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摘要:市政路桥在施工过程中最常遇到的是软基处理。为了避免不均匀沉降问题的发生,就必须采取适当的软基加固。基于此,本文对软土地基概述、软土地基的主要特点以及市政路桥施工中的软基加固技术进行了分析。
关键词:软土地基加固;市政工程;路桥施工
研究表明,路桥工程软土地基特点主要表现为黏土过多、流变性明显,这给施工带来了较大的难度。如果施工人员没有选择适合的技术对软土地基进行处理,路桥工程在投入使用后出现路面沉陷或其他问题的概率就会大大增加,甚至给行人、车辆的安全造成威胁,由此可见,本文所研究课题具有突出的现实意义。
1 软土地基概述
市政路桥软基处理是一项相对复杂的工作,在施工的过程中不仅仅要落实“分层填筑、分层压实”的施工原则,同时还要尽可能的创新技术方法。软土地基具有以下特点:首先,孔隙较大和含水量较高是软土地基的主要特点。大量黏土、细小颗粒粉土的存在,使上述特点更加明显。黏土、细小颗粒粉土所携带负电荷决定其能够吸收大量水分,土层蕴含水分自然增加,而大量水分的存在又加剧了土壤黏性。较大孔隙的存在,导致其稳定性无法得到保证。其次,流变性明显也是软土地基的主要特点。在重力、外力的双重作用下,经过处理的软土地基较易出现变形等问题,只有及时对其进行加固,才能避免软土流动,避免道路坍塌等事故发生。最后,软土地基的抗剪能力较弱。随着所施加压力的增加,地基结构压缩、变形的情况愈发明显,只有加固软土地基,才能使道路安全获得有力保障。
2 软土地基的主要特点
2.1 稳定性较低
与普通地基相比,软土地基的稳定性偏低,这一点从不少的市政路桥工程实践中都可以看出,软土地基由于长时间受到外力作用以及周边恶劣天气与气候环境的影响,很容易出现不均匀沉降或者变形等问题,这些问题都会使其整体稳定性大打折扣。
2.2 渗透性偏弱
软土地基中往往很有较多的天然水成分,而且土质之间存在较大的缝隙,一般来说,软土地基的空隙比值是在1~2之间,地基的综合含水量通常大于45%,正因为如此,其整体渗透性能往往比较弱。
2.3 压缩性较强
软土地基由于受到其所含水分的影响,在压缩性上要比其他类型的地基高出许多,因为含水性越高的土壤,其压缩性就越突出。因此,软土地基一旦受到长时间的压力作用,就极可能在形状上出现变化。
2.4 抗剪强度不确定性
一般情况下,软土地基的抗剪强度都要比普通地基的抗剪强度低一些,但与此同时,软土地基的抗剪强度也可能受到周边环境的影响,这就使其抗剪强度面临一定的不确定性。
3 市政路桥施工中的软基加固技术
3.1 抛石挤淤
事实证明,抛石挤淤法的施工效率普遍较高,仅需要花费较短的时间,就能够排干积水,项目连续性自然会得到显著提高。在路桥施工过程中,如果发现有水田、堰塘等软土地基存在,施工人员应根据地基厚度选择相应的片石材料。例如,直径大于20cm的卵石,先沿中线对所选片石进行大量抛填,这样做的目的是将淤泥挤出,再利用重型压路机反复碾压片石,保证水田、堰塘未被清运的软土被全部排出,达到提高地基承载力的目的。另外,如果施工现场存在一定坡度,施工人员应选择由高到低抛填片石,待片石材料露出水面后,利用石块将缝隙填满即可,这样做的目的是为后续环节的开展提供便利。在条件允许的前提下,施工人员可选择先铺设反滤层,再完成后续的填土工作。
3.2 强夯加固
由软土构成的地基,通常具有较大的危害性,只有及时对其进行加固处理,才不会出现失稳等情况。
若地基的边坡高度大于20cm,该工程就可以被划入陡坡地段范围,通过强夯的方式完成施工。在施工正式开始前,对施工现场进行试夯,根据试夯结果确定施工工艺和具体参数,以此来保证强夯质量。在此基础上,全面分析桥涵土质,事实证明,高饱和度土层更适合应用强夯法,因此,如果土层饱和度无法达到要求,施工人员应先按照特定比例混入砂土层,再对其进行强夯。由此可见,强夯加固的关键是试夯,正常情况下,每次试夯都应当夯击5次,使用12t的夯锤,保证所得参数科学、有效。但是,应当注意一点,强夯法对设备性能具有较高要求,因此,施工人员应视情况对该法加以使用,避免带来不必要的损失。
3.3 翻挖回填压实
翻挖回填压实是市政路桥工程软基处理措施中最为直接有效的一种技术措施,成本也相对较低,主要采用挖掘机设备挖除原造地回填部位中不良土体,包括大石块、腐殖土、淤泥,再选用级配较好的粗粒土填料在最佳含水量时分层回填分层压实。分层的最大松铺厚度,土方不大于30cm,土石混填不大于40cm。与挖方交界处的路堤基底宜挖成台阶状,台阶宽度大于2m,台阶底留2-4%向内倾斜的坡度。但如果道路与建筑物较近,翻挖回填压实方案须组织专家论证方案是否可行才实施,否则应及时调整软基处理方案。
3.4 水泥搅拌桩软基加固处理技术
在市政路桥工程施工过程中,如果遇到稳定性非常差的软土地基时,则施工人员可优先考虑采用水泥搅拌桩处理法。首先,在正式进行施工之前,相关人员必须全面考察施工现场的实际情况,把握现场的土质、水文等情况,并把桩位设计图、试桩试验数据等作为后续施工的基本参考资料。其次,在施工过程中要控制好搅拌桩机的就位稳定、搅拌头对准桩位、桩架垂直度经检查符合要求后方可开钻。现场施工人员应认真填写施工原始记录。此外,钻机在每次使用结束之后,应当及时对钻头部位加以检查,一旦发现钻头磨损程度超过允许范围,必须第一时间进行更换,以免对施工质量产生影响。
3.5 涂装加固
多次施工所获得经验表明,不同工程对地基软硬程度的要求往往存在一定的差别。因此,在对路桥工程进行施工前,施工单位应选派专业人员前往施工现场进行考察:其一,对软土地基的类别、位置进行判别;其二,对其软弱程度进行试验。近几年得到广泛使用的涂装加固法,其原理是通过深层搅拌的方式,达到加固软土地基的效果。具体来说,就是对水泥、石灰等材料进行搅拌,加快彼此产生化学反应的速度,使软土性质变得更加稳定,地基自然也会变得更加坚固。
3.6 喷射注浆
由上文分析可知,软土地基土层的黏性较大,因此,适合采用喷射注浆法。正常情况下,人工填土更适合采用此方法。喷射注浆的原理是灌装技术为基础,将固化浆喷射在土层中,使其结构被破坏,随着浆液、土层逐渐融合,软土地基的坚固程度也会有所提升。
3.7 强夯法加固技术
强夯法是市政路桥工程软土地基加固处理中比较常见的一种技术类型,其适用范围相对较广,而且整个操作过程也比较简单方便,能实现较好的加固质量,时效性也比较强。但这一技术方法也具有一定的缺陷,因为在处理过程中需要全面考虑到透水垫层、砂井或排水板等情况,所以处理成本往往比较高。现阶段,软基强夯法加固处理技术虽然成熟,但因市政路桥项目多数周边建筑环境密集,强夯施工过程产生的振动和噪音,会对周边建筑物、居民生活产生影响,施工过程中可能会遇到当地居民投诉和阻工,甚至不得不更改软基处理方案。
4 结束语
总之,软基加固是市政路桥施工中必须高度重视的关键环节,因为一旦在这一环节出现问题,就很可能导致整个地基基础的稳定性与安全性显著下降。因此在实际施工时,应当根据现场的具体情况,采取最为适用的软土地基加固技术,这样才能起到最佳的加固效果。
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