摘要:軟土地基是路橋工程的施工建設中非常常見的一種地基,其穩定性較差,因此需要在施工時加固處理來確保工程質量。施工方對軟土地基的處理要與實際的工程情況相結合,選擇效果好、可行性高的加固措施。軟土地基的加固技術以路橋的穩定為最終目的,需要做到質量和成本并重,令資金利用率和資源利用率獲得最大的提高。我國目前在這方面的工程經驗還比較缺乏,本文將對軟土地基處理的技術要點進行探析,以期在理論上為相關工程建設提供幫助。
關鍵詞:路橋工程;軟土地基;施工技術
軟土是某種地層的代指名詞,水下沉積會產生軟性粘土或者淤泥,這二者作為主要成分組成了這種地層,不過該種地層中泥炭層和腐泥都比較少見。由于軟土地層的穩定性較差,所以在其上進行地基施工時需要進行加固處理,令地層的強度和穩定性獲得提高,固有的壓縮性則獲得減小,以規避路橋工程的變形或者垮塌現象。因為預防和控制基礎性沉降、不均勻沉降兩大問題一直都是路橋工程施工的重點,所以對軟土地基的處理重點也應集中在防控沉降上,這樣才能最終確保工程質量。
一、路橋工程中的軟土地基概論
軟土地基在主要成分上以粘土或者粉土顆粒為主,有部分含有較多的泥炭、砂土、有機質土。軟土地基位于的地層通常都具有較高的地下水位,因此施工時施工材料和填土穩定性都很容易遭到破壞,甚至誘發沉降災害,嚴重破壞路橋工程建筑。我國目前飛快的發展速度令高級道路的數量顯著增加,在這種形勢下,軟土地基對道路的影響也大大增加了,許多道橋工程為了避免軟土地基的影響不得不將地基抬高處理。
地基雖然在路橋工程中屬于不可見的部分,但其重要性非常之高。只有地基穩固可靠,才能建設出高質量的道橋工程,更進一步影響到工程造價。由此可見,地基的處理直接或間接地影響到了施工進度、工程質量、工程投資等多項工程因素,所以軟土地基的處理技術可以說是工程之本,萬萬不可輕忽。
二、路橋工程中的軟土地基處理
我國對軟土地基的處理經驗還說不上豐富,但多年來的實際工程探索加上對國外同類工程優秀經驗的吸取,也令我國的相關技術人員總結出了初步的系統性軟土地基處理方法。在實際處理軟土地基時,需要根據不同的工程特點,靈活地選擇處理技術,這樣才能令對軟土地基的加固更有效。我國目前的路橋工程施工中,有七種軟土地基的處理技術較為常用,分別是地基表層的處理、粉噴樁的加固、反壓護道、豎向加固、涵洞處理、拋石除淤、加載和置換。
(一)地基表層的處理
當軟土地層的強度過低時,通常可以用該技術對其進行加固,其操作技術還可以按不同的操作手段分成兩種,分別是表層排水技術和砂墊層技術。表層排水技術的主要目的是令地層的含水量得以降低,因此處理方式是趁還沒有填土先將地表水排除。而砂墊層技術的目的雖然也是降低含水量,但對地層內部的水位控制更嚴格。該技術通常適用于高含水量且低強度的地層,將砂墊層覆蓋在這種地層的表面,砂墊層厚度應大于0.5米,小于1.2米,這樣一來砂墊層能夠固結地層中的軟土成分,而沙土層能夠排除上部表層和內部地下的水分。
值得一提的是,除了以上兩種技術外,近些年來材料的填埋敷墊也開始被用來處理軟土地基表層。這種技術使用玻璃纖維制的格柵、化纖無紡布、土工布等材料對軟土地基的表層進行填埋,在水分析吸收上有非常好的效果。
(二)涵洞處理
通道和涵洞都是路橋工程的重要組成部分,這類工程的地基基礎通常需要擴張,建立起整體式的工程結構,以達到降低工程難度、減少工程造價的目的。涵洞通常位于橋臺和路堤的位置,這些地方的軟土地基需要以砂樁、粉噴樁、旋噴樁等各類工程設施進行加固,否則橋臺和路堤之間會出現極大的沉降差。當路堤的高度過高,地基處理的難度和造價居高不下時,可以架設橋梁來代替路堤。
(三)反壓護道
反壓護道的技術通常和砂墊層、砂礫土等配合使用,技術原理是通過將護道建筑在路堤附近,使軟土內部朝路堤兩側延伸的走勢得到緩和,進而令地基能夠穩定下來。
(四)粉噴樁加固
該項技術對施工準備的要求非常之高,首先要準備各種理論數據資料,包括工程地質資料、地面的高程資料、工程測量資料、土工試驗報告、室內配比的試驗報告、粉噴樁的樁位圖等。其次是要將工程位置的地面清理干凈,令工程場地能夠保持平坦。然后才是選擇適當的器械進行粉噴樁的安裝。施工時務必要注意工程參數,根據配比和施工兩方面的要求對各項技術參數加以微調,比如單位時間內的噴粉量、樁體的鉆進速度、攪拌的速度、噴氣的強度等
(五)豎向加固
該技術的技術原理是以豎向的排水柱將水分快速排出,增加地基固結速度,提升力學強度和抗剪性能。該項技術中目前以砂井排水的方法最為常用,視實際工程情況的不同又可以分為多種形式,有振動形、螺旋鉆型、打入型、袋裝型等。砂井的設計要從確定大小開始,以排水范圍作為依據,之后再進行施工手段的選取。
(六)拋石除淤
該技術應用的局限性較大,通常只能在低洼地區或者積水經年的池塘地區使用。這些地區的軟土地基通常都比水面要低,導致了極高的土層含水量和極大的沉降性,在處理不當的情況下很可能直接產生大規模的沉降,令路基不穩,嚴重威脅道路安全。拋石除淤的技術能夠迅速緩解這一問題,通過拋石的手段將片石沉入合理的深度,加固地基強度。
(七)加載和置換
加載技術和上述的其他方法有很大的區別,其并非緩解地基的沉降,而是在施工階段主動對地基沉降加以促進,使其提前沉降完畢,預防竣工后發生的各種有害性下陷。該技術的實施通常要令土層間隙的水壓得到降低,而地基總壓則得以增大,這樣才能完成有益加載。工程步驟從對地基的查看開始,先行確認地基的穩定性,繼而將不透水的薄膜覆蓋在地基上,同時填土,令荷載得到加大,最終達到加固的目的。
置換技術則是一種換土工程,選擇優質穩定的土,換掉軟土地基中穩定性較差的土,令地基強度得到增強。在優質土壤的選擇上,通常選擇優質的粗粒土,因為其抗壓強度非常之高,另外,置換后的土層應確保壓實,保證加固的有效性。這種技術的常用手段有很多,爆炸強行置換、填土自重加固、人工挖掘置換三種是其中最常見的。如表1為常見路基土力學指標
表1 常見路基土力學指標
結語:
軟土地基的加固處理能夠有效保障工程質量,令完工后的路橋工程充分發揮自身功用,確保交通的暢通無阻。軟土地基的處理技術種類眾多,在實際施工時應結合具體的施工條件選擇最適當的技術,制定最合理的工程方案,以期實現工程質量和經濟效益雙方面的最大化。
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