陳秋洪
摘 要:隨著我國經濟水平和科學技術的快速發展,我國的公路路橋工程建設獲得了巨大的成就,軟土地基處理技術同樣得到了很大的進步。軟土地基處理技術的發展程度不僅直接關系到公路路橋工程的質量,同樣關系到施工完成后路橋的維護和社會發展的情況。本文對于國內現階段公路路橋施工中軟土地基處理策略做一個簡單的探討,希望可以促進公路路橋施工水平提升。
關鍵詞:公路路橋;工程施工;軟土地基;處理方法
中圖分類號:U416 文獻標志碼:A
軟土地基是指穩定性差、黏性不佳的土壤,由于內部結構不穩定,在受到外部壓力時,軟土地基容易出現變形,荷載能力十分有限。在路橋工程中,必須對軟土地基進行一定處理,來改變軟土地基的性質,保障路橋工程的安全。軟土地基土層多是通過河流、湖泊、海水等經過長時間的侵蝕、沖刷逐漸形成,天然的含水量相對比較高,具有土壤滲水性差、靈敏性和壓縮性高等特點。
1 公路路橋施工中軟土地基處理策略的概述
在公路路橋施工中,軟土地基處理是一個十分關鍵的環節,也是初始環節,軟土地基處理的良好與否,會直接關系到公路路橋工程的安全,因此,必須采取合理策略來提升軟土地基處理效果。
根據相關軟土地基處理實踐來看,軟土地基的處理策略主要有兩種,分別為:一是自然沉降處理策略,此種處理方法針對的是軟土地基容易沉降的特點,通過對軟土地基進行預壓等處理,來使土層完成自然穩定,提高土層的穩定性、承載力等各項指標,滿足公路路橋工程的要求。此種處理策略的優點在于實施方法簡單、效果理想,但需要耗費較長的時間,容易影響路橋工程進度,所以,多應用于大中型公路路橋中。
二是特殊技術處理策略,是根據工程的實際情況與需求,采取特殊的軟土地基處理工藝,比如強夯、攪拌等,來快速改變軟土地基性質,提升軟土地基指標。此種策略對技術操作要求較高,需要對軟土層具體情況有足夠了解,適用于各種不同的情況,是路橋施工軟土地基處理應用較為廣泛的策略。
2 公路路橋施工中軟土地基的具體處理技術方法
(1)換填處理法
換填處理方法主要是在軟土地基位于地表層的情況下應用,其應用方式為:先挖出淺軟土層中的土壤,然后向其中填充砂石、條石等硬度高、穩定性好的材料,最后對其進行壓實,使此區域的密實性、穩定性得以強化,達到軟土地基處理的目標。此法具有施工簡單、填充材料來源廣等優點,可以快速、有效的改善軟土地基的承載能力和整體抗壓能力,但也存在一定局限性,主要體現在材料選擇與填充方面,材料必須粒徑相近、強度高,填充需要做到均勻、平整,否則,會造成路橋表面坑洼的情況,降低行車舒適性,甚至威脅行車安全。
(2)墊層處理法
墊層處理法是通過在軟土地基中填筑一層強度、穩定性好的墊層,實現改變軟土地基性質的目標,墊層填筑材料主要有巖石塊、砂土等,經墊層處理后,軟土地基的承載能力會有顯著改善,地面沉降減小,排水能力增強,對減少路橋工程的沉降、裂縫等問題有較好效果。在墊層處理過程中,墊層鋪設厚度應控制在0.5cm~1.2cm,厚度過小會無法起到預期的穩定作用,過厚不僅增加處理成本,也會影響固結效率,降低軟土地基的處理效率。
(3)擠密壓實處理法
顧名思義,擠密壓實處理法就是通過給予軟土地基一定的外部壓力來擠密、壓實軟土地基層,縮小土層內部的空隙,排出土層中過多水分,實現改善軟土地基強度、穩定性的目標。在實際應用中,擠密壓實處理法的具體技術措施有:一是強夯法,是指運用強夯機、壓路機等設備,給軟土地基一定的外部荷載,將軟土地基中的水分、空隙等不斷擠出,一直到軟土地基達到一定強度為止,有效提高軟土地基的承載能力。二是填塞擠密法,此種方法是向軟土地基層中填塞吸水性較強的材料,比如粉煤灰、石灰粉等,利用材料特性將軟土地基中的水分吸出,并增加土層材料的密實性,從而達到改善土層穩定性、強度的目的,操作簡單,可以縮短軟土地基處理時間,對工期要求高的路橋工程較為適用。
擠密壓實法在軟土地基處理中應用較為廣泛,適用于各種類型的軟土地基,對增強軟土地基荷載能力、提高地基路面的平整性等具有較好效果;同時,在后續施工環節中,也不需要在軟土地基維護上花費更多的成本,降低了維護難度,有利于施工順利開展。但是,擠密壓實法也存在一些難點,比如施工工序繁雜、技術操作難度高等,特別是在填塞擠密處理中,填塞材料的用量與其在軟土層中的分布控制有著較高要求,如果操作不當,填塞材料與軟土層間無法有效融合,會嚴重削弱處理效果。
(4)排水固結處理法
此種處理方法的原理就是通過排出軟土地層中的水分來加強土層固結,達到提高土層結構密實性、穩定性的目標。在排水固結處理法中,常用的手段有加壓、抽水、抽氣以及電滲等,需要利用的相應的設備,對操作要求相對較高,在增強地基穩定性的同時,也能夠有效預防路基的沉降,對保障路橋工程安全有著良好作用。
(5)化學加固處理法
化學加固處理法是通過運用化學反應的原理,向軟土地基中加入不同物質,使其與土層間進行一定的化學反應,來改善土層原有性質,達到加固軟土地基的效果。具體來說,常用的方法主要有攪拌樁法和灌膠膠結法,其中,攪拌樁法是通過攪拌機向軟土地基中注入水泥泥漿,水泥泥漿會與軟土層固結成統一的整體,形成復合地基,以攪拌水泥樁為連接,來顯著增強地基承載能力。
灌膠膠結法是通過向軟土層中灌入合適的混凝土固化漿液,灌入的方法有液壓法、氣壓法等,漿液會與軟土地基的土層間發生反應,快速固化,形成大面積的新土層,達到處理軟土地基的效果,施工操作較為簡單、固結時間短、見效快。
(6)土工織物加固處理法
此種方法是利用土工織物的特性,將土工化合物注入軟土地基縫隙中,改善地基的密實性,進而起到加固地基的作用;同時,還可以加速地基水分排出,在過濾、防滲方面也具有較好效果,是軟土地基處理中廣泛應用的一種方法。
(7)高壓噴射注漿處理法
此種處理方法的主要環節有鉆孔、注漿,通過高壓設施向鉆孔中持續旋轉噴射比例適宜的水泥漿液,擴大其在軟土地基中的覆蓋面,利用水泥漿液硬化等特性,與土層固結成統一的高硬度整體,構成復合式地基,增大地基穩定性與承載力,多應用于含水量高的淤泥黃土或者孔隙較大的軟土地基中。高壓噴射注漿法的優點在于處理效果好、施工成本低,但是,整個操作過程較為復雜,某一環節控制不到位,比如鉆孔深度、漿液配合比等,都會對軟土地基處理效果產生不利影響,必須充分掌握此項處理方法的技術要點,在事先做好各項準備工作,最大程度地提升軟土地基處理水平,為路橋工程安全提供保障。
結語
地基基礎工程在公路路橋工程中占據著重要地位,是整個路橋工程安全性高低的決定性因素,所以,必須加強對地基基礎工程施工的重視。我國幅員遼闊,公路路橋施工中容易遇到軟土地基的情況,對此,必須加強對軟土地基處理的研究,掌握科學的軟土地基處理方法,充分考慮路橋施工需求,結合軟土地基的客觀實際情況,采取合適的處理方法,解決軟土地基的不足,為路橋工程提供良好的地基基礎,保障人們的生命財產安全。
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