市政路桥工程施工中软土地基的处理 胡建英

发表时间:2020/10/12   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:胡建英
[导读] 摘要:软土地基处理是市政路桥工程施工中的一个难点,软土地基的承载力较差,一旦荷载超过其承载力,软土地基便会发生明显变形。
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        摘要:软土地基处理是市政路桥工程施工中的一个难点,软土地基的承载力较差,一旦荷载超过其承载力,软土地基便会发生明显变形。为确保市政路桥工程施工质量,必须采取有效的工艺措施,对软土地基进行加固处理。文章主要对软土地基的特点进行了分析,并探讨了市政路桥工程施工中软土地基的常用处理工艺措施,希望可以为相关研究与实践提供有效的参考。
        关键词:市政路桥工程;施工;软土地基
        对于市政路桥工程来说,在实际施工过程中不可避免地会受到各种因素的影响,面临着诸多难题,其中软土地基便是一个比较常见的难题。若是不能对软土地基进行有效处理,则市政路桥工程在投入运营后,便容易出现路面变形、脱空或者是路基沉陷等质量问题,还会增加路基接头与通道台北、桥头部位之间的沉降差,严重影响行车安全。采取科学的软土地基处理工艺,对软土地基实施有效加固,是确保市政路桥工程建设质量的重要前提。
        1.软土地基的特点
        软土指的便是饱和性粘土,其具有含水量高、透水性差、承载力小的特征。软土地基一般情况下是由粉土、粘土等细微颗粒含量相对较大的松软土、泥炭、有机质土、松散砂等土层组合而成。因此,软土地基的强度相对较低,且不易固结、极易发生变形。市政路桥工程的使用性能,与地基牢固性密切相关,若是施工过程中遇到软土地基,且未对其进行有效处理,建成后即使是一些浅层降水也容易使路面发生大范围沉降,严重影响路桥工程的使用功能。且软土载荷不均,因此出现的多为不均匀沉降。
        2.软土地基处理工艺技术
        2.1设置加固层
        针对软土地基设置加固层,是通过改善软土地基底层土壤的性能,来达到对软土地基进行有效处理的目的。采取设置加固层的方法对软土地基进行处理的时候,主要是在表层中放入砂石或其他加强材料,来促进软土地基排水通气功能、稳固性的提高,还有利于加强软土地基的抗拉力、抗伸力。若是软土地基上部存在一层含水量较高、厚度较薄的软土层,则可在软土地基上敷上一层1米厚的砂垫层。
        2.2表层排水法
        软土地基通常情况下是由含水量过大所致,因此可应用表层排水法来进行处理。具体来说,便是在地表开挖沟槽,一般深度为0.5~1米,宽度为0.5米,从而将地表积水有效排除,降低软土地基表层的含水量。在对沟槽进行开挖的过程中,应注意阻断周围挖方部位的地表水、渗透水,并尽量缩小沟槽与沟槽间的距离,以增强沟槽的排水能力。为确保工程施工中,沟槽可以起到盲沟的作用,可在沟槽中填入具有良好透水性的碎石、沙砾,形成一个基底座,其不仅具有良好的透气性能,且稳固性较好。表层排水法的主要优势在于操作简单、成本较低。
        2.3强夯法
        自从上世纪80年代,强夯法被引入到我国之后,便在建筑、路桥等工程的软土地基处理中得到了广泛应用,并在实践过程中表现出了诸多优势,如设备简单、施工快捷、效果显著、经济合理等。强夯法可以分为强夯挤密法、强夯置换法两种类型。这两种方法的作用机理不同,同时适用范围也有所不同。强夯挤密法适用于对黏性土、砂土、碎石土、饱和度较低的杂填土、素填土、湿陷性黄土等软土地基进行处理,即塑性指数小于10的软土。而强夯置换法适用于厚度在6米以下的软黏土层。在软土地基处理中对强夯置换法进行应用的时候,是一边填碎石等粗粒、一边进行夯实,最终构成一个深度为3~6米、直径为2米的碎石桩体,同时碎石桩体也与周围土体组成复合地基,实现了对软土地基的有效加固。需要注意的是,在软土地基处理中应用强夯法的时候,应加强对噪声、震动的控制,尽可能地减少施工给周围环境带来的污染。


        2.4深层搅拌法
        深层搅拌法适合对淤泥、淤泥质土、含水量较高以及承载力不超过120千帕的粉土、黏性土等进行加固处理。应用深层搅拌法对软土地基进行处理的时候,主要是使用特制设备,沿一定深度对地基土、固化剂进行强制搅拌,使其就地成桩,从而实现对软土地基的有效加固。例如,深层水泥搅拌桩便是以水泥为固化剂来对软土地基进行加固处理。在深层水泥搅拌桩的实际施工中,是用特制的搅拌轴叶轮这一设备,强制性地从地面开始进行搅拌。将搅拌头安装在设备的前端,在搅拌的过程中,打开前端的阀门,将水泥浆通过搅拌头注入到周围的土体之中,并借助搅拌头搅拌过程中产生的作用力,使地基土、水泥浆之间充分混合。在对深层搅拌法进行应用的时候,经过多重物理、化学反应,使土体变成了高强度、低压缩性的桩体,同时与周围土体形成了一个复合地基,大幅度提高了地基的承载性能。在实际应用深层搅拌法对软土地基进行处理的过程中,被加固土体的性质直接影响着水泥土的抗压性能,施工材料的质量影响着桩体的强度,因此,必须严格控制各种影响因素,以提高软土地基的处理质量。
        2.5高压喷射注浆法
        高压喷射注浆法也是软土地基比较常用的一种处理工艺技术,适用于黄土、黏性土、人工填土、碎石土、砂土、粉土、淤泥质土、淤泥等软土地基。采取这种处理工艺的时候,主要是将带喷嘴的注浆管埋设在土层内的预订深度,然后应用高压喷射流,使固化浆液与土体能够充分混合在一起,从而实现对软土地基土体的凝固硬化加固处理。例如,高压旋喷技术目前已经在软土地基处理中得到了越来越多的应用。实际应用高压旋喷技术的时候,是先用钻机开展钻孔作业,钻机上安装了高压喷流装置,等到钻机钻到设计深度后,再将泥浆液通过钻机上的高压喷流装置喷进周围土体之中,来对土层实施有效加固。应用高压旋喷技术的过程中,随着钻机的提升、旋转,可以将泥浆液均匀地喷涂到周边桩孔之中,泥浆液凝结之后,便可以在钻孔周边土体上形成固结体,从而实现了对软土地基的有效加固处理。
        2.6涵洞处理
        对于市政路桥工程来说,涵洞及其通道也会涉及到填筑施工,但桥台前后均需要进行填土,或者是要在桥台后背位置使用砂砾等透水性良好的材料进行填充;为了加快涵洞的固结速度,避免市政路桥工程投入运营后涵洞段出现大面积沉降,应在人工构造物处、桥头两侧80~100米的范围内实施超载预压。工程施工中,对涵洞及其通道进行建造的时候,可设置为钢筋混凝土箱型结构,同时对基础进行适当拓展,以达到提高其强度,同时这种施工也比较容易操作,还可以实现成本的降低。如果路桥工程的路堤过高,下部地基的沉降量较大,且软土地基的厚度过大,软土地基处理难度加大、需要耗费大量资金,建议将其改造为桥梁跨过形式。例如,京津唐高速公路便将一段超过6米的路堤设置为了桥梁跨过形式。在工期比较紧张的情况下,可以采取真空预压技术,来缩短施工时间,实现软土地基的迅速沉降,促进地基承载性能的改善。但是,真空预压技术的成本较高,不适合北方冰冻土层的处理,因此应慎重使用。
        结语
        综上所述,软土地基是威胁市政路桥工程使用功能及其稳定性的一个主要问题。市政路桥工程施工中,应根据工程实际情况,灵活运用设置加固层、表层排水法、强夯法、深层搅拌法、高压喷射注浆法以及涵洞处理等方法,来对软土地基进行有效处理,降低软土地基给市政路桥工程造成的危害,确保市政路桥工程的建设质量。
        参考文献
        [1]董科锋.一般公路软基处理施工技术分析[J].科学技术创新,2019(28): 108-109.
        [2]仇红超.高速公路软基地段高填方路基施工技术[J].四川水泥,2018 (06):163.
        [3]杨鹏.浅析公路软基处理及其路基填筑施工技术[J].山西建筑,2018,44 (01):119-120.
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