道路桥梁施工中软土地基处理技术应用实践杨永均

发表时间:2020/3/14   来源:《建筑实践》2019年38卷第21期   作者:杨永均
[导读] 由于不同地区的地质条件不一样,经常在施工的过程中遇到许多软土地基情况
        摘要:由于不同地区的地质条件不一样,经常在施工的过程中遇到许多软土地基情况。在软土地基上进行施工作业,需要对软土地基的地质性质、加固方法等进行研究,否则会存在重大安全隐患。论文主要阐述了道路桥梁施工中软土地基的处理及其加固措施。
        关键词:道路桥梁施工;软土地基;处理;加固
1软土地基特性
(1)水分较大:因为软土的孔隙较大,所以和普通的地基相比较,含有的水分较多。不同的地区,土质的含水量存在明显差异,尤其是南方地区,雨水较大,软土很容易吸收空气中的水蒸气,使得软土的孔隙逐渐增大,影响路面结构的整体稳定性,路面容易出现沉降现象。
(2)强度较低:软土地基内部结构密度较低,在荷载情况下,内部结构无法承受,造成路面出现沉降。
(3)渗水性较差:软土地基的渗水性能较低,垂直层面几乎是不透水的,影响地基的强度。在实际施工过程中,假设软土地基中沙土和黏土的比例过高,再加上相关人员对其处理不合格,会大大地减少软土地基中黏土固化的时间,这样使得软土凝固所需要的时间越来越长,固给了气泡产生的时间,而大量气泡的出现又会堵塞排水通道,影响路桥施工的正常进行。
(4)高压缩性:软土由于孔隙比大于1,含水量大,容量较小,土中含有大量微生物和可燃气体,所以压缩性高,且长久达不到稳定。在其他相同条件下,软土的塑限值越大,压缩性也就越高。
2道路桥梁施工中软土地基处理技术应用实例
        某公路进行清淤换填处理,清淤深度2.8米。施工单位进场后清淤发现淤泥埋置深度前后、左右变化较大,与设计出入较大,进行了补充地质勘探。补勘资料结果表明地基存在较厚软土层,本次将对该工程的软土地基情况进行处理分析。
2.1公路现状
        确保地基稳定性是道路工程施工中的一项重要内容,做好该项工作是确保道路工程安全性和施工质量的关键。但是,从实际情况来看,道路工程施工中经常会出现软土地基问题,处理不好软土地基,会对安全性造成严重威胁[1]。可见,应当加强对软土地基处理工作的重视,要全面勘察施工现场的具体情况,充分与勘查结果相结合,采取科学的方式完成对软土地基的处理,使道路工程施工中软土地基问题能够得到解决,进而使道路工程的整体质量能够得到提高,满足人们的应用需求。结合现场调查,软土地基段裂缝平面形态呈直线延展,裂缝集中在该路段,裂缝延续长度约80m,裂缝宽1~3mm,距左侧路肩边缘5~6m,裂缝深度较浅,见图1。

图1水稳层开裂示意图
2.2沉降计算
        ①本次软基规划是采用理正岩土6.5版本,软土路堤、堤坝设计软件。②由于地质情况较复杂,软土分布不均匀,计算时采用的压缩层厚度是以最下面分层附加应力与自重应力比值不大于15%为标准。
③对于地基沉降来说,地基的主固结沉降是总沉降的主要部分,根据规范和已建高速公路的经验,本次地基的总沉降采用沉降系数m与主固结沉降Sc计算:S=mSc,m的取值范围为1.1~1.7,根据规范相关公式计算。小于1.1时取1.1,大于1.7时取1.7。④主固结沉降:采用(分层总和法)压缩模量法计算主固结沉降。
3处治方案
3.1换填轻质土
        施工正式开始前,要对基槽的情况进行详细检查,将基槽内的浮土清理干净。若施工现场地下水位较高,要依据施工现场具体情况,编制一套科学的排水方案,完成对地下水的排放。具体施工中要分层铺垫,夯实,最为常用的夯实方法就是平振法。通过对平板振捣器的应用, 多次振捣垫层,每层铺筑厚度应当控制在 200mm ~ 250mm 之间,含水量要控制在 15% ~ 20% 左右。需要特别注意的是,该方法不适合应用在细砂作为填料 的地基工程中。一二级平台边坡按照1:1.5坡率放坡,二级平台宽7.45m, 二级平台边坡按照1:1.75坡率放坡至鱼塘底部(详见处理方案设计图),见下图。

图2 护坡道修整示意图
        表1 换填轻质土稳定性计算
 
        综合考虑,换填轻质土方案+修整反压护坡道的处理方式,换填轻质土厚度2.5m,见下图。

图3 换填轻质土示意图
3.2路基范围内施打预应力管桩
        管桩属于刚性桩,处理后的复合地基承载力能够显著提高,同时沉降和工后沉降都比较小。由于反压护坡道填土压实度较差,并且长期被鱼塘水浸泡,现状高度较高稳定性较差,建议对反压护坡道进行修整,修整情况同上。经计算,桩长22m,桩间距2.4m,桩端进入持力层不小于2m,单桩承载力特征值420kN。
3.3 路基范围外施打预应力管桩
        管桩属于刚性桩,具有一定的抗剪强度。
        表5 管桩路基外加固稳定性计算

        经计算,桩长20m,桩间距2 m,正三角形布置,设置6排桩,稳定性满足规范要求。
4方案比选
4.1 换填轻质土方案
        处理措施:换填轻质土厚度2.5m,修整反压护坡道。优点:施工简便,有利于减少工后沉降和加强路基稳定性,施工技术成熟。缺点:①反压护道宽度较大,需要补征地。②需继续进行沉降观测,待沉降稳定后才能进行路面层施工。
4.2管桩方案
        路基范围内处理措施:桩长22m,桩间距2.4m,桩端进入持力层不小于2m,单桩承载力特征值335kN。坡脚外加打一排加固桩,桩顶设计标高21.5m。
        路基范围外处理措施:桩长20m,桩间距2 m,正三角形布置,设置6排桩,桩端进入持力层不小于2m,桩顶设计标高20.0m。
        路基范围外处理措施:桩长16m,桩间距2 m,正三角形布置,设置3排桩,桩端进入持力层不小于2m,桩顶设计标高20.0m。优点:①施工技术成熟,有利于减少工后沉降和加强路基稳定性。②工期短。
缺点:①锤击施工噪音较大,可选择静压施工。
结语
        综上所述,道路桥梁施工中经常会遇到软土地基的情况,对软土地基进行处理和加固就显得格外重要,软土地基的处理不得当, 会导致整个路面出现沉降现象,并且,也会对人们的生命财产安全带来极大隐患。在进行处理前,需要对软土地基进行科学的勘探,根据勘探的结果,制订合理有效地处理措施,在确保路面的稳定性和承载能力都达到标准的前提下,缩短施工的周期。
参考文献
[1]郑广.道路桥梁建设中水泥土搅拌桩加固地基与施工技术[J].工程  建设与设计(上半月刊),2019(8):51-52.
[2]杨眉,姜贵姣.论述道路桥梁施工中的软土地基处理技术[J].建筑工程技术与设计,2018(5):1662.
[3]宋乐.道路桥梁施工中软土地基的处理技术[J].城市建设理论研究(电子版),2016,6(8):6281.
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