道路橋梁軟土地基施工技術(shù)的運(yùn)用解析
2016-06-06
1 軟土地基對(duì)路面的破壞
軟土地基是道路橋梁施工的一個(gè)難點(diǎn)。軟土地基主要是由粘土和粉土等一些細(xì)微顆粒含量較多的松軟土、松散砂、大孔隙泥炭、有機(jī)質(zhì)土等土層構(gòu)成。軟體地基具有固結(jié)慢、變形大、強(qiáng)度低的特點(diǎn)。由于軟土地基的含水量比較大，影響道路橋梁施工的壓實(shí)要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
2 施工過程中的質(zhì)量控制
地基施工過程中，可以控制幾個(gè)關(guān)鍵的參考指標(biāo)提高施工質(zhì)量，有效地解決軟土地基的質(zhì)量問題：
1）自然土。軟土地基的基本構(gòu)成是自然土，它的土質(zhì)情況決定了地基上層的密實(shí)度。施工前，應(yīng)該對(duì)自然土進(jìn)行試驗(yàn)，分析自然土的顆粒狀況。顆粒越細(xì)的自然土，回彈模量越低，越符合路基的使用要求。
2）含水量。路基填土材料的含水量要處在規(guī)范要求范圍內(nèi)，避免由于水分的蒸發(fā)導(dǎo)致路基的收縮，出現(xiàn)裂縫。施工現(xiàn)場的負(fù)責(zé)人要協(xié)同技術(shù)人員嚴(yán)格控制路基填料的含水量，如果含水量超標(biāo)，要晾曬后使用。同時(shí)，施工階段要盡量避免暴曬和雨淋，嚴(yán)禁水泥、石、砂的含水量增多；
3）密實(shí)度。軟土地基上鋪設(shè)路基是保證路基質(zhì)量的關(guān)鍵，密實(shí)度可以反映路基各個(gè)層面的壓實(shí)狀態(tài)，判斷出該路基層是否符合規(guī)范要求。路基施工階段，施工人員要嚴(yán)格檢測(cè)路基的穩(wěn)定性、強(qiáng)度、耐久性，確保路基密實(shí)度得到保證。
3 軟土地基的施工技術(shù)重點(diǎn)
施工單位及時(shí)采取有效的技術(shù)方案處理施工過程中的問題才能保證路基的穩(wěn)定。軟土地基作為路基的地基層，不僅影響施工的順利進(jìn)行，也決定了道路的使用性能。針對(duì)其存在的硬化、侵蝕、離析等問題，施工單位應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：
1）合理確定配合比。試驗(yàn)工程師要通過一系列的實(shí)驗(yàn)分析軟土地基的強(qiáng)度、穩(wěn)定性等，確定合理的摻料配合比，避免地基鼓脹、裂縫、坑陷等問題。
2）高效的排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)。施工單位應(yīng)該保證排水系統(tǒng)的通暢，及時(shí)將地基的水引出，促進(jìn)地基排水固結(jié)的加快。同時(shí)，利用加壓系統(tǒng)對(duì)土體施加荷載，提前完成沉降固結(jié)。比如，在地基土中設(shè)置豎向排水體和水平排水墊層，以縮短排水距離、改變地基排水邊界條件、加快排水速度，然后進(jìn)行加載，提高固結(jié)速度；
3）沉降處理技術(shù)。軟土地基施工過程中，地基沉降現(xiàn)象頻繁發(fā)生，破壞了路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。施工單位應(yīng)該采取新的技術(shù)方案從不同的方面處理沉降現(xiàn)象。目前，處理沉降的常用技術(shù)有石灰技術(shù)、管樁技術(shù)、鋪墊技術(shù)、填補(bǔ)技術(shù)等，施工人員要根據(jù)施工的具體環(huán)境和施工條件合理選擇：（1）石灰技術(shù)。作業(yè)人員運(yùn)用該技術(shù)時(shí)要按照標(biāo)準(zhǔn)流程操作，采用人工或機(jī)械將軟土清除，填放生石灰（達(dá)坑深度的 1/3），進(jìn)行回填碾壓。生石灰具有吸濕性，可以加強(qiáng)軟土地基層面的密實(shí)度，增強(qiáng)抗裂、抗震性能；（2）管樁技術(shù)。對(duì)于軟土厚度較大的區(qū)域，為了避免填土高度太大可以選用這種技術(shù)。這種技術(shù)需要結(jié)合預(yù)應(yīng)力管樁方法，操作時(shí)，要按照路橋工程的相關(guān)施工規(guī)范進(jìn)行。此外，要選擇與軟土地基相適應(yīng)的管樁結(jié)構(gòu)；（3）鋪墊技術(shù)。該技術(shù)主要是利用一個(gè)砂層處理過渡段的軟基，還可以提高路基的排水性能。填土施工時(shí)，軟土路面的負(fù)荷會(huì)逐漸變大，路基內(nèi)材料由于荷載的壓力，材料緊密性加強(qiáng)，顯著提高了軟土地基的強(qiáng)度；（4）養(yǎng)護(hù)技術(shù)。科學(xué)的養(yǎng)護(hù)方案有助于軟土地基的強(qiáng)度發(fā)展，促進(jìn)施工作業(yè)的順利進(jìn)行。施工項(xiàng)目組應(yīng)該安排專業(yè)人員參與養(yǎng)護(hù)工作，確保養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)中的操作符合相關(guān)規(guī)范，保證工程質(zhì)量。
4 軟土地基施工技術(shù)的應(yīng)用分析
1） 表層排水法
在表層粘性土里面加入添加劑等物質(zhì)，提高了填土固結(jié)和穩(wěn)定效果，同時(shí)改善了地基的壓縮性能和強(qiáng)度特性。軟土地基敷墊砂墊層在地基上部軟土層含水量大和土層較薄的時(shí)候，因?yàn)樯皦|層有上部排水層的功效，同時(shí)砂墊層也是填土內(nèi)地下排水層，可以很好地降低填土內(nèi)水位，給施工機(jī)械提供了很好的通行條件。當(dāng)?shù)鼗耐翆臃植疾痪鶆虻臅r(shí)候就會(huì)導(dǎo)致土層局部不均勻側(cè)向和沉降變位，當(dāng)出現(xiàn)這些現(xiàn)象時(shí)，就要利用敷墊材料的抗剪力和抗拉力減小地基局部的側(cè)向和沉降變位，增加施工機(jī)械通行的同時(shí)可以提高地基支撐能力。施工企業(yè)工程的設(shè)計(jì)會(huì)依據(jù)填土載荷的寬度大小、地基表層強(qiáng)度來選擇比較適合的敷墊材料。
2）粉噴樁加固處理法
清除障礙，保持場地的平整，當(dāng)施工的場地不能滿足機(jī)械行走要求的時(shí)候就要鋪設(shè)碎石和砂土墊層；對(duì)于低洼的施工場地就要采用回填粘性土的方法。在進(jìn)行粉噴樁施工之前要準(zhǔn)備施工場地工程地質(zhì)報(bào)告、土工試驗(yàn)報(bào)告、原地面高程測(cè)量資料和數(shù)據(jù)表、粉噴樁設(shè)計(jì)樁位圖等。粉噴樁施工工藝都是根據(jù)設(shè)計(jì)的要求實(shí)測(cè)和配比進(jìn)行的，同時(shí)各項(xiàng)的參數(shù)也都是由試樁確定的，通過試樁可以確定攪拌速度、單位時(shí)間的噴粉量、鉆進(jìn)速度、提升速度等。
3） 排水固結(jié)法
排水固結(jié)法是利用地基排水的固結(jié)特性，在道路橋梁工程建造之前，對(duì)地基進(jìn)行加荷預(yù)壓，使地基強(qiáng)度加固的有效措施。為了促進(jìn)地基排水固結(jié)，要在粘性土地基中設(shè)立垂直排水柱，從而增加了抗剪強(qiáng)度，通過深層復(fù)合地基加固和采用深層排水固結(jié)可以提高軟土地基的承載能力。排水固結(jié)法多數(shù)都和緩速填土法或加載法共同使用，一般很少單獨(dú)使用。排水固結(jié)法對(duì)于泥炭質(zhì)地地基的效果稍差、均質(zhì)粘土地質(zhì)的效果最好。
4） 加載法
加載法預(yù)先促進(jìn)軟土地基的沉降，增加了地基的強(qiáng)度，防止填土路面沉降被破壞。地基固結(jié)沉降的方法主要是減少間隙水壓提高效應(yīng)力法和地基增加總壓法。減少間隙水壓提高效應(yīng)力法是依靠大氣的壓力加載促進(jìn)固結(jié)大氣壓加載法，地基增加總壓法是利用填土荷載式填土加載法。降低地下水法適用在上部和中間有砂層的地基，要在施工區(qū)間打入鋼板來圍護(hù)，這樣能降低地下水位，同時(shí)也不會(huì)影響周圍的環(huán)境。填土加載法和自沉?xí)r間、載荷重量都是有必然聯(lián)系的，其目的是路面鋪裝完殘余的沉降量得到控制，當(dāng)難以保證地基穩(wěn)定和加載重量過大的時(shí)候應(yīng)該考慮與緩速加載法結(jié)合使用。在施工的過程中要進(jìn)行全面動(dòng)態(tài)觀測(cè)，因?yàn)槌两岛蛯?shí)踐關(guān)系難以預(yù)測(cè)，必須要確定預(yù)載后殘余的沉降量，防止地基被破壞。
5） 擠密法
土和灰土擠密樁法是利用在形成樁孔過程中側(cè)向擠壓作用擠密樁間土，然后將樁孔用灰土或素土分層密實(shí)夯填。用灰土夯填被稱為灰土樁擠密法，用素土夯填被稱為土樁擠密法。灰土和土樁法多數(shù)用于處理厚度比較大的填土地基和濕陷性黃土，因?yàn)榛彝梁屯翗斗ǘ季哂芯偷厝〔摹⑸顚訑D密和原位處理的特點(diǎn)。石灰樁法采用人工地基和機(jī)械地基成孔灌入一定比例的火山灰、爐渣、粉煤灰或石灰塊等進(jìn)行夯實(shí)和振密形成樁體，石灰體含有的摻合料和生石灰拌合之后水分發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致生石灰體積膨脹，這個(gè)時(shí)候就容易發(fā)生堵管的現(xiàn)象。砂石樁法是利用沖擊和振動(dòng)的方式在軟土地基中成孔填入砂、碎石、卵石、礫石等材料，砂石樁法是形成大直徑密實(shí)砂石樁體的軟土地基處理方法。
結(jié)束語
軟土地基對(duì)道路路基的穩(wěn)定影響很大，道路橋梁的壽命和質(zhì)量是由軟土地基施工質(zhì)量的優(yōu)劣決定的。在道路橋梁施工的過程中，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，確定合理的施工方法，雖然每種方法都有其自身的局限性，但是只要是符合設(shè)計(jì)要求，本著節(jié)約成本而收到良好效果的原則，就可以采取此施工方案。另外，我國應(yīng)該加大力度研究道路橋梁軟土地基的施工工藝和措施，提高道路的穩(wěn)定性和安全性，減少工程事故的發(fā)生。
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