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摘 要:道路施工过程中时常会遇到软土地基,将会直接影响工程建设的安全、质量。因此,对于软土地基要采取合理的处理方式,提高道路工程的施工质量,保证道路后期施工的质量与寿命。结合软基的特点,对软基加固技术在道路施工中的应用进行了相关分析。
关键词:软基加固;道路;施工
1 道路软基的特点
(1)孔隙率大,天然含水量高。主要原因就是软土当中含有较多的粘土和粉土粒等等,含水量一直都处于相对较高的水平,土粒之间的粘结性受到了非常不利的影响。
(2)流变性强。由于外力和重力方面的影响,在软土地基处理整个流程全部完成之后,整个地基会在一定的时间之后出现较为明显位移和变形,如果在道路工程建设的过程中不能够及时使用相对比较科学的加固措施,就可能会使得土体出现非常显著的流动,从而也工程的稳定、使用性能和寿命产生非常不利的影响。
(3)压缩系数高,抗剪性差。软土土体本身的强度非常低,由于软土的孔隙处于相对比较大的状态,其含水率也相对较高,这样也就使得软土自身的承载力十分有限,如果没有采取有效的措施对其进行全面的加固,就会使得道路出现非常严重的不稳定状况,出现安全和质量问题。
2 软基加固技术在道路施工中的应用
(1)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,然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料分层充填,并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动,使之达到要求的密实度,成为良好的人工地基。当地基软弱土层较薄,而且上部荷载不大时,也可直接以人工或机械方法(填料或石填料)进行表层压、夯、振动等密实处理,同样可取得换填加固地基的效果。通过换填将地基的承载力提高,这是因为地基的承载能力与土层的抗剪能力有关,地基中的软土抗剪力很低,而砂砾与碎石的抗剪力要超过软土,因此通过换填技术,将土层中的抗剪力提高。进而也是地基的承载力增强。
换填法适用于浅层地基处理,包括淤泥、淤泥质土、松散素填土、杂填土、已完成自重固结的回填土等地基处理以及暗塘、暗洪、暗沟等浅层处理和低洼区域的填筑。
(2)強夯法,即强力夯实法,又称动力固结法,是利用大型履带式强夯机将8~30吨的重锤从6~30米高度自由落下,对土进行强力夯实,迅速提高地基的承载力及压缩模量,形成比较均匀的、密实的地基,在地基一定深度内改变了地基土的孔隙分布。这种方式操作简单方便,同时还能体现出非常好的经济性,但是在应用的过程中会产生比较明显的震动,所以不能在城市建设当中使用面,但是其具有较好的适应性。
(3)碎石桩是以碎石为主要材料制成的复合地基加固桩。碎石桩是散体桩的一种,按其制桩工艺可分为振冲(湿法)碎石桩和干法碎石桩两大类。采用振动加水冲的制桩工艺制成的碎石桩称为振冲碎石桩或湿法碎石桩。采用各种无水冲工艺(如干振、振挤、锤击等)制成的碎石桩统称为干法碎石桩。当以砾砂、粗砂、中砂、圆砾、角砾、卵石、碎石等为填充料制成的桩称为砂石桩。
利用一个产生水平向振动的管状设备在高压水流作用下边振边冲,在软弱粘土中成孔后,再往孔内分批填入碎石等坚硬材料制成一根根桩体,由碎石桩体和桩间土组成复合地基,从而提高原有地基承载力,减少沉降量,此种方法由挤密砂体的振冲技术演变发展而来,其主要作用是置换部分软土,形成一个类似于钢筋混凝土复合结构,由于此种方法不受地下水位影响,且造价低,又能减少路基沉降。
(4)预压法,又叫排水固结法,主要是处理软基中的深层部位,一般在高速公路地基施工中使用的比较多,是利用地表的加固将地基中多余的水排出,提高地基结构的密度。但是预压法技术的施工时间很长,预压法的施工不是独立完成,在使用这种技术施工的时候,还要增加填土,从而可以避免施工中出现沉降。
(5)塑料排水板法,将带状的塑料板由专用插板机插入地基中 ,然后路基填土加荷时,使地下孔隙水经塑料板芯从沟槽排出 , 从而加 速固结,提高地基承载力,实质上是以塑料排水取代砂井。其结构由塑料芯板( 聚乙烯或聚氯乙烯) 和外包滤膜( 涤纶或合成纤维无纺布)组成, 这种方法施工速度快、质量稳定 经济省力,施工时对地基的扰动小,透水性较好。此法已渐渐得到大范围推广及使用。
(6)土工合成材料加固法采用高强度的土工合成材料横向铺设在路堤底部( 地基表面) 的砂垫层中,能承受较大的拉力,使地基在外荷载作用下不致向两旁隆起,达到稳定路基的目的。加固地基的土工合成材料主要有土工布和土工格栅,其功能就是通过土工布或土工格栅自身的抗拉力产生稳定力矩,使地基整体受力均匀,从而达到加固地基的目的。
(7)复合处理技术,是在软基中添加强桩,改变地基中的应力结构从而提高桩体的承载力。当前的复合技术包括:第一,混凝土搅拌桩技术。这种方法的固化剂是水泥。通过专业的搅拌设备,向软土地基中喷射水泥浆液,通过搅拌轴的旋转来实现搅拌均匀的目的。在搅拌后会出现各种变化从而改变土壤的结构使其成为水泥桩。第二是固土桩,也称之为粉喷桩。通过专业的喷粉钻机把水泥等粉体固化剂进行软基搅拌处理,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理一化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基。常用于加固淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高的粘性土。
3 结束语
综上所述,由于软基施工涉及到的影响要素较多,包括地形、地质条件和环境以及气候等,务必要综合分析,每一种软土路基处理方法均有其针对性、适用范围以及局限性,必须根据具体条件选择符合设计要求的软土路基处理方法,并针对各个工程中软土地基的范围、深度和处理要求的不同,应采用与之相适应的处理方法, 以确保其中遇到的软基难题能够得到有效的处理,才能取得理想的处治效果。
参考文献:
[1]陈金鹏.软基加固施工技术在市政道路施工中的分析[J].科学技术创新,2020(16):124-125.
[2]黄斐.软基加固技术在道路桥梁施工中的应用[J].低碳世界,2020,10(5):153-154.
[3]孙俊峰.软基加固技术在市政道路施工中的应用分析[J].工程技术研究,2018(9):81-82.
[4]李宇杰.试析市政路桥施工中的软基加固技术[J].工程建设与设计,2019(6):174-175.
关键词:软基加固;道路;施工
1 道路软基的特点
(1)孔隙率大,天然含水量高。主要原因就是软土当中含有较多的粘土和粉土粒等等,含水量一直都处于相对较高的水平,土粒之间的粘结性受到了非常不利的影响。
(2)流变性强。由于外力和重力方面的影响,在软土地基处理整个流程全部完成之后,整个地基会在一定的时间之后出现较为明显位移和变形,如果在道路工程建设的过程中不能够及时使用相对比较科学的加固措施,就可能会使得土体出现非常显著的流动,从而也工程的稳定、使用性能和寿命产生非常不利的影响。
(3)压缩系数高,抗剪性差。软土土体本身的强度非常低,由于软土的孔隙处于相对比较大的状态,其含水率也相对较高,这样也就使得软土自身的承载力十分有限,如果没有采取有效的措施对其进行全面的加固,就会使得道路出现非常严重的不稳定状况,出现安全和质量问题。
2 软基加固技术在道路施工中的应用
(1)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,然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料分层充填,并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动,使之达到要求的密实度,成为良好的人工地基。当地基软弱土层较薄,而且上部荷载不大时,也可直接以人工或机械方法(填料或石填料)进行表层压、夯、振动等密实处理,同样可取得换填加固地基的效果。通过换填将地基的承载力提高,这是因为地基的承载能力与土层的抗剪能力有关,地基中的软土抗剪力很低,而砂砾与碎石的抗剪力要超过软土,因此通过换填技术,将土层中的抗剪力提高。进而也是地基的承载力增强。
换填法适用于浅层地基处理,包括淤泥、淤泥质土、松散素填土、杂填土、已完成自重固结的回填土等地基处理以及暗塘、暗洪、暗沟等浅层处理和低洼区域的填筑。
(2)強夯法,即强力夯实法,又称动力固结法,是利用大型履带式强夯机将8~30吨的重锤从6~30米高度自由落下,对土进行强力夯实,迅速提高地基的承载力及压缩模量,形成比较均匀的、密实的地基,在地基一定深度内改变了地基土的孔隙分布。这种方式操作简单方便,同时还能体现出非常好的经济性,但是在应用的过程中会产生比较明显的震动,所以不能在城市建设当中使用面,但是其具有较好的适应性。
(3)碎石桩是以碎石为主要材料制成的复合地基加固桩。碎石桩是散体桩的一种,按其制桩工艺可分为振冲(湿法)碎石桩和干法碎石桩两大类。采用振动加水冲的制桩工艺制成的碎石桩称为振冲碎石桩或湿法碎石桩。采用各种无水冲工艺(如干振、振挤、锤击等)制成的碎石桩统称为干法碎石桩。当以砾砂、粗砂、中砂、圆砾、角砾、卵石、碎石等为填充料制成的桩称为砂石桩。
利用一个产生水平向振动的管状设备在高压水流作用下边振边冲,在软弱粘土中成孔后,再往孔内分批填入碎石等坚硬材料制成一根根桩体,由碎石桩体和桩间土组成复合地基,从而提高原有地基承载力,减少沉降量,此种方法由挤密砂体的振冲技术演变发展而来,其主要作用是置换部分软土,形成一个类似于钢筋混凝土复合结构,由于此种方法不受地下水位影响,且造价低,又能减少路基沉降。
(4)预压法,又叫排水固结法,主要是处理软基中的深层部位,一般在高速公路地基施工中使用的比较多,是利用地表的加固将地基中多余的水排出,提高地基结构的密度。但是预压法技术的施工时间很长,预压法的施工不是独立完成,在使用这种技术施工的时候,还要增加填土,从而可以避免施工中出现沉降。
(5)塑料排水板法,将带状的塑料板由专用插板机插入地基中 ,然后路基填土加荷时,使地下孔隙水经塑料板芯从沟槽排出 , 从而加 速固结,提高地基承载力,实质上是以塑料排水取代砂井。其结构由塑料芯板( 聚乙烯或聚氯乙烯) 和外包滤膜( 涤纶或合成纤维无纺布)组成, 这种方法施工速度快、质量稳定 经济省力,施工时对地基的扰动小,透水性较好。此法已渐渐得到大范围推广及使用。
(6)土工合成材料加固法采用高强度的土工合成材料横向铺设在路堤底部( 地基表面) 的砂垫层中,能承受较大的拉力,使地基在外荷载作用下不致向两旁隆起,达到稳定路基的目的。加固地基的土工合成材料主要有土工布和土工格栅,其功能就是通过土工布或土工格栅自身的抗拉力产生稳定力矩,使地基整体受力均匀,从而达到加固地基的目的。
(7)复合处理技术,是在软基中添加强桩,改变地基中的应力结构从而提高桩体的承载力。当前的复合技术包括:第一,混凝土搅拌桩技术。这种方法的固化剂是水泥。通过专业的搅拌设备,向软土地基中喷射水泥浆液,通过搅拌轴的旋转来实现搅拌均匀的目的。在搅拌后会出现各种变化从而改变土壤的结构使其成为水泥桩。第二是固土桩,也称之为粉喷桩。通过专业的喷粉钻机把水泥等粉体固化剂进行软基搅拌处理,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理一化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基。常用于加固淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高的粘性土。
3 结束语
综上所述,由于软基施工涉及到的影响要素较多,包括地形、地质条件和环境以及气候等,务必要综合分析,每一种软土路基处理方法均有其针对性、适用范围以及局限性,必须根据具体条件选择符合设计要求的软土路基处理方法,并针对各个工程中软土地基的范围、深度和处理要求的不同,应采用与之相适应的处理方法, 以确保其中遇到的软基难题能够得到有效的处理,才能取得理想的处治效果。
参考文献:
[1]陈金鹏.软基加固施工技术在市政道路施工中的分析[J].科学技术创新,2020(16):124-125.
[2]黄斐.软基加固技术在道路桥梁施工中的应用[J].低碳世界,2020,10(5):153-154.
[3]孙俊峰.软基加固技术在市政道路施工中的应用分析[J].工程技术研究,2018(9):81-82.
[4]李宇杰.试析市政路桥施工中的软基加固技术[J].工程建设与设计,2019(6):174-175.