路桥施工技术在软土地基处理中的应用

2021-04-10 18:20
工程技术研究 2021年8期
关键词:路堤路桥软土

中交一公局集团有限公司,北京 100020

软土路基强度非常低,同时压缩量高,含有大量软土层,且其中含有很多粉土和黏土等微小的颗粒,很难长期保持稳定状态,这给路桥施工埋下了质量隐患。如果不能提前处理软土路基,路桥工程就会受到软土路基影响,出现路面沉陷、桥梁塌陷等问题。因此,要想保证路桥施工质量,避免质量问题出现,就要在路桥施工过程中运用正确的方法对软土路基进行处理,从而提高路基的强度、减少沉降量,保障施工顺利进行。

1 软土地基的基本特点

1.1 土层空隙大

与正常地基相比,软土地基的土质中含水量非常大,内部的空隙也更多。其原因在于软土地层中黏土、粉土多,其中有大量负电荷,在空气同负电荷接触时,粉土可以将空气中的水分吸收,使土层中水分增多,空隙也就增多、增大。

1.2 流变性较强

因软土地基中含有大量水分,故软土地基的硬度和强度也不高,如果有外力作用到软土地基上则很容易造成地基的变形。因此,要想在软土地基上进行路桥施工,必须提前对软土进行加固处理,使其满足路桥施工对于地基的最低指标要求,这样竣工后才不会因为地基流变性强而出现路面变形和桥梁坍塌的问题。

1.3 压缩系数高

由于软土地基土层的孔隙多且大,承受外力的能力弱,且压缩系数高、反弹作用强,若施工前期没有有效地处理软土地基,则不能得到良好的加固压实效果,会直接影响后期施工,使路桥寿命缩短,并提高路桥养护的难度[1]。

2 应用路桥施工技术处理软土地基易出现的问题

针对软土地基的施工,刚开始施加荷载时,可能会因为孔隙中水压力太高而导致地基强度降低的问题。实际施工中,如遇到软土地基,必须清楚该类型地基的特点,即触变性强、流变性强、沉降不均匀等。如果没有做好对软土层的处理,则后期地基土层受到持续荷载作用时可能会出现路面沉降、开裂等问题。软土地基的结构强度仅能够在土壤没有遭到破坏的情况下保持原有形态,若有施工扰动,强度会迅速降低,表现稀释状态。另外,软土层有很多粉细砂的透镜体,不管是水平方向还是垂直方向都会出现非常明显的差异,直接导致路基出现不均匀的沉降。

对于软土地基的处理,如果前期没有准确勘查路况,或者有遗漏的地方,或者地面沉降的时间比较长,都可能导致施工后的地基强度达不到标准。实际施工中,软土地基处理方法使用不当会使路堤的稳定性降低,严重情况下还会影响到外围建筑物,降低整个施工项目的稳定性[2]。例如,施工时没能合理地进行分层或者填土速度过快、填充用料的质量不高,都可能导致路堤失稳问题。另外,进行到台背回填施工时,会因为受到结构物推挤作用和摩擦力的影响而导致桥台变形。因此,必须针对路桥工程地基进行全面考察,加强前期的土层检查,选择合适的路桥施工技术对软土地基进行处理,这样才能更有效地确保处理效果,提高地基强度和承压力。

3 应用路桥施工技术处理软土地基的方法

3.1 粉喷桩施工技术

针对路桥施工项目遇到软土地基的情况,可采用粉喷桩施工技术进行处理。粉喷桩使用专用成桩设备,通过钻孔方式把固化剂压入地基中,此时需要给固化剂施加一定压力,让土壤里的水分与固化剂充分混合在一起发生化学反应,从而使土壤中天然含水量降低,并发挥固结剂的作用,进而提高土壤强度。运用此技术进行施工之前,需要详细地勘查施工场地的地质情况,测量工程所在地的高程数据,并进行土工常规实验,收集全部的地质、水质数据和信息,并进行详细记录。除此之外还应注意,在粉喷桩施工技术的运用过程中,需要详细对比各个参数,找出最佳的粉喷桩施工参数,同时还要依据施工实际情况调节参数比例,从而更有效地提高桩基础的质量[3]。

为更有效地保证粉喷桩的流动性,可以在喷桩的原材料中增加一些硫酸钠或石膏,进而提高固结性能,构成隐形的粉喷桩,极大地提升软土地基承载力。在此基础上可以铺设合理厚度的沙土或黏性土,进而提高软土地基路面的稳定性和平整性。同时,仔细检查粉喷桩直径,依照规定时间搅拌喷粉原料,钻机使用之前和之后都要检查钻机钻头,不能让钻头磨损度超出2cm,这样才能更有效地提高桩基础质量。

3.2 深层及表层排水技术

因为软土地基最大的特点就是含水量高,所以要想加固软土地基就需要采用科学的排水处理技术,降低土壤含水量,减小土壤孔隙。从路桥施工实际出发,选取与施工现场情况最为合适的排水技术,使水从土壤中排出,以加强软土地基稳定性,提高路桥工程安全性。路桥施工中常用的排水技术是深层排水技术和表层排水技术,两种技术都是处理软土地基时必用的技术,极大程度上保障着排水的效果。

表层排水技术是将少量砂石铺设在软土地基之上,使软土地基中含水量减少。铺设砂石的方法结合压力排水方法可以获得更好的排水效果,此种方式排水量更大,也能促使软土层的固结与沉降,提高软土地基的安全性和稳定性,并为后续的施工奠定坚实的基础。

深层排水技术是把挤密设备设置到地基中,借助设备产生的强大压力挤压出土壤中多余的水分,同时利用排水井将水排出,地基失去水分后就会慢慢固结。在应用此技术时,需要提前测量出软土地基的含水量和地基厚度,依据测量数据布置挤压设备及设计设备工作参数,进而得到最佳的处理效果。

深层排水技术与表层排水技术存在着本质上的区别,一般需要与排水井配合,这样才能更好地完成软土地基处理工作。

3.3 强夯处理技术

软土地基的土壤组成中,粉土和黏土比重较大,这些都是微小颗粒,也就使得土壤土质变得疏松,土壤内部空隙大。针对此问题,可以使用强夯技术进行处理。路桥施工项目中,普遍使用强夯技术,主要用于改变软土地基的性质,可强有力地弱化软土压缩性,从而不断提升其稳定性。此技术的核心是利用地心引力让一个重量超大的物体从高处落下砸到软土地基,也就是直接打击软土地基,可使土壤孔隙缩小,以达到夯实地基的作用。强夯技术可以使地基变得更密实,荷载能力提高,进而提升地基安全性、稳定性。使用强夯技术处理软土路基时,不可以在居民聚集区域和铁路附近进行施工,避免让居民和铁道受到重物落下产生振动的影响。

3.4 通道及涵洞处理技术

路桥施工很可能需要开辟通道和涵洞,同时此部分也是软土路基,因而要合理运用通道及涵洞基底处理技术对软土地基进行处理。通常使用旋喷桩技术,使用特殊设备把喷头和注泵管设置到软土地基底部,使用高压装置通过喷罐方式把混凝土浆液喷注到软土地基中,这样不仅可以提高地基面的密度,还能提高地基荷载能力,保证地基稳定性。使用旋喷桩时,浆液密度高,必须确保喷灌施工位置没有障碍物,避免对其造成破坏。一般情况下,旋喷桩技术应用过程中,需要把旋喷桩设置到桥台和路堤位置,避免加固时桥台或路堤发生不均匀沉降。但路堤非常高时,使用此技术会提高成本投入,因此可以依据实际情况选择架桥桥梁的方式。

3.5 土质转换技术

如果不处理好软土地基,则一定会出现沉降和变形以及塌陷的问题,降低路桥质量,影响车辆通行。因此,路桥施工中要运用合适的技术处理软土地基,可以采用土质转换技术,提升地基稳定性,增强土体荷载能力。在施工条件允许的情况下,可以提前将地基的软土部分转换成优质土质,用一些高质量土壤填充。此方式适合于规模较小的市政路桥施工项目,如果是大型的路桥施工项目则不能使用此处理方法,一方面会让路桥施工变得复杂,另一方面也会增加施工成本。

3.6 反压护道处理技术

要针对路桥施工项目的路堤两侧填筑合适的护道,进而稳定路堤,保持路堤平衡。通常情况下,护道填充高度是路堤填充高度的1/2或者1/3,这样可以显著提高路基稳定性,也可以简化施工工序。路桥施工项目的涵洞施工过程中,需要在路堤位置设置旋喷桩、粉喷桩、砂桩等,进而可以加固软土地基。利用此类技术能够避免桥台和路堤间出现落差明显的沉降,使路基更加稳定。

4 结束语

综上所述,在路桥施工中要提前勘查地基情况,如果是软土地基,则需要运用合适的路桥施工技术对其进行处理,降低软土地基中的含水量,使路基土壤变得更密实,进而提高地基荷载能力,提高稳定性,这样才能避免后期路桥的沉降和塌陷问题。

猜你喜欢
路堤路桥软土
沿海公路路基沉降分析与修复措施
软土路基的处理方法研究
浅层换填技术在深厚软土路基中的应用
邢台路桥建设总公司
河南万里路桥集团
路堤下CFG桩复合地基稳定分析方法探讨
级别分明
浆喷桩在软土路基处理中的应用
多年冻土区铁路路堤临界高度研究
煤矸石浸水路堤不均匀沉降研究