1.中国路桥工程有限责任公司;2.中交三公局第一工程有限公司
摘要:地基处理是路桥施工中的重要环节,也是保证路桥施工安全及顺利进行的前提条件。但在部分路桥路基建设中,常发生土质松软、稳定性低等现象,引发路桥路面硬化和坍塌等事件。而软土地基处理是路桥施工中难度较大的环节,若未加以有效处理,则可能会使路桥在投入使用后发生各种安全事故。因此,需要加强对路桥建设中软土地基处理手段的研究,以确保路桥使用的安全性能。本文主要对路桥建设中软土地基处理的有效策略进行简要探讨,以期为相关工作人员提供有效参考。
关键词:路桥建设;软基处理;方法
前言
在路桥施工建设中,软土路基是现场工作中经常遇到的施工问题和难点。在这类型的路桥建设中,由于地基土质松软、稳定性低等问题,常发现各种施工安全事故,因此需要加强该类型工程建设中软基处理方法的研究,以有效避免路桥使用后可能发生的各种安全事故问题。本文主要对软土地基处理常见问题、解决方法等方面进行相关探讨。
1.软土路基的工程特性
淤泥、淤泥质土及天然强度低、压缩性高、透水性小的一般黏土统称为软土。大部分软土的天然含水量30%~70%,孔隙比1.0—1.9,渗透系数为10-8~10cm/s,压缩性系数为0.005~0.02,抗剪强度低(快剪黏聚力在10kPa左右,快剪内摩擦角00一50),具有触变性,流变性显著。对于高速公路,标准贯击次数小于4,无侧限抗压强度小于50kPa且含水量大于50%的黏土或标准贯击次数小于4且含水量大于30%的砂性土统称为软土。修建在软土地区的路基,主要是路堤填筑荷载引起软基滑动破坏的稳定问题和量大且时间长的沉降问题。
2.路桥软基施工常见问题
2.1路堤沉陷
路堤沉陷的特征是路基表面作竖向位移。软土路基组成多为软黏土、淤泥、泥炭,天然孔隙比大,渗透系数小,压缩性高,抗剪强度低。由软土组成的地基承载能力低,导致路基的沉降和差异沉降较大,且路基沉降历时较长。软土路基如果不做处理或者处理方式不当,会导致软土上的路堤沉陷,因为过大的沉降而引起路堤开裂甚至剪切破坏,进而引起路面整体结构性破坏。
2.2路面沉降
在工程建设期间,路面沉降是较为常见的问题。在施工过程中,若未具体落实路基压实工作,对软土地基环节未加以有效处理,则会使路桥的稳定性及安全性大大降低,从而造成路面沉降问题的产生。当路面发生沉降现象时,还会引发路面裂缝、不平整等问题,对路桥的实用性及其外观的美观性造成不利影响,达不到工程建设验收标准。
2.3路面侵蚀
在大多数路桥施工中,通常采用水泥与碎石等颗粒状细料进行施工建设,而这些材料在受到雨水冲击时,容易发生路面受损的现象,并且在铺设过程中,还会降低原料本身的密实度,从而对路桥稳定性和安全性造成影响。
3.软基处理的有效方法
3.1换填法
换填法就是将基础地面以下不太深的一定范围内的软弱土层挖去,然后用质地坚硬、强度较高、透水性好、水稳性好、具有较好的抗侵蚀性能的建筑材料予以回填,采用机械或人工的方式分层碾压、夯实,使之达到要求的密实度,形成良好的人工地基。当软弱土层不深的情况下,建议采用换填法,一般控制换填深度在3m左右。此方法简单直观,可操作性强,能较好的控制施工质量。换填法还需结合工程地理位置实际情况,尽量做到就就地取材,降低运输距离,提高经济效益。一般而言,天然沙、碎石、卵石、天然砾石、矿渣、均为较好的回填材料。在排水条件较好且砂石材料难以就地取材的地段,素土或灰土亦可作为回填材料,但是要做好试验控制检测,且充分做好排水系统和降水位措施,避免路基水毁现象。巴波A项目地处赤道几内亚巴塔市海滨地区,沿线多沼泽和沙地,优质的填土及石料需远距离运输。该项目的建设过程中,充分利用了沿线丰富的天然沙资源,就地取材,在充分挖除沼泽地软弱淤泥和黏土的基础上,使用天然沙进行回填作业,分层填筑,层层压实,成功的消除了软基的不利影响,保证了路基的工程质量,并取得了良好的经济效益。
3.2粉喷桩方法
该方法又称为粉体搅拌法,其需通过特制的用具和设备来开展施工,具体施工方法为:通过压缩空气输送方式将加固剂粉体输送至软土地基中,与其进行强制性拌合,使其产生完全的化学和物理反应,从而形成一种强度较强的桩体。该方法能够对软土地基起到良好的加固作用,其抗压强度比天然土体更强,并且含水量略低于软体地基,主要适用于软粘土、杂填土及淤泥质土等方面的加固处理。该项技术还具有加固效果良好、施工成本低廉、对环境影响小等优点,其中成本低是因为其以水泥作为掺杂剂,而水泥价格低廉;加固效果好,则是因为讲粉体与土体进行充分拌合后,可产生有效的化学、物理反应,从而可获得较强的加固强度;而对环境影响小,主要是应用了干法工艺进行施工,该工艺对水源无明显影响,对环境产生的影响也较少,从而可避免对环境造成污染。另外,其还可灵活不舍桩位,能够形成各种形状的桩体,有利于软土地基施工。该项施工方法需要通过钻机开展施工,而在选用钻机时需要先打实验桩,以对施工所需的喷粉量及粉喷机压力进行确定;其次在进行钻孔时,还应确保粉喷桩长度适宜,并将钻孔深度控制为50cm;在具体施工过程中,还应随机检查搅拌均匀度、成桩直径等情况;为避免水泥飞溅,还应在钻头钻进地面0.5cm时中断喷灰,同时人工回填与压实其上端0.5cm范围。
3.3高压喷射注浆方法
该方法主要是通过高压喷枪开展施工,在施工前根据相应的配比将水泥浆及煤灰浆注入到打好的孔洞中,以对软土地基起到加固作用。其中,打孔深度需要根据软土地基土层的性质来进行确定。在具体施工过程中,还应使喷枪保持始终旋转的状态,以使喷浆均匀,并使土层与浆液能够有效结合,从而形成良好的符合地基,使软土地基荷载能力得到增强。除此之外,该方法还需通过高压喷射方法开展施工,其主要是借助脉冲泵装置来喷射化学浆液,而钻杆会以一定的速度旋转上升,再通过高压流作用来破坏原有土体结构,使化学浆液对其产生影响,促使硬化得到完成,从而最终形成具备良好匀称性的圆柱体[3]。在这过程中,还需注意的是,在进行快速喷射时,为有效避免浆液流失,可添加合适的凝制剂来对其进行优化。
3.4强夯方法
该方法在各种不良土质的软土地基处理方面较为适用,其主要是通过起重设备来开展施工,将重锤提升至一定高度后使其自由落体,通过其较强的重力作用来夯实松软土层,从而使不良土质负载能力得到增强。该施工方法操作相对简单,并且施工成本较低、施工周期较短、对环境影响较小等,故此使其在软土地基处理中获得较为广泛的应用。但该方法在对软体地基进行处理时,存在难以掌握工作整体进度的缺点,并且在施工结束后,对施工现场各种参数是否正确无法进行准确核对,甚至对施工步骤有无严格按照设计要求进行施工也无法进行准确审核[4]。因此,还应加强对该施工方法的研究,以不断提升该方法的处理效果和效率,使其在各种不良土质软土地质处理中能够发挥切实有效的作用。
结语
总之,在部分路桥建设过程中,软土地基处理是其中至关重要的环节,也是确保路桥使用安全性及稳定性的重要举措。但在我国当下的路桥软土地基处理中,仍然存在各种问题对其处理效果产生不利影响,因此应积极加强对软土地基处理方法的研究,以使其不断完善和优化,从而提升我国路桥建设水平,促使我国路桥建设事业长远发展。
参考文献:
[1]刘洁清.浅谈水泥搅拌桩在路桥工程软基处理中的应用[J].中国新技术新产品,2013(08):61.
[2]王琰.路桥工程中软土地基的施工技术要点研究[J].黑龙江交通科技,2013(10):63,65.
[3]林雄.浅谈路桥施工中软土路基的施工技术应用思路[J].中国新技术新产品,2015(12):132.
[4]冯皓.软土地基常规处理方法的探讨[J].中华民居(下旬刊),2014(01):291-292.