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摘要:随着经济的飞速发展,我国道路建设日新月异,范围越来越广,在道路建设中,软土地基的处理是道路施工经常遇到的情况,为了保证路堤的稳定性,满足软土路基的沉降要求,须对软土路基进行特殊处理。本文简单分析了软土路基处理的几种方法,并结合工程案例,目的在于更好地解决软土路基难题,提升道路工程中软土地基质量。
关键词:道路;软土地基;处理方法;施工要求
前言
改革开放以来,我国经济的飞速发展为道路交通运输事业的发展创造了巨大空间。然而,道路在建设的过程中常常出现地质情况复杂多变,不宜进行道路建设施工的情况。在各种地质中,软土是相对常见且不便处理的一种特殊情况。
1、软土及软土地基
1.1、软土工程的性质
软土指的就是天然的含水量较大大、可压缩、而且承载力比较低的饱和黏土,这种土分在我国的沿海、大陆、平原山区的河滩沼泽等地区分布的比较广泛。软土地基的工程有以下几个性质:一、触变性。软土地基在还没与未破坏的时候,是固态的,在被破坏之后就变成了稀释流动的状态;二、高压缩性。压缩的系数越大,许多的压缩变形都在垂直压力为0.1MPa是时候发生,从而造成了建筑物地基的沉降量很大;三、低透水性。软土地基的透水性比较的低,因而软土地基的排水要很长的一段时间才能完成,建筑物沉降的时间较长,一般在十年左右;四、不均匀性。细小高分散的颗粒构成了软土,因而软土的土质不均匀,一旦地面上的建筑超载或是不均匀的时候,会产生很大的沉降,使建筑物出现裂缝。
1.2、软弱地基的分类
1.2.1、软土
软土是淤泥和淤泥质土的总称,它是在静水或非常缓慢的流水环境中沉积,经生物化学作用形成。软土的特性是天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩系数高、渗透系数小。在外荷载作用下地基承载力低、地基变形大,不均匀变形也大,且变形稳定历时较长,在比较深厚的软土层上。设计时宜利用其上覆较好的土层作为持力层;应考虑上部结构和地基的共同作用;对建筑体型、荷载情况、结构类型和地质条件等进行综合分析,再确定建筑和结构措施及地基处理方法。
1.2.2、冲填土
沖填土是指整治和疏浚江河航道时,用挖泥船通过泥浆泵将泥砂夹杂大量水分,吹到江河两岸形成的沉积土,南方地区称吹填土。以黏性土为主的冲填土,因吹到两岸的土中含大量水分且难以排出而呈流动状态,这类土是属于强度低和压缩性高的欠固结土。以砂性土或其他粗颗粒土所组成的冲填土,其性质基本上和粉细砂相类似,不属于软弱土范畴。冲填土是否需要处理和采用何种处理方法,取决于冲填土中颗粒组成、土层厚度、均匀性和排水固结条件。
1.2.3、杂填土
杂填土是指由人类活动而任意堆填的建筑垃圾、工业废料和生活垃圾。杂填土的成因很不规律、组成的物质杂乱、分布极不均匀、结构松散,因而强度低、压缩性高和均匀性差,一般还具有浸水湿陷性。即使在同一建筑场地的不同位置,其地基承载力和压缩性也有较大差异。对有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业废料,未经处理不应作为持力层。
1.3、软土地基潜在的威胁
软土地基特性某种程度受地形、地层等因素影响,施工过程中已发生不确定事故。普遍存在以下的施工事故:
1)实地测量不全面,容易出现未对应处理路段处理的问题。
2)虽然知晓这处为软土地基,然而软土地基的建造未达到标准,导致路基坍塌,威胁到工程之外的建筑。
3)尽管做了一系列相关软土地基防护,然而控制管理力度不够,偷工减料造成路基坍塌问题。
4)未保持严谨的态度进行道路建造,道路质量不达标,填补过快导致缝隙过大,平整不达标。
1.4、软土路基施工中所存在的问题
道路工程中软土路基施工中所存在的具体问题有:
1)软土路基在路堤填土施工完成之后和路堤填筑施工过程,道路的路基就会产生一定的路基沉降,以及剩余沉降。怎样才能有效的对路基沉降进行控制,并保证其沉降控制在预期的设定目标,同时还要保证道路路基不同结构结合处的平稳以及道路路基高度预留高度保障道路达到预期的设计标准,这些问题已经成为现代路基施工中所必须要解决的问题。
2)软土路基在正常的施工过程中,经常发生路堤滑坡现象,这样就很容易造成路基基础失稳,而产生这一问题的主要原因就是因为软土路基中固结速度过慢,路基强度较低。怎样才能有效的对地基进行稳定性的保护,以及对施工工程的进度和质量进行保证,同时还能够有效的对提高填土速率,也已经成为必须要解决的问题。
2、道路软土地基的加固处理技术
2.1、表层处理法
此方法主要用于施工位置表层极度软弱,没有承重能力的情况下,先对表层进行处理,再进行后续工序。
1)表层排水法。在填土之前,地表面开挖沟槽,排除地表水,同时降低地基表层部分的含水率,以保障施工机械通行。
2)砂垫层法。对于地基上部软土层极薄且含水量大时,在软土地基上敷垫厚0.5m-1.2m左右的砂垫层,这样可达到固结软土层,使砂垫层起到上部排水层作用,为施工机械提供良好的通行条件。
3)敷垫材料法。对于地基土层不均匀,可能发生局部不均匀沉降和侧向变位,可利用所敷垫材料的抗剪和拉抗力来增强施工机械的通行,均匀地支承填土荷载、减少地基局部沉降和侧向变位,以提高地基的支承能力。
4)添加剂法。对于表层为黏性土时,在表层黏性土内掺入添加剂,改善地基的压缩性能和强度特性,以保证施工机械的行驶,同时也可达到提高填土稳定及固结的效果。
2.2、置换
置换是指用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中部分或全部软弱土体,以形成双层地基或复合地基,达到提高地基承载力、减少沉降的目的。 1)换填垫层法
换填垫层法,即将基地下一定深度范围的湿软土层挖去,换以强度较大的砂,碎(砾)石、灰土或素土,无侵蚀性的土类,并予以夯实。换填材料的不同,其应力分布虽有所差异,但其极限承载力比较接近,而且沉降特点亦基本相似,因此大致按砂垫层的计算方法。
2)挤淤置换法,通过抛石或夯击回填碎石置换淤泥达到加固地基目的,也可采用爆破挤淤置换。
3)强夯置换法,采用边填碎石边强夯的方法在地基中形成碎石墩体,由碎石墩、墩间土以及碎石垫层形成复合地基,以提高承载力,减小沉降。
2.3、软土地基深层次处理手段
软土路基深层次处理主要包括高压注浆法、石灰桩法、排水固结法、深层搅拌法等手段(深层次处理主要针对深度大于5m的土层)。
1)深层搅拌法,深层搅拌法主要通过拌和机将胶凝物与地基土拌合,形成复合型地基,从而达到增强负重性能额目的。这种方法一般适用于不超过12米的粉土或是粘性土等。
2)排水固结法,排水固结法主要在路基中建立排水设施,降低土质的吸水能力,进而增强紧密性能和抗剪性能,一般对较厚的冲填式或饱和型路基比较适用。
3)石灰桩法,石灰桩法采用机械或者人工穿孔,在地基中填补石灰,因为石灰良好的吸水性能以及化学反应,从而使得路基土质物理性质发生变化,促使复合地基的生成。石灰桩法一般对深度小于等于12m的土质适用。
4)高压注浆法,高压注浆法主要运用钻机向路基深部植入注浆管,其次进行高压喷浆,改变路基的结构,将砂浆与路基土混合形成统一体,进而达到增强路基负重能了以及避免沉降的目的。这种方法对深度达30m的地基层十分适用。
3、结束语
通过以上的各項分析,可以得到软土路基的处理方法有很多。软土路基的处理对道路的工期、成本、质量以及安全都能够产生很大的影响,相关单位要高度重视。要首先选定典型路段进行软土处理试验工作,选定软土路基的设计方案。在施工阶段,施工部门要制定出合适的施工计划,先安排软土路基路段的工程施工,为后期工程保证质量并创造有利的条件。
参考文献:
[1] 陈志华 . 论道路施工中软基加固技术的应用 [J]. 科技资讯 .2009,(04).
[2] 张红梅 . 浅谈道路施工中软基加固技术 [J]. 科学之友 .2012(06).
关键词:道路;软土地基;处理方法;施工要求
前言
改革开放以来,我国经济的飞速发展为道路交通运输事业的发展创造了巨大空间。然而,道路在建设的过程中常常出现地质情况复杂多变,不宜进行道路建设施工的情况。在各种地质中,软土是相对常见且不便处理的一种特殊情况。
1、软土及软土地基
1.1、软土工程的性质
软土指的就是天然的含水量较大大、可压缩、而且承载力比较低的饱和黏土,这种土分在我国的沿海、大陆、平原山区的河滩沼泽等地区分布的比较广泛。软土地基的工程有以下几个性质:一、触变性。软土地基在还没与未破坏的时候,是固态的,在被破坏之后就变成了稀释流动的状态;二、高压缩性。压缩的系数越大,许多的压缩变形都在垂直压力为0.1MPa是时候发生,从而造成了建筑物地基的沉降量很大;三、低透水性。软土地基的透水性比较的低,因而软土地基的排水要很长的一段时间才能完成,建筑物沉降的时间较长,一般在十年左右;四、不均匀性。细小高分散的颗粒构成了软土,因而软土的土质不均匀,一旦地面上的建筑超载或是不均匀的时候,会产生很大的沉降,使建筑物出现裂缝。
1.2、软弱地基的分类
1.2.1、软土
软土是淤泥和淤泥质土的总称,它是在静水或非常缓慢的流水环境中沉积,经生物化学作用形成。软土的特性是天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩系数高、渗透系数小。在外荷载作用下地基承载力低、地基变形大,不均匀变形也大,且变形稳定历时较长,在比较深厚的软土层上。设计时宜利用其上覆较好的土层作为持力层;应考虑上部结构和地基的共同作用;对建筑体型、荷载情况、结构类型和地质条件等进行综合分析,再确定建筑和结构措施及地基处理方法。
1.2.2、冲填土
沖填土是指整治和疏浚江河航道时,用挖泥船通过泥浆泵将泥砂夹杂大量水分,吹到江河两岸形成的沉积土,南方地区称吹填土。以黏性土为主的冲填土,因吹到两岸的土中含大量水分且难以排出而呈流动状态,这类土是属于强度低和压缩性高的欠固结土。以砂性土或其他粗颗粒土所组成的冲填土,其性质基本上和粉细砂相类似,不属于软弱土范畴。冲填土是否需要处理和采用何种处理方法,取决于冲填土中颗粒组成、土层厚度、均匀性和排水固结条件。
1.2.3、杂填土
杂填土是指由人类活动而任意堆填的建筑垃圾、工业废料和生活垃圾。杂填土的成因很不规律、组成的物质杂乱、分布极不均匀、结构松散,因而强度低、压缩性高和均匀性差,一般还具有浸水湿陷性。即使在同一建筑场地的不同位置,其地基承载力和压缩性也有较大差异。对有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业废料,未经处理不应作为持力层。
1.3、软土地基潜在的威胁
软土地基特性某种程度受地形、地层等因素影响,施工过程中已发生不确定事故。普遍存在以下的施工事故:
1)实地测量不全面,容易出现未对应处理路段处理的问题。
2)虽然知晓这处为软土地基,然而软土地基的建造未达到标准,导致路基坍塌,威胁到工程之外的建筑。
3)尽管做了一系列相关软土地基防护,然而控制管理力度不够,偷工减料造成路基坍塌问题。
4)未保持严谨的态度进行道路建造,道路质量不达标,填补过快导致缝隙过大,平整不达标。
1.4、软土路基施工中所存在的问题
道路工程中软土路基施工中所存在的具体问题有:
1)软土路基在路堤填土施工完成之后和路堤填筑施工过程,道路的路基就会产生一定的路基沉降,以及剩余沉降。怎样才能有效的对路基沉降进行控制,并保证其沉降控制在预期的设定目标,同时还要保证道路路基不同结构结合处的平稳以及道路路基高度预留高度保障道路达到预期的设计标准,这些问题已经成为现代路基施工中所必须要解决的问题。
2)软土路基在正常的施工过程中,经常发生路堤滑坡现象,这样就很容易造成路基基础失稳,而产生这一问题的主要原因就是因为软土路基中固结速度过慢,路基强度较低。怎样才能有效的对地基进行稳定性的保护,以及对施工工程的进度和质量进行保证,同时还能够有效的对提高填土速率,也已经成为必须要解决的问题。
2、道路软土地基的加固处理技术
2.1、表层处理法
此方法主要用于施工位置表层极度软弱,没有承重能力的情况下,先对表层进行处理,再进行后续工序。
1)表层排水法。在填土之前,地表面开挖沟槽,排除地表水,同时降低地基表层部分的含水率,以保障施工机械通行。
2)砂垫层法。对于地基上部软土层极薄且含水量大时,在软土地基上敷垫厚0.5m-1.2m左右的砂垫层,这样可达到固结软土层,使砂垫层起到上部排水层作用,为施工机械提供良好的通行条件。
3)敷垫材料法。对于地基土层不均匀,可能发生局部不均匀沉降和侧向变位,可利用所敷垫材料的抗剪和拉抗力来增强施工机械的通行,均匀地支承填土荷载、减少地基局部沉降和侧向变位,以提高地基的支承能力。
4)添加剂法。对于表层为黏性土时,在表层黏性土内掺入添加剂,改善地基的压缩性能和强度特性,以保证施工机械的行驶,同时也可达到提高填土稳定及固结的效果。
2.2、置换
置换是指用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中部分或全部软弱土体,以形成双层地基或复合地基,达到提高地基承载力、减少沉降的目的。 1)换填垫层法
换填垫层法,即将基地下一定深度范围的湿软土层挖去,换以强度较大的砂,碎(砾)石、灰土或素土,无侵蚀性的土类,并予以夯实。换填材料的不同,其应力分布虽有所差异,但其极限承载力比较接近,而且沉降特点亦基本相似,因此大致按砂垫层的计算方法。
2)挤淤置换法,通过抛石或夯击回填碎石置换淤泥达到加固地基目的,也可采用爆破挤淤置换。
3)强夯置换法,采用边填碎石边强夯的方法在地基中形成碎石墩体,由碎石墩、墩间土以及碎石垫层形成复合地基,以提高承载力,减小沉降。
2.3、软土地基深层次处理手段
软土路基深层次处理主要包括高压注浆法、石灰桩法、排水固结法、深层搅拌法等手段(深层次处理主要针对深度大于5m的土层)。
1)深层搅拌法,深层搅拌法主要通过拌和机将胶凝物与地基土拌合,形成复合型地基,从而达到增强负重性能额目的。这种方法一般适用于不超过12米的粉土或是粘性土等。
2)排水固结法,排水固结法主要在路基中建立排水设施,降低土质的吸水能力,进而增强紧密性能和抗剪性能,一般对较厚的冲填式或饱和型路基比较适用。
3)石灰桩法,石灰桩法采用机械或者人工穿孔,在地基中填补石灰,因为石灰良好的吸水性能以及化学反应,从而使得路基土质物理性质发生变化,促使复合地基的生成。石灰桩法一般对深度小于等于12m的土质适用。
4)高压注浆法,高压注浆法主要运用钻机向路基深部植入注浆管,其次进行高压喷浆,改变路基的结构,将砂浆与路基土混合形成统一体,进而达到增强路基负重能了以及避免沉降的目的。这种方法对深度达30m的地基层十分适用。
3、结束语
通过以上的各項分析,可以得到软土路基的处理方法有很多。软土路基的处理对道路的工期、成本、质量以及安全都能够产生很大的影响,相关单位要高度重视。要首先选定典型路段进行软土处理试验工作,选定软土路基的设计方案。在施工阶段,施工部门要制定出合适的施工计划,先安排软土路基路段的工程施工,为后期工程保证质量并创造有利的条件。
参考文献:
[1] 陈志华 . 论道路施工中软基加固技术的应用 [J]. 科技资讯 .2009,(04).
[2] 张红梅 . 浅谈道路施工中软基加固技术 [J]. 科学之友 .2012(06).