的方法,但在我国高速路基本建设中由于资金、工期等的限制,一般情况难以实现;二是在施工工期紧迫,时间有限的情况下,除非个别低路堤地段高度在临界高度以下,可不作地基处理。桥梁采用基础处理,其余软土都需采用不同方法,要注意做好多种方案的优选工作。
3施工现场常用处理软土路基方法
在施工中经常碰到的情况多数不是软土地基,因为如果有软土地基一般情况在设计时应该根据地质资料,提出处理方法。多数情况是有局部地段地质情况和原来设计不同,出现局部地基承载力达不到设计要求,或者由于局部地段含水量过大造成地基软弹。根据出现的这些情况一般常用的方法主要有:
3.1碎石桩处理。该方法是一种传统的处理技术,处理效果比较理想,目前仍在使用。其主要是通过振动和冲击,使得软土路及表面产生孔径,进而把处理好的碎石填筑到孔径中,并添加适当的粘结剂,以提高碎石的粘合性,形成的碎石桩可以承担路基的部分承载力。该技术需要根据软土路基的面积和性质来确定碎石桩的密度和位置。由于碎石桩具有稳定性并且不会受到软土环境的侵蚀,还可以防止路基下沉,加之成本低、效果好,是公路施工中常见的一软土路基处理技术。但是,其不适用于路堤较宽的公路施工,使用范围有限。
3.2抛石填筑。就是在有软土或弹簧土以及有积水的路段填石头,填石的高度以露出要处理的路段原有土层(或积水)高度为宜。在填石的过程中注意一定要用推土机把石块压实,不能出现软弹现象。然后再填筑土方。
3.3换填技术。该技术主要是通过置换的方式来改变软土路基内部结构的一种技术。通常采用机械设备将软土部分挖掉,然后分层填入如碎石、煤渣等硬度和强度较高的物料,在填充时尽可能将较稳定的物料填充在软土空间最下方,然后夯实。该种技术更适用于纵向深度明显的软土路基中。
3.4注浆技术。该技术需要借助高压力来完成。首先需要确定软土路基作业的深度,在钻机达到设计的深度后采用高压喷嘴喷射泥浆,在高强力的作用下对软土进行切割,促进软土泥浆的混合后,待软土土质与泥浆干燥后凝固为整体,从而提高路基的硬度,最后需要固结体进行加固。该项技术有效的提高了软土路基的加固能力,并且可以防止软土下沉,保证了软土的性能。
3.5石灰浅坑法。由于黏性土含水量影响,施工中经常出现“弹簧土”松软现象。一般较轻的可以采用挖土晒干,敲碎回填“石灰浅坑法”可以用于各种不同面积的路段(就是说大面积可以使用,小面积也可以使用)。具体做法是:挖40~50cm方形或圆形,深一般1m上下的坑,清除坑内的渗水(最好挖好坑后,第二天清除渗水),放入深为坑深1/3生石灰,即可回填碾压。坑的行距和坑距在轻度弹簧路段为5~6m,在严重弹簧路段为3~4m。
3.6固结处理。该种技术是通过在软土路基内部添加一定的化学试剂,改变原来软土的结构,从而促使软土路基趋于稳固。通常,为了提高加入固化剂的粘结能力,可以借助旋喷的方式使固化剂与软土接触面积增加,提高粘结力度,从而提高软土的稳定性。
3.7排水处理。该种处理方法是常见的一种技术,它适用于软性相对较低的地基中,它主要是利用沙井固结原理排除软土中的水分。在排水中,需要在软土路基表面铺设砂井,通过预压砂井,增加排水的速度。但需要控制预压的速度,避免软如下沉过快造成地基沉降现象。排水砂垫层是在路堤底部地面上铺设一层砂层,作用是在软土顶面增加一个排水面,在填土的过程中,荷载逐渐增加,促使软土地基排水固结渗出的水就可以从砂垫层中排走。为确保砂垫层能通畅排水,要采用渗水性良好的材料。宜选用中粗砂,砂的含泥量不宜大于15%。砂垫层一般的厚度为0.6~1.0m。为了保证砂垫层的渗水作用,在砂垫层上应该填一层黏性土封住水不让水返上路基。在路基两侧要修好排水沟,通过砂垫层渗出的水通过排水沟排出路基外,保持路基的稳定。
3.8强夯法。通常强夯法又被称作是动力压实法或者动力固结法。强夯法较为适合应用在素填土、杂填土、黏性土、粉土、砂土等公路路基,其不但有助于公路路基压缩性的降低,有助于路基强度的提高,而且还有助于土的湿陷性的消除以及路基抗振动液化能力的改善,因此,还经常性的应用在湿陷性黄土路基与可液砂土路基中。不过,在遇到高饱和度的黏性土时,此种方法的处理效果不是非常的明显,尤其是在淤泥段,处理效果会更差。因此,在淤泥段路基上,最好选用其他处理方法。
4新技术的发展
根据工程的实际情况,在以往的表层排水法、砂垫层法、强夯法、换填法的基础上因地制宜出现许多新的方法,如碎石桩法它在处理深层地基有这良好的效果;现在比较常用的低强度混凝土桩复合地基应用得到发展,它不仅能充分发挥桩体和桩间土的承载力潜能,而且使桩侧摩阻力决定桩的承载力和桩身强度决定承载力两者接近,从而可达到较好的经济效益。疏桩基础,利用复合地基的思路,充分发挥钢筋混凝土摩擦桩和桩间土的效用,减少用桩数量,从而取得经济效益。新的地基处理方法在提高地基处理的整体水平和能力方面发挥了重大作用。
5结束语:
软土地基在公路工程中造成的危害很大,如引起路基的滑移、开裂,路面的起伏不平,桥涵通道处的跳车颠簸等等。随着经济的发展,公路建设工程也迅速发展,但是在公路工程实施中软土路基问题仍然是很重要的一项。软土路基问题影响工程质量、经济效益、人身安全等,需要采取合适的施工技术来解决这个问题。在公路施工中,需要采取合理的施工技术,并且与新技术、新材料相结合,改善软土路基的质量,增加稳定性和强度,为公路工程的质量做出保证。
参考文献:
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