道路桥梁工程软土地基施工探究 李得龙

发表时间:2021/1/19   来源:《基层建设》2020年第26期   作者:李得龙
[导读] 摘要:在道桥施工中,要提高对软土路基施工的重视程度,不断创新软土路基施工技术,选择新工艺、新材料,合理处理软土路基,提高路基结构的稳定性和强度,进而实现道桥施工的高质量目标。
        中铁三局集团有限公司运输工程分公司  山西榆次  030600
        摘要:在道桥施工中,要提高对软土路基施工的重视程度,不断创新软土路基施工技术,选择新工艺、新材料,合理处理软土路基,提高路基结构的稳定性和强度,进而实现道桥施工的高质量目标。在这样的环境背景下,探究软土路基施工技术在道桥施工中的应用具有非常重要的现实意义。
        关键词:软土路基施工技术;填石路基技术;强夯技术
        受到地区特殊地貌地质的影响,很多道桥工程都涉及软土路基施工问题。软土路基的软土颗粒较小,具有含水量高、孔隙比大且透水性不好等问题,道桥施工中需要针对性地处理软土路基,否则很容易由于地基强度过低或是地基下沉而引发路面变形、裂缝或是塌陷等问题,影响道桥的施工质量和后续使用性能。文章以软土路基施工技术为核心,结合工程案例分析填石路基技术、强夯技术、泥土搅拌桩技术等在道桥施工中的应用,合理治理软土路基,提高路基结构的承载力和稳定性,保证道桥施工质量,并为相关研究人员提供一定的参考和帮助。
        1填石路基技术
        1.1工程概况
        某道桥工程全长为153.44km,施工区域地形地貌十分复杂,周边山体高大,大多数呈尖顶状,基岩裸露在外,其中包含42.19km长的软土地基路段。其在施工过程中会产生很多问题:一是需要对软土地基路段进行治理;二是集中取土数量较大,取土之后几乎无法实现复耕,取土场也比较集中,增加了运距;三是弃方堆放占用较大的土地面积。在工程造价最小的前提下考察施工条件,为尽量减少废弃方对环境造成的破坏,该工程对软土地基路段采用填石路基技术,通过填石路基进行压实处理。
        1.2设计要求
        通过对该工程概况的分析,在施工设计方案中,合理运用挖余石方进行路基填料,而设计要求路基石料含量必须超过70%,所用石料需做好施工前的试验,禁止使用风化后的软石或是强度不足20MPa的岩石。在填石路基施工中采用分层填筑方式,每层厚度控制在60cm以下,最大粒径低于压实厚度的2/3,一旦超过就要破解,也可以将其使用在边坡位置。路堤地表坡度超过1/5时,采用地面挖台阶工艺,台阶宽度需超过1m。根据设计要求,采用大护脚填石进行工艺试验,总结经验制定质量控制措施,对施工工艺进行优化和完善。
        1.3施工方法
        (1)堆料和摊铺。在运料后,超过50cm厚的填石路堤,选择渐进式摊铺方式;小于50cm厚度的填石料,则结合层厚与运量使用摊铺机进行均匀摊铺。施工中必须控制细粒径碎石含量,使其超过大粒径料的10%,初步摊平后,铺一层碎石,填满大粒径间隙。
        (2)边坡码砌。摊铺中不能重叠大粒径填料,必要情况下可以人工破碎,使得粒径符合设计要求。摊铺平整后,人工整平路基边缘,同时开展边坡码砌。按照设计要求,填石路堤不得超过4m,边坡码砌的厚度要超过1m。使用粒径超过30cm的石料,必须保证码砌规整、密实以及紧贴,尽量不要出现空洞或是松动的情况,保证表面平顺。
        (3)路堤压实。在压实中,选择碾压速度4km/h的压路机,频率为30Hz;碾压过程中,由压路机静压一遍,调整功率档,并调节到振动碾压模式,碾压8遍左右,从两侧向中间逐渐碾压。带路基表面存在明显轮迹后,增加压实遍数,适当降低振幅,保证压实效果。
        2强夯技术
        2.1工程概况
        某道桥横穿陕西北部黄土沟壑地段,道桥全线为193.56km,该路段地层为中湿陷性黄土,为了治理上部土层自有的湿陷性,预防地基沉降问题,要在河谷高阶地段、填土高度超过4m的路段地基进行强夯处理。强夯技术主要以改变深层土地结构为目的,使用8t左右的重锤从6~40m高处自由落下,势能向冲击能转变的过程中,会形成巨大的冲击波与冲击力,重复地锤击地面,破坏深层湿陷性结构,减小内部空隙,使得土层中的水分被强行挤压出去,降低土层含水量,提高干密度,改善黄土湿陷性,进而有效提升软土地基的承载力。


        2.2夯击机具选择
        由于该路段湿陷性黄土深度大,深度范围在3~5m,施工设计方案中的强夯地基按照最大深度5m对夯击机具进行选择,主夯、副夯单点的夯击能量达到2000kN•m,设置矩形夯点布局,各个夯点距离为4m。对此,该路段强夯施工选择总重量为22t的夯锤,而主夯与副夯之间的落距设置为10m,满夯落距设置为4.55m。
        2.3施工方法
        在施工前,施工人员要清理施工场地,标注主夯夯点,测量施工场地的高程;安排起重机进入现场,让夯锤按照事前标注的夯点位置进行夯击,记录夯前锤顶高程,将夯锤吊至设计高度,让夯锤自由落下,脱离吊钩,记录锤定点高程。一旦出现坑底倾斜,立即人工整平,反复重复这一步骤;按照设计方案中的夯击次数进行夯击,使其符合设计标准,完成主夯的夯点夯击任务;使用推土机整平夯坑,记录场地高程,随后开展副夯任务,最终同低能量满夯,完成施工场地的夯击任务,记录夯击后的场地高程。
        2.4质量控制
        在强夯之前,要对土层进行颗粒分析,了解液限、塑限、最大干密度以及最佳含水量等,明确CBR值,为施工方案的制定提供参考依据。在强夯施工前,施工人员要核对夯锤重量与落距,保证单点夯击能力满足设计工程标准;复核夯点放线,夯击完成后查看夯坑情况,及时纠正偏斜之处,按照工程要求检查各个夯点的夯击次数与夯击量;夯击完成后,检查夯坑深度与夯点间距,累积夯击沉量要超过各个夯点平均夯击沉量的94.5%,检查合格后的填平夯坑。满夯一周后,在1000m2内任意一处,去土样测得其干密度及其相关力学参数、物理参数,测得的湿陷性系数必须低于0.015,并通过静力触探法检验地基土层的承载力,不合格的地方要进行补夯,使其符合设计要求。
        3泥土搅拌桩技术
        3.1工程概况
        某道桥为双向四车道,全长为1866.49m,路基宽达到30m,路面横坡为2%,土路肩横坡为4%,设有4座大桥、25道通道,其中汽车通道是11道,人行通道为10道,还包含23道涵洞。该路段路基为淤泥质土软土地基,含水量超过液限,压缩性较强,黏聚力小,标准贯入击数在4.5左右,渗透性差,渗透系数低于5mm/s,无法在短时间内固结,具有明显的流变性与结构性。
        3.2水泥土搅拌桩制作技术
        (1)就位,做好对中和调平处理;(2)预搅下沉,使用电机电流检测表进行下沉速度的实时监控,电流值尽量低于70A;(3)水泥浆制备,当下沉至预设深度时,操作人员进行水泥浆的制备,将其注入集料斗内中;(4)实施喷浆搅拌提升作业,提升高度约为20cm,打开灰浆泵,把水泥浆直接压入土中,喷浆和旋转同步进行,根据设计要求控制搅拌机速度;(5)搅拌下沉和提升两个步骤重复进行,搅拌机旋转搅拌的同时持续下沉,符合设计深度后逐渐上升,最终升至地面;(6)清洗;(7)移位,在搅拌下沉过程中,选择喷浆切割土体工艺,并逐渐搅拌下沉,避免出浆口封堵,合理控制水泥量,保证水泥均匀分布。
        3.3施工方法
        在水泥土预搅下沉过程中,工作人员要控制下沉速度,待土地完全切割,保证水泥浆可以均匀搅拌。遇到硬质黏土夹层时,可能是因为下沉速度过快而无法完全切割土地,形成大量游离状硬质黏土块,后续搅拌中也无法完全消除。为了防止出现这一问题,预搅下沉过程中必须保证下沉速度的缓慢进行,利用转速与下沉速度,计算土地被切割的最大粒径,并以此为依据控制转速。为了提高泥土搅拌桩的加固强度与均匀性,压浆过程中禁止发生断浆现象,输浆管道必须保持通畅,控制搅拌机提升速度,一旦发生断浆情况,立即下沉搅拌头,重启压浆泵,根据试验数据控制提升速度。
        4结束语
        综上所述,在道桥施工中的软土地基处理方法,要根据工程概况和软土地基的力学参数、物理参数等信息,合理选择填石路基技术、强夯技术、泥土搅拌桩技术等软土路基施工技术,提高路基结构的承载力,从而保证道桥工程质量。
        参考文献:
        [1]邵小虎.道桥施工中的软土路基施工技术[J].工程技术研究,2020,5(8):82-83.
        [2]梁刚.道桥软土路基施工技术与沉降监测试验研究[J].西部交通科技,2020(3):10-13.
        [3]郭凯瑞.道桥施工中的软土路基施工技术探讨[J].人民交通,2019(12):70-71.
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