程喜贵
山西省岢临高速公路建设管理处,山西太原 030012
关于公路施工中软土地基的处理及对策分析
程喜贵
山西省岢临高速公路建设管理处,山西太原 030012
提高软弱地基的强度,降低软土的压缩性,稳定地基,减少基础的不均匀沉降与沉降就要处理软土地基。当前,由于一些人为与自然因素的原因,造成我国大部分地区土壤长期受到水泡,也逐渐形成大面积的软土现象,软土现象的出现将会给公路施工和通行带来很大的破坏,影响了公路施工的进度与质量和公路的使用功能。本文针对公路软土地基的治理问题提出有效措施,促进公路施工的发展。
公路;施工;软土地基;处理
处理公路建设施工中软土地基问题是一个艰难的任务。软土地基具有抗剪强度低、含水量高、渗透性小、天然孔隙大等特点,从而对公路施工造成很大的影响,如果不能及时采取有效的方法处理,将会导致路面开裂、基路面横坡变小、路基沉降过大,路堤不稳定等问题。改善地基土的渗透性与变形特性,提高其抗液化能力与抗剪强度,消除其他不利的影响。
在勘察、设计与施工各方面把好质量关需要从下面几个方面进行:1)设计的方案不但要经济而且要合理符合当地的实际情况;2)首先要弄清楚软土地区的地质,如果工程地质条件复杂,还需要进行工程地质分区,按分区的不同,有区别地进行处理。如果在勘察设计时地质工作做的不够好,一旦发现,必须作些勘探工作以及补充勘察,需要对地质情况进一步进行了解;3)所用的材料质量要保证和数量一定要够;机械的性能、数量、规格都要满足要求;4)监理的工作要与工程同步,观测仪必须事先埋放好,及时的进行记录与监理;5)施工时更要严格的遵守操作规程与施工技术规范办事,以此来保证好质量,在软土的地段更要特别注意控制填土的速率,避免与产生路堤滑移或者发生意外事故。确保施工质量的重要措施就要有完善的质量检验手段,但目前大部分处理方法都匮乏完善的质量检验手段。
表层处理法分为许多种具体的处理方式,比如:砂垫层法、表层排水法、添加剂法、敷设材料法、加载法、置换法等等。
1)砂垫层法。比如采用机械进行施工,砂垫层厚度确定时,必须考虑到机械的重量,偏心程度以及软土地基表层强度等等。在较软的地基上,如果仅仅用砂垫层来保证大型的施工机械的通行,就需要很厚的砂垫层,不经济的,所以常常与敷垫材料或者表层排水等并用。(1)设计,在机械施工过程确定砂垫层厚度后,对机械的重量、偏心程度、轮胎接触压力以及软土地基表层强度等方面因素必须进行分析。在极软地基上,单靠砂垫层来确保大型施工机械的通行就需要很厚的砂垫层,从而要花费大量的经济;(2)施工,在砂垫层施工过程中必需安放样板。推土机和自卸汽车联合操作是摊铺作业的常用模式,使用的过程中最好均匀保持一致。如果填料为透水性差的粉土时,坡脚附近的砂垫层会被土覆盖,就会阻碍侧向排水,从而需要妥善的处理砂垫层的端部;
2)表层排水法。对于土质比较好而因含水量过高导致软土地基,填土之前,在地表面开挖排水道,排除地表水,降低地基表层的含水率,保证施工机械通行。且应回填透水性比较好的碎石或者砂砾,为的是发挥开挖出的排水道在施工中达到盲沟的效果;
3)添加剂法。地面表层为粘性土时采用添加剂法,也就是在表层粘性土内加入一定的添加剂,使地基的强度特性鱼压缩性能得到改善,以此来确保施工机械的正常行驶,对于高填土稳定性的提高形成很大的帮助。目前大部分的添加材料为水泥、生石灰、熟石灰。石灰类的添加材料大部分通过现场拌和或者厂拌, 除了降低产生团粒效果、土壤的含水量外,被固结的土会随着时间推移发生化学性的固结,致使粘土成分发生了质的变化,,从而增强了土体的稳定性;
4)敷垫材料法。由于地基土层的不均匀,可能会发生局部不均匀沉降与侧向变位,针对这种情况可利用敷垫材料的抗剪与拉抗力,增强施工机械的通行,减少地基局部沉降与侧向变位、均匀地支承填土荷载,以此来大大提高地基的支承能力。敷垫材料主要有玻璃纤维格栅、化纤无纺布、土工布等;
5)加载法。作用在于增加地基强度,促进软土地基沉降,避免设置在有关构造物发生不良沉降。促进地基固结沉降的办法可采取增加总压,增大有效应力法,降低土中的间隙水压等;
6)置换法。置换法就是用优质土替换软弱土,来保持填土的稳定,降低沉降量。强制置换与人工挖掘置换是置换法的主要方式。人工挖掘置换更为可靠。为了保证地面受到水浸也不会降低其承载力,所以置换的材料应采用粗粒土,但对粗粒土更要充分压实。
地基的粉喷桩加固处理法有以下几个方面:1)场地清除障碍需要平整。比如场地低洼,需回填粘性土;如果场地不能够满足机械通行要求时,就需铺设碎石或者砂土垫层。地表过于软,就要采取措施防止机械失稳;2)粉喷桩施工前需准备好以下的施工技术资料:场地的工程地质报告,室内配比试验报告,土工的试验报告,设计粉喷桩的桩位图,加固深度和停灰面的高程及测量资料等;3)施工机械的准备,进行机械试运转与组装;4)所用粉喷桩的水泥需符合设计的要求,需有产品的合格证,并且经过室内检验合格才允许使用,严禁使用结块变质、受潮的加固料;5)施工工艺依据设计要求的配比与实测的各项施工参数需要通过试桩来确定。试桩为5根,通过试桩确定搅拌的速度、钻进速度、提升速度、单位时间喷粉量等等。
设置垂直的排水柱,可以促进地基排水固结,缩短排水距离,抗剪强度得到增加。因为垂直排水柱用的材料不同,可分为纸板排水与砂井排水两种。设计排水砂井首先假定砂井直径、施工方法、改良范围与排水距离。再进行沉降以及稳定计算,若果不能达到要求时,需要修正假定的数据,再进行计算。砂井排水法依据砂井的施工方法不同,可分为螺旋钻式、打入式、袋装式以及水射式等等。这种方法很少单独使用,多数需要与加载法或者缓速填土法一起使用,对于层厚比较大和均质的粘土地质是最适用的;但是对于泥炭质地基效果会稍差。
参照地质和施工条件选择加固方法要考虑几个方面:1)设计过程考虑的因素。施工过程应尽可能多的占地,施工工期必须合
理的安排,不能过于紧或者过于松;应该选择容易获得的材料,依据实际情况进行设计。能够就地取材是最好的,这些在选择地基加固方法时是必须要考虑到的;2)实施科学管理。在选用较好的地基加固方法后,还需要对施工进行有效管理,这样才能达到最佳效果。目前,因为施工管理不完善带来的不良影响已经出现了诸多问题,比如:机械行走路线出错、地基扰动等,这些都会造成场地沉降不均匀、地基加固不均匀等等,所以采用科学的管理方法进行管理是具有很大的意义;3)考虑环境因素。地基加固过程中,必须考虑对周围环境的影响。具体说来包括:进行打桩等施工时会出现噪声;新填土会对原有道路沉降或者侧向挤压位移。不但干扰居民的正常生活,而且对交通和环境带来影响。
公路施工中比较常见的是软土地基处理技术,软土地基处理的方法也很多。软基的处理质量直接影响路基基础的承载力,也就保证道路,建成后安全以及高效运营的关键。坚定以数据来说话,认真勘测基底的承载力,并且根据不同的地质情况和不同的工期与投资要求,采取切实可行的处理方案。
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U416
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1674-6708(2011)57-0045-02