黄强
摘 要:路桥施工经常会面对软土路基的施工,而软土路基施工需要面对很多问题,路基稳定性差,路基发生沉陷等问题都需要采取一定的技术措施,才能保障路桥施工的质量。本文通过对软土路基施工的技术进行研究,对路桥工程的软土路基进行处理,使路基的地质条件符合工程需要,防止施工发生重大的安全事故。
关键词:路桥施工 软土路基 施工技术
软土多分布在我国沿海地区,施工后往往会出现地面沉降、失去平衡的状况。为路桥施工带来很大的挑战。以北京地区路桥施工中的软土路基施工技术为例,介绍路桥施工中,桥台发生沉降与位移现象,或公路路面发生大规模的下沉,桥头出现跳车问题,这些问题都是软土路基处理不当造成的。
一、北京地区路桥工程土质概述
北京地区地质构造位于华北中部燕山沉降带。北京地区地质类型具有复杂多样化的特点。北京大部分地区都处于燕山沉降带,与沿海及其它地区相比,北京地区的高速公路软土路基情况十分明显,如下图所示。
北京地区的路桥建设发展很快,投资规模大,技术要求高。由于北京地区是国家重要的经济文化发展中心,对路基的坚实度有更高的稳定性的要求,对路基的深度与广度也有更高的要求,对路桥施工人员提出更高的技术要求。路基稳定,防止施工后的沉降,对路基施工进行严格的技术控制。
根据北京地区的软土路基施工后公路运行来看,施工后路面沉降比较严重,很容易发生桥头跳车的现象。会影响高速公路车辆正常的交通行驶,严重时还会发生重大交通事故,为人民生命财产安全造成不可估量的后果。所以,对公路软土路基要及时进行科学的施工处理,保障路桥工程的经济效益与社会效益。
二、软土定义
软土具有强度低和压缩性高特点的土层。一般以水下沉积具有粘性的薄弱土层或淤泥土层,有些软土是由少量腐泥炭层构成的。
一般软土地区的路面上远离了水的浸漫,但与地表水和地下水仍很接近,如湖泊、沿海和河摊附近都有大量的软土沉积。
高速公路有具体的标准:贯击数小于4,在无侧限的抗压强度不能大于50kPa,含水量不能大于50%。凡是贯击数小于4,含水量大于30%的土壤都称为软土。软土含水量一般为30%到70%,而软土大多具有低剪切强度的特点,易触变与流变。
三、路桥施工中软土路基的施工技术
1、土壤置换
采用优质土壤,一般选用粗粒土对路桥施工中不适合施工建设的软土进行置换,置换后可以有效减少路基的沉降,提高路基指标,达到一定的稳定性。
土壤置换法一般比较适用淤泥土层、暗沟和暗洪一类的路基,土壤的置换一般使用人工挖掘或者爆破的方法进行。
土壤置换法对于路基施工来说操作简单,虽然成本较高,但适合短期工程的施工,如果是工程量大的路基施工就不適合采用这种方法了,因为要考虑成本,大量使用土壤置换法耗费工程成本过高。
2、软土表层的技术处理
软土表层的技术处理指软土层上土地表面的处理工作。一般会采用排水、砂垫、敷设等方法进行技术处理,通过这些技术处理,可以使软土层的地表层强度得到提高,地基也不易发生变形,进行技术处理的同时,也要注意地基上做好均匀分布填土的工作,方便机械的施工操作,使用的技术如下:
(1)、路面表层的排水技术
路面表层的排水技术主要解决土质比较好,含水量大软土路基的问题。路基填土施工前,要在地表挖掘沟槽,将地表水排除干净,对地基表层的含水量也要进行控制,使施工的机械能够正常行驶,用透水功能好的碎石或沙砾进行土层回填的操作,保证路基工程的正常作业。
(2)、地基敷设材料的应用
地基的敷设材料大多是应用于土层分布不均的地基。地基如果发生局部不均或沉降问题,就要应用敷设材料,通过材料的抗剪性与抗拉力,保障地基正常荷载,使施工机械能够正常行驶,而敷设材料对地基局部的沉降与变形问题起到改善的作用,敷设材料大多为化纤无纺布或土工布、玻璃纤维隔栅一类的材料。
(3)、砂垫层法的应用
砂垫层法一般应用于软土路基上部,土层薄、含水量大,可以在软土路基上铺垫0.5~1.2m厚的砂垫层,砂垫层可以固结软土层,充当排水层的作用。砂垫层可以降低填土层的含水量,保证机械的顺利通过进行施工。
砂垫层的工作一定要注意两个技术问题:施工机械和敷设样板的问题。施工机械的选择要从对路面压力、强度等方面考虑,确定了砂垫层的厚度,就可以保障施工机械的顺利通行了。如果某路基土层特别软,需要更厚的砂垫层,可砂垫层过厚,会极大增加路基施工的成本,所以可以采用砂垫层与路面表层排水技术联合使用的技术。
敷设样板问题是在砂垫施工时,使用推土机等机械进行联合摊铺的作业,使路基保持最大程度的均匀,应用透水性差的粉土进行回填,不要使路基的砂垫层被覆盖,影响路基软土层的排水,由此可见,在砂垫层进行软土层施工时,最好敷设样板。
(4)、添加剂方法的应用
添加剂的方法一般应用于粘性土质的地基里,在地基的表层粘土里增加添加剂,如生石灰、水泥等。添加剂可以为地基增强压缩性与强度,使施工机械能够正常通行。添加剂还可以提高地基填土层稳定性。有些添加剂需要进行现场搅拌,添加剂对降低填土层含水量,改善路基土质结构具有十分明显的效果。随着时间的变化,添加剂会使土层发生化学的凝固,彻底改变粘土层的土质结构,提高整个路基的稳定。
3、粉喷桩的加固处理技术
(1)、准备工作
粉喷桩开始施工之前,要做好相关技术与材料的准备工作。如土质检验报告、施工标准、添加剂的配比、粉喷桩的设计图等。施工现场也要做好清扫的工作,路面要保持平整干净,对低洼不平处要及时回填,检查相关施工机械的试验运行等。
(2)、严格控制原材料
原材料是保证粉喷桩施工质量基础,只有应用符合质量标准的材料,才能实现技术施工的高质量完工。
(3)、施工工艺正确
粉喷桩的施工工艺要根据设计要求进行配比,一般试桩五根,试桩后就可以确定实际施工所用的喷粉量与钻机速度等技术问题。
4、加载法的应用
加载法是针对软土基沉降和地基强度的问题做出的准备工作。防止路基附近出现土质沉降。
(1)、降低地下水水位
降低地下水水位可以促进路基沉降,保持土壤粘性的方法。当施工工程附近有水源,就要采用降低地下水水位方法,增加抽水量,促使路基沉降,要做好抽水区的钢板桩加固工作,防止对抽水区外的损害。
(2)、填土加载法
路基土层完成铺装,路基表面会残留沉降量,一定要将沉降合理控制,可以使用填土加载法,在施工中,要对施工全程进行监测,保持地基的稳定性。
结束语:
路桥施工中,软土地基具有很大的危害,如果处理不当,施工质量就会受到影响,地基不稳,发生沉降。施工中可以根据施工现场的具体情况进行分析,采取相应的施工技术解决问题。
参考文献:
[1]徐泽中.公路软土地基路堤设计与施工关键技术[M].北京:人民交通出版社,2012,21.
[2]宋海波,祖振基.路基施工中软基处理的几种方法[J].黑龙江交通科技,2011(3).
[3]潘志灵.坪西一级公路软基处理施工[J].路基工程,2013(6).
[4]牛志荣.地基处理技术及工程应用[M].北京:中国建材工业出版社,2011.
[5]王立中,李亮,樊云龙.公路软土路基处理方法分析[J].安徽建筑.2012(09).
[6]齐飞,张禹.软土路基施工处理探讨[J].中国城市经济,2011(11).