張來福
摘 要:在路橋工程建設中,軟土地基一個不可或缺的重要環節,但它卻具有承載能力差、穩定性不高等特點,一旦使用的施工方法不當,就會導致道路、橋梁等設施出現不均勻沉降或者沉降幅度過大的現象,給整個路橋工程的施工質量帶來嚴重后果。本文就路橋工程中軟件路基施工處理方法進行了研究分析,希望為今后的路橋工程施工提供借鑒及參考。
關鍵詞:路橋工程;軟土路基;施工;處理方法
隨著我國道路交通事業的快速發展,在全國范圍內,涌現出許多路橋工程,總體建設規模空間浩大。軟土路基是路橋工程中常見的施工環節,但因其承載能力較差,對施工技術水平具有較高的要求。事實證明,要想保證路橋工程的建設質量,就必須對軟土地基進行加固處理,盡量削減它對工程建設產生的不利影響,為打造優質工程奠定堅實的基礎。
1.軟土地基的特性
通常情況下,軟土的類型包括細微顆粒含量較多的松軟土、孔隙較大的有機質土、泥炭以及松散砂等等。在軟土層上修筑路基,稱之為軟土地基。其特性主要有以下幾種:第一,由于軟土層的地下水位普遍偏高。因此,軟土地基具有較大的含水量,水土比例高達35%-70%;第二,由于軟土具有較大的空隙比例,所以,軟土地基具有較高的壓縮性,壓縮系數介于0.005-0.02之間;第三,多數軟土層缺乏良好的滲水條件,導致其透水性不強,透水系數約為10-7cm/s-10-8cm/s,;第四,軟土地基的抗剪強度較低;第五,軟土地基在未受到外力擠壓時為固態,一旦受到較強的外力擠壓時,就會從固態轉變為流動狀態。因此,軟土地基具有較強的觸變性。
2.軟土地基對路橋工程的危害
軟土地基容易在高路堤地段和橋頭區域出現問題。在高路堤地段,會出現不均勻沉降、滑動開裂、側向膨脹、基底向兩側擠出等問題,一旦處理不當,會給路面質量及行車安全帶來不良影響,嚴重時還會波及到周邊的房屋、農田和魚塘等設施;另外,可能會造成橋頭路堤的大幅度沉降,形成橋路之間的“門坎”,導致行車過程中的“跳車”現象,影響到行車過程中的舒適度及安全性。在橋頭高路堤地段,還可能產生滑移現象,如橋臺未考慮到此危害,可能會出現開裂甚至折斷的現象,嚴重威脅到橋梁的壽命及其正常通行。
3.對軟土地基進行施工處理的主要方法
3.1表層排水法
有些軟土地基的并非由土質造成的,而是由于土壤中含水量過大造成的。在對這類軟土地基進行處理時,要在填土之前對地表進行開挖溝槽,降低地基表層的含水量,使施工機械順利通行。在溝槽施工中,為了達到盲溝的效果,最好用透水性好的砂礫或碎石進行回填。選擇溝槽位置時,盡量利用地形優勢進行自然坡度排水;在開挖溝槽時,要盡量加密其間隔,這樣的話,可有效提高排水能力,即使有部分溝槽被阻斷也不影響整體排水效果;在溝槽的尺寸方面,一般寬度為0.5m,深度在0.5-1.0m之間。在正式回填之前,先用透水較好的碳砂礫回填使其成為盲溝。通常情況下,縱向盲溝都是沿道路縱向或中央縱向開挖,橫向盲溝的間距保持在10-15m之間。如溝槽內埋設了多孔排水管,則需要采用優質反濾層加以保護。
3.2砂墊層法
當地基上部的軟土層較薄且含水量較大時,可在地基上敷墊厚度在0.5-l.2m之間的砂墊層。通過這種方法,既可以加固軟土層,還可以起到上部排水層的作用;另外,填土時,砂墊層又成為地下排水層,有效降低了填土含水量。
3.3鋪墊材料法
當地基土層不均勻時,會出現局部側向變位和不均勻沉降等現象。通過土工布、化纖無紡布、玻璃纖維格柵這些鋪墊材料,可有效提高地基的拉抗力以及抗剪力,起到加固作用。一般情況下,在軟土地基上都會有一層強度較高的土層,稱為硬殼層。硬殼層具有應力擴散和承重等作用,如果能利用好硬殼層,則可以有效降低工程投資。甚至有些技術人員認為,對于具備硬殼層的軟土地基可不進行特殊處理,只需通過預壓措施,即可以有效提高填筑路堤的穩定性。但前提是必須對硬殼層進行仔細勘察,確保其應用效果。
3.4砂井排水法
砂井排水法根據施工方法的不同,分為打人式、振動式、螺旋鉆式、水射式及袋裝式等方式。這種加固方法很少單獨使用,需要與加載法或緩速填土法配合使用;適用于土層厚度大于5m,質地較均勻,且路堤高度超過地基承載力容許范圍的情況,不適合在泥炭質地基中使用。一般情況下,砂井的常用直徑為0.2-0.3m,井距的常用范圍是2-4m,布置時呈矩形或梅花形。在設計排水砂井時,首先要假定施工方法,再確認砂井直徑、砂井距離以及改良范圍,最后進行穩定及沉降計算。需要說明的是,砂井與砂墊層配合使用效果更好。
3.5粉噴樁加固處理法
首先,在進行粉噴樁施工前,要準備好以下施工資料:施工場地地質勘察報告、土工試驗報告、室內配比試驗報告、粉噴樁設計圖、原地面高程數據表、加固深度與停灰面的測量數據等;其次,如場地低洼,則使用粘性土進行填充;如地面過軟,則要通過砂土或碎石進行墊層加固,確保施工機械的順利通行;然后,將施工機械和工具準備就位,對施工機械進行組裝和試運行,確保其使用性能無誤;另外,需要通過試樁確定鉆進速度、提升速度、攪拌速度、噴氣壓力、單位時間噴粉量等施工參數,試樁數量通常為5根;最后,粉噴樁所用的水泥質量必須符合設計要求,并具備產品合格證,在投入使用之前,需通過室內檢驗確認其質量;如出現受潮、結塊變質等情況,一律禁止使用。
結束語
隨著我國城市化進程的不斷加快,路橋建設的規模非常大,且建設速度快。路橋工程已成為城市升級改造、緩解交通壓力、發展區域經濟的重點措施。軟土地基是路橋施工中不可或缺的重要環節,一旦處理不得當,則容易對路橋結構造成一定程度的破壞,影響路橋設施的正常使用。在施工的過程中,務必要根據軟土路基的實際情況,選擇科學合理的施工處理方法,提高軟土路基的承載能力和穩定性,提高整個交通系統的運行能力,為我國社會經濟的快速發展提供基礎保障。
參考文獻
[1] 孟小勇.論路橋施工中的軟土地基施工技術[J].中華民居,2014,(15):354-355.
[2] 程乾.路橋工程軟土路基的施工要點分析[J].科技尚品,2016,(10):51-52.
[3] 蔡家旺.路橋施工中軟土路基的施工技術分析[J].城市建筑,2016,(29):291.
(作者單位:中交一公局第二工程有限公司)