摘要:软土地基是路桥施工期间的常见土质类型,该类地基处理效果直接关系着路桥施工质量及使用年限。文章在阐述软土地基对路桥工程形成影响的基础上,结合具体工程案例,重点探究路桥施工技术处理软土地基的方法与要点。希望能与同行分享技术经验,整体优化我国路桥工程整体建设效果。
关键词:路桥工程;路桥施工技术;软土地基;处理方法
在路桥工程建设施工阶段,处理软土地基是重要一环,也是施工阶段的难题之一,处理效果直接影响路桥工程使用年限长短及稳定性高低,故而现阶段很多路桥施工单位予以软土地基处理过程较高重视。但是,在施工实践中部分施工人员并没有扎实掌握软土地基处理流程、方法技巧等,这是令人堪忧的。笔者结合长期的施工实践历程,总结路桥施工技术处理软土地基的具体方法,以供同行参考。
1 软土地基对路桥工程造成的危害
软土被定义为天然含水量、压缩性偏高、承载能力较低的一类软塑至流塑状态的粘性土类型,形成软土地基的材料有微小颗粒的黏土、较大空隙的泥炭与疏松砂石等[2]。软土地基有硬度偏低、容易出现形变、固结定型过程较为迟缓等特征,在路桥施工阶段,和其他土质相比较,软土地基发生变形的风险更高,稳定性更低。另外,因为软土地基内的含水量偏高,可能难以达到路基工程施工设计要求。可能出现的问题主要有如下几种:
1.1松散类病害
该类问题通常出现在使用年限相对较长的路桥路面,路面部分材料剥落或有松散是松散类病害的主要外在表现。对该种病害形成的原因予以分析:(1)因路基施工强度不足,诱导工程运行阶段局部路段路基出现沉降问题,造成该区部分材料的松散度增加。(2)路面使用年限较长,自然侵蚀引起风化现象,造成路面施工材料衔接紧凑性降低。(3)路面施工阶段,排水系统等设计欠缺合理性,因雨水的侵蚀作用等促进路面建材腐蚀过程,严重情况下材料剥离。
1.2渗水
可以把渗水问题细化为两种类型:(1)表面渗水,会诱导周边建筑物裂口形成过程;(2)内层渗水,可能会增加地面湿度,严重情况引起沉降问题。据记载[2],软土地基含水量约为60%,这是造成该类地基其抗剪强度下降的内在原因之一,进而难以保证压缩性符合路桥工程设计要求。
1.3沉降
在挖掘地基过程中,周边土体易出现沉降现象,相邻的建筑体过重,或相邻两个建筑工程间距过小等,就会促进建筑物自体形变过程。另外,软土地基平整效果不达标、各部位厚度不均等或者中心点移位下沉、填土量过多或过少等形成摩擦力,均会引起地基出现额外沉降问题。
1.4稳定性偏差
在恶劣气候条件下施工,将会诱导软土地基自然沉降过程。路桥工程竣工并投用后,在车辆荷载等诸多因素的作用下,地基也会出现不同程度沉降,进而诱发较为严重的地基结构施工问题。另外,在处理软土地基过程中,施工单位若不能借用先进技术、机械设备等,很可能造成软土结构处理强度整体较低,严重时为工程后期安全使用埋置安全隐患,降低工程使用过程的安全性。
2 工程概况
某工程内公路呈现为东西方走向,全长为4290m,宽为42m,列属于双向6车道。在具体施工阶段,总承包单位严格依照大城市道路建设标准规划工程施工方案,标准车速限定为40㎞/h。现已知,本路段的起始端与站前路平行相交,后续道路由西北向转为东南向,为调整本道路格局,拟定建设立交桥,并在地下建筑物下设置人行通道;道路后端要和
支线铁路构建平行相交关系。
3 处理软土地基的方法及要点
3.1施工放样处理
在工程施工放样环节中,要求施工人员认真阅读设计图纸,明确各种材料选购、机械设备租赁等情况,严格依照施工图纸设定的要求,绘制桩位的平面布置图等来,随即开展编号工作,这对软土地基施工过程能起到科学指导,保证施工作业活动有序开展,同时也要依照设计内容设定质量控制位点[3]。在全站仪的协助下放出挤密桩区内的控制桩,而后在钢卷尺协助下科学设定桩体间距,采用小竹签作出标识,从根本上保证施工期间桩机设备就位的精准度。放样处理期间,施工单位应积极落实平整工程现场工作。为提升工程场地整顿作业效率,建议联合使用装载设备与人工操作,将滞留在场地中的杂物整体清除,确保基坑开挖至工程设计标高处,并对其作出相应处理。
3.2拟定项目方案
经现场勘测,发现本项目工程路桥全程约为4400m,附加大道重建段地基等其他路段,在你当项目施工方案时,一定要依照地质勘测资料、工程特征及施工总目标、也要明确施工人员配置及设备技术能力等因素,最后承包商把施工人员分配成两组施工队完成地基施工作业,并派遣专人加以组织、监督。
3.3利用路桥技术加固软土地基
3.3.1转换法
该种技术手段适用于表层软土地基加固处理领域中。在具体应用期间,要求施工人员先挖出软土地基底部下一定深度区间中的松软土层,随即使用硬度、强度、稳定性、抗腐蚀性等指标优良的砂石、土砾等材料将原土质取而代之[4]。还需要借助机械设备或人工对地基浅层合成材料予以压牢、夯实等处理,以使软土地基整体处理效果符合工程设计要求。采用转换法处理软土地基,优势有两个,一是强化施工流程的简洁性;二是提升地基土质的承载性能。
3.3.2排水固结法
实质上就是采用排水设备处理地基,力求在设备设施协助下将软土中储有的水分排出至外界,借此方式降低土体含水率,增强地基结构稳定性与承载能力。塑料排水板、沙井排水、水管排水等是当下建筑领域中常用的排水措施。针对软土淤泥含水量>430%,深为5~20m的地基,可以应用塑料排水板加载固结作出处理,以上技术手段获得的处理效果已得到施工单位及建设方的高度肯定。图1是塑料排水板的结构图示[5]。
图1 塑料排水板示意图
3.3.4挤压牢固法
挤压牢固的作用机制为在相关器械工具协助下,进行振动、挤压等多种操作,强化地基软土之间的密集性,借此方式提高地基机构的硬度。
(1)挤压木桩加固:深层石灰搅拌水泥基砂石是过往加固软土地基的常用原料,而石灰和以上材料相比较,在优化地基结构加固效果方面体现出更大效能,这主要是因为相比较之下石灰吸水性能更优良,发生化学反应后能出现不同程度膨胀现象[6]。故而在处理软土地基过程中,建议施工人员结合路桥工程建设实况,合理使用深层石灰搅拌技术。要求将适量砂石填铺于地基的表面区段,随后在大型机械设备协助下粉碎砂石,最后添置石灰材料。为确保地基承载能力符合工程设计要求,建议要结合石灰材料的含水量偏高的特性,充分予以搅拌,进而整体优化地基加固效果。该方法适用于素加层土、杂加层土以及湿度偏高的软土处理领域中,有减缩施工周期、节省施工材料及降低造价成本等作用。
(2)夯实法加固:该种方法又被称之为压力凝固法,在施工过程中,施工单位可以采用50t强夯机将夯锤吊起到与地面相距6~40m处,随即让夯锤吊做自由落体运动,其能对地基形成较大冲击能,促进地基动应力、冲击波整合过程,这样最初处于松散状态的土体就会被压缩为一体,较明显的提高了软土地基密实度,该方法通常用于处理杂填上、碎石上等地基,能较快速的达到工程施工对层厚度、土质含水率及粒径等指标提出的要求,但严禁用其处理黏性偏大的路基。
3.3.5土工合成材料处理法
土工合成材料即是使用现代机械设备,利用化学聚合物作为基础原材料而制作出的成品,现已经证实其在岩石或其他工程项目内部加固中、浅层或不同结构间空隙填充领域中均能取得良好效果,该类新型材料在防渗漏、过滤以及加固等诸多方面均体现出良好效能。
结束语:
在路桥工程建设期间,施工单位一定要树立质量安全意识,加强各个环节施工质量的控制,特别是要重视软土地基的处理。结合工程实况,以合理的处理手段为支撑,最大限度的维护路桥工程施工阶段地基的牢固性、增强其承载能力,保证路桥工程能如期竣工,延长使用寿命,保证车辆通行安全性,进而社会经济发展提供更为优质的服务,造福人类。
参考文献:
[1]倪洪将.试论软土地基处理技术在市政路桥工程施工中的应用[J].居舍,2019,14(36):76+79.
[2]方小荣.公路桥梁软基路基路面的施工要点构架[J].智能城市,2019,5(21):168-169.
[3]彭玲,袁雪花.路桥工程建设中路基路面施工技术要点[J].人民交通,2019,19(10):73-74.
[4]钟超文.试论软土地基处理技术在市政路桥工程施工中应用[J].低碳世界,2019,9(09):303-304.
[5]张建新.探究路基施工技术对软土地基处理方法[J].建材与装饰,2019,41(21):240-241.
[6]田克星,王星.不同材料在软土地基路桥施工中的应用[J].信息记录材料,2019,20(07):232-233.