張政
摘 要:道路施工過程中時常會遇到軟土地基,將會直接影響工程建設的安全、質量。因此,對于軟土地基要采取合理的處理方式,提高道路工程的施工質量,保證道路后期施工的質量與壽命。結合軟基的特點,對軟基加固技術在道路施工中的應用進行了相關分析。
關鍵詞:軟基加固;道路;施工
1 道路軟基的特點
(1)孔隙率大,天然含水量高。主要原因就是軟土當中含有較多的粘土和粉土粒等等,含水量一直都處于相對較高的水平,土粒之間的粘結性受到了非常不利的影響。
(2)流變性強。由于外力和重力方面的影響,在軟土地基處理整個流程全部完成之后,整個地基會在一定的時間之后出現較為明顯位移和變形,如果在道路工程建設的過程中不能夠及時使用相對比較科學的加固措施,就可能會使得土體出現非常顯著的流動,從而也工程的穩定、使用性能和壽命產生非常不利的影響。
(3)壓縮系數高,抗剪性差。軟土土體本身的強度非常低,由于軟土的孔隙處于相對比較大的狀態,其含水率也相對較高,這樣也就使得軟土自身的承載力十分有限,如果沒有采取有效的措施對其進行全面的加固,就會使得道路出現非常嚴重的不穩定狀況,出現安全和質量問題。
2 軟基加固技術在道路施工中的應用
(1)換填法。就是將基礎地面以下不太深的一定范圍內的軟弱土層挖去,然后以質地堅硬、強度較高、性能穩定、具有抗侵蝕性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、礦渣等材料分層充填,并同時以人工或機械方法分層壓、夯、振動,使之達到要求的密實度,成為良好的人工地基。當地基軟弱土層較薄,而且上部荷載不大時,也可直接以人工或機械方法(填料或石填料)進行表層壓、夯、振動等密實處理,同樣可取得換填加固地基的效果。通過換填將地基的承載力提高,這是因為地基的承載能力與土層的抗剪能力有關,地基中的軟土抗剪力很低,而砂礫與碎石的抗剪力要超過軟土,因此通過換填技術,將土層中的抗剪力提高。進而也是地基的承載力增強。
換填法適用于淺層地基處理,包括淤泥、淤泥質土、松散素填土、雜填土、已完成自重固結的回填土等地基處理以及暗塘、暗洪、暗溝等淺層處理和低洼區域的填筑。
(2)強夯法,即強力夯實法,又稱動力固結法,是利用大型履帶式強夯機將8~30噸的重錘從6~30米高度自由落下,對土進行強力夯實,迅速提高地基的承載力及壓縮模量,形成比較均勻的、密實的地基,在地基一定深度內改變了地基土的孔隙分布。這種方式操作簡單方便,同時還能體現出非常好的經濟性,但是在應用的過程中會產生比較明顯的震動,所以不能在城市建設當中使用面,但是其具有較好的適應性。
(3)碎石樁是以碎石為主要材料制成的復合地基加固樁。碎石樁是散體樁的一種,按其制樁工藝可分為振沖(濕法)碎石樁和干法碎石樁兩大類。采用振動加水沖的制樁工藝制成的碎石樁稱為振沖碎石樁或濕法碎石樁。采用各種無水沖工藝(如干振、振擠、錘擊等)制成的碎石樁統稱為干法碎石樁。當以礫砂、粗砂、中砂、圓礫、角礫、卵石、碎石等為填充料制成的樁稱為砂石樁。
利用一個產生水平向振動的管狀設備在高壓水流作用下邊振邊沖,在軟弱粘土中成孔后,再往孔內分批填入碎石等堅硬材料制成一根根樁體,由碎石樁體和樁間土組成復合地基,從而提高原有地基承載力,減少沉降量,此種方法由擠密砂體的振沖技術演變發展而來,其主要作用是置換部分軟土,形成一個類似于鋼筋混凝土復合結構,由于此種方法不受地下水位影響,且造價低,又能減少路基沉降。
(4)預壓法,又叫排水固結法,主要是處理軟基中的深層部位,一般在高速公路地基施工中使用的比較多,是利用地表的加固將地基中多余的水排出,提高地基結構的密度。但是預壓法技術的施工時間很長,預壓法的施工不是獨立完成,在使用這種技術施工的時候,還要增加填土,從而可以避免施工中出現沉降。
(5)塑料排水板法,將帶狀的塑料板由專用插板機插入地基中 ,然后路基填土加荷時,使地下孔隙水經塑料板芯從溝槽排出 , 從而加 速固結,提高地基承載力,實質上是以塑料排水取代砂井。其結構由塑料芯板( 聚乙烯或聚氯乙烯) 和外包濾膜( 滌綸或合成纖維無紡布)組成, 這種方法施工速度快、質量穩定 經濟省力,施工時對地基的擾動小,透水性較好。此法已漸漸得到大范圍推廣及使用。
(6)土工合成材料加固法采用高強度的土工合成材料橫向鋪設在路堤底部( 地基表面) 的砂墊層中,能承受較大的拉力,使地基在外荷載作用下不致向兩旁隆起,達到穩定路基的目的。加固地基的土工合成材料主要有土工布和土工格柵,其功能就是通過土工布或土工格柵自身的抗拉力產生穩定力矩,使地基整體受力均勻,從而達到加固地基的目的。
(7)復合處理技術,是在軟基中添加強樁,改變地基中的應力結構從而提高樁體的承載力。當前的復合技術包括:第一,混凝土攪拌樁技術。這種方法的固化劑是水泥。通過專業的攪拌設備,向軟土地基中噴射水泥漿液,通過攪拌軸的旋轉來實現攪拌均勻的目的。在攪拌后會出現各種變化從而改變土壤的結構使其成為水泥樁。第二是固土樁,也稱之為粉噴樁。通過專業的噴粉鉆機把水泥等粉體固化劑進行軟基攪拌處理,利用固化劑和軟土之間所產生的一系列物理一化學反應,使軟土硬結成具有整體性、水穩性和一定強度的優質地基。常用于加固淤泥、淤泥質土、粉土和含水量較高的粘性土。
3 結束語
綜上所述,由于軟基施工涉及到的影響要素較多,包括地形、地質條件和環境以及氣候等,務必要綜合分析,每一種軟土路基處理方法均有其針對性、適用范圍以及局限性,必須根據具體條件選擇符合設計要求的軟土路基處理方法,并針對各個工程中軟土地基的范圍、深度和處理要求的不同,應采用與之相適應的處理方法, 以確保其中遇到的軟基難題能夠得到有效的處理,才能取得理想的處治效果。
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