摘要:软土路基是道路施工中常见病害之一,软土路基具有压缩系数高、流变性强、土层水分高、缝隙大等特点,在道路工程中会造成路基结构不稳定、结构形变、路面塌陷等不良影响,严重的情况下还会导致安全事故的发生。因此,多年来我国道路施工都非常重视软基加固技术的研究,结合不同的软基类型,选择不同的加固技术,以达到最佳加固处理效果,提高道路工程结构整体稳定性,安全性。以道路工程施工中软基加固技术为例,对其相关施工技术与方法进行研究。
关键词:软土路基;软基加固技术;应用
前言
为了能够进一步提高和优化我国道路工程施工质量,加大力度研究软基施工技术是关键。软土路基是影响我国道路工程整体质量主要因素之一,由于软基地质情况复杂、施工环境恶劣,因此软基加固施工难度大、耗时长,随着科技技术的发展,软基加固技术也在不断优化,科学运用软基加固施工技术可以大大提高道路施工质量。
1.道路工程软土路基的特点
1.1抗剪力强度低、压缩系数高
道路施工中软土路基的特点是压缩空隙大,抗剪力强度低,同时具有较高的压缩系数,这样就会对路基施工造成不利影响。软基加固技术可以对路基抗剪力强度、压缩技术进行分析,从而完善施工方法,提高路基稳定性与牢固性,进而保障道路工程施工安全与整体质量。
1.2流变性以及触变性相对较强
公路运行时间越长,路基所承受的荷载就会越大,随着时间的推移,软土路基根部可能就会出现塌陷的情况,此时如果不能及时发现并处理,那么就会导致公路路面出现损毁,从而影响车辆的正常通行,甚至导致安全事故的发生。在软土路基加固过程中,必须要考虑路基外部荷载的问题,要结合软土触变性以及基本特性,选择合适的加固措施和加固技术,从而达到最加的加固处理状态,从整体上提高路基稳定性,确保公路工程整体结构可靠性与安全性。
1.3软土空隙较大以及含水量较高
软土路基内部结构存在较大空隙,并且土层中含有大量水分,这样在外部压力的作用下,软土结构内部空间缝隙变小,水分被挤出,软土路基整体形态和结构就会出现变化,从而导致公路路基结构的形变与不稳定性。另外,软土路基土质松软,在外部空气、风力环境的长期作用下,软土中的水分蒸发,土壤颗粒之间的应力变小,也会导致路基不稳定,或者出现形变。
2.道路施工中软基加固技术
2.1现浇混凝土管桩技术
现浇混凝土管桩技术是目前道路软基加固中比较常见的技术之一,在实际施工过程中要结合施工实际情况,优化和调整道路工程项目施工方案。全面分析道路路基施工状况,结合施工方案,科学、合理的运用软基加固技术,从而确保加固施工质量。一般来说,现浇混凝土管桩技术在软基加固处理中运用,可以明显提高软基稳定性,混凝土管桩技术与加固处理技术相结合,首选要对施工区域的地质水文情况进行全面勘查,包括地下建筑物、管线以及地上建筑物、管线情况,障碍物及时处理,重要建筑物以及管线及时保护,将所有杂物清理完毕之后方可施工。现浇混凝土管桩技术结合预应力混凝土管桩与振动沉管桩的优势,大大提高了加固效果,同时现浇混凝土管桩还具有很高的强度,直径最大可到 150 米左右,管桩长度能够超过 20 米,其施工工艺简单,施工操作性强,能够有效控制桩身质量,成本低,在我国公路软基加固处理中得到了广泛应用。
2.2水泥搅拌桩加固技术
公路软基加固施工中水泥搅拌桩加固技术也十分常见。此技术在 20 世纪 70 年代在我国软土路基中开始广泛应用,由于其具有良好的加固效果,因此普及十分迅速。现阶段,在软土路基加固中常用的施工方法包括浆喷法与粉喷法。浆喷法是将液态的水泥灌入软土结构内部;粉喷法则是使用粉体搅拌机对专业粉体进行搅拌,水泥通过压缩空气向软土路基内部
均匀喷入,粉体搅拌机砖头以匀速状态搅拌水泥和软土,从而构成水泥搅拌桩。通常来说,水泥搅拌桩的处理深度不能够超过 15 米,一般都是在含水量大、软土厚度较高的路段使用。
2.3强夯法加固技术
强夯法加固技术,就是利用重锤从一定高度落下夯击土层,使地基快速固结的方法。这种施工技术的目的就是提高软土路基的承载力。强夯法加固技术又被称之为动力固结技术,主要是利用重锤连续夯击土层,从而减少土层之间的缝隙和水分,达到加固土层的目的,通常此技术应可用于各种类型土层,具有适用范围广的特点。在一般粘性土、黄土、人工填土等尤其适用,如果是土层中含有大块碎石,那么则需要结合其他加固技术联合完成。
强夯法的加固效果显著,在软土路基中运用此项技术,经过连续夯实之后,地基承载力会明显提升,地基干密度会大大提高,土层空隙显著减少,路基的承载,抗性变能力都会得到提高。
2.4真空预压法
真空预压法的应用流程主要为以下几点,首先,要重视铺设砂垫,将加固区域场地进行整平处理,结合滤水砂垫的设置,随后将塑料排水板插设规整;其次,要进行真空预压系统的设置安装,该系统主要以监测仪、滤水管网和真空泵组成;最后要保证密封膜的质量,必须要有一定韧性,同时也要求其抗穿刺性好,这样才能保证工作质量。在进行真空预压法施工过程,水平排水中的气体会首先抽出,这样才能起到隔离外界气体的作用,在有效的运用过程,必然要考虑其压力问题,若压力降低,那么需要重视真空度,及时进行空气排出处理,在该方法运用过程,要重视降低土体内的空隙水压,这样利于提高应力,从而保证地基加固质量。
2.5换填法
换填法较为常用,作为较为简单的处理方法,主要以人工加固为主,通过将原有的软土进行处理,替换土层,以实现加固的目的,通过换填进而形成一种新的基层,这样利于施工进行,也能够提高地基加固效率。换填法工作过程简单,并能够提高固结性能,从实际技术应用过程分析,改方法应该不断进行推广与完善。在具体的应用过程,要合理的进行施工与完善,要加强基础地面的软土处理能力,随后结合实地情况,科学的利用一些资源丰富、取材便利的原料进行填充,在有效的处理过程,通常每次的压实厚度保持在 8mm 以下,并需要重复压实处理,这样才能保证整体工作有效开展。
3.道路施工中的软基加固施工技术应用
3.1桩基检测
在软基加固施工技术应用过程中,为了保证技术应用效率,要科学的进行桩基检测,通过有效的检测,大大提高了技术应用能力,也保证了施工质量。从实际检测方式分析,其主要有以下几种:现场开挖、单桩承载力检测、低应变检测等。现场开挖以分析桩基外观和质量为主,检测时间要控制在完工的后 2 周后进行,这样利于提高检测效率,可以以抽检的形式进行,抽检过程要控制好抽检数量,通常要超过 3 根桩基,这样才能科学的进行数据分析。低应变检测过程,要充分考虑桩基的强度和完整性,通常会利用反射波原理,在具体检测过程,要合理的控制检测总数量,通常以总体的 1/4 以上为基础,检测的结果要尽量与道路施工需求相同,在实际工作开展过程中,可以对其检测结果进行等级评定,这样利于掌握桩基实际情况。单桩承载力检测的目的是有效的分析道路的承载力,在检测过程要重视数据信息的对比,要结合国家制定的标准,积极保证各项数据的准确性。通过几种方法的运用,不断满足施工需求。
3.2加固软土地基
软土地基具体的加固方法,主要有添加石灰、使用固化剂以及高压旋喷等方式,添加石灰过程其目的是通过石灰与软土之间的反应,确保软土地基强度增加,以提高工程建设水平,通常会运用到钻机等常用工具进行。在高压旋喷过程,需要事先做好固化剂的调适,随后将其喷射到软土地基中,以提高软土固化能力。固化剂的使用过程主要结合软土与固化剂的混合,最终形成复合桩体,保证其强度,这样一来,在完成基地加固过程,其道路施工会更加顺利,也能够确保道路施工质量。
4.工程实践
成都经济区环线高速公路简阳至蒲江段项目,起止桩号 K182+350~K308+727,全长 126 公里。主要工程量:双向六车道范围内所有的路基、路面、绿化、环保、交安及房建等工程。共设置 17 处互通式立交,桥梁 22267.19 米/113 座,隧道 4228 米/2 座,分离式立交 16处,人行天桥和渡槽 29 座,涵洞及通道 375 道,沥青混凝土路面474 万平方米,服务区及收费站房建面积 4.17 万平方米。根据前期勘察设计成果,局部段落存在软土地基。地基含水量高,流变性及触变性较高,承载力低,达不到设计要求。根据查阅相关资料并对若干工程进行考察,确定软土地基根据级别不同采用不同的方式。软土地基厚度较小时,直接开挖换填。软土地基厚度较大时,综合考虑工程周边环境采用加固及强夯换填方式。施工过程中严格按照设计要求及相应规范,最终取得满意的处理结果。
结束语:
总之,随着新时期发展,为了进一步做好道路施工中的软基加固施工,要科学的引入完善的技术方法,并要结合有效工作实际,不断进行技术实践应用,从而才能保证软土地基施工水平。通过本文的有效阐述,作为相关技术人员,要不断加强技术创新,积极探索更加完善的技术方法,以确保道路施工建设水平不断提高。
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