刍议路桥施工中的软土路基处理

时间:2022-09-16 07:35:20

刍议路桥施工中的软土路基处理

摘要:随着经济的发展,我国的路桥工程也在不断的发展,对于像类似于软土基所带来的施工危害,我们需要采取积极而有效的处理措施控制完工后沉降,选取合理的处理方法,提高软土地基的质量,增加承载力和稳定性,不断应用新技术、新工艺、新材料,在施工中严格遵守规程,控制好填筑材料的质量和填筑的速度。只有从各方面对软土基进行处理,才能保证我们的工程顺利施工。

关键词:路桥;施工;软土路基;处理

中图分类号:U448.14文献标识码: A 文章编号:

在路桥施工中经常会遇到软土路基。所谓软土,一般是指处于软朔或者流朔状态下的粘性土,其特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低,并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质,工程地质条件较差。在软土地基上修筑路基,若不加处理或处理不当,往往会发生路基失稳或过量沉陷,导致公路破坏或不能正常使用。习惯上常把淤泥、淤泥质土、软粘性土总称为软土。其主要特性表现为天然含水率高、孔隙比大。含水量在34%-72%之间,孔隙比在1.0-1.9之间,饱和度一般大于95%,液限一般为35%-60%,塑性指数为13-30。

一、软土地基的特点及危害

特点:软土地基的天然含水量和空隙比大,亲水性较强而透水性差;土粒间连接结构不稳定,导致压缩性高;不排水剪切时,内摩擦角接近于零,抗剪程度低;软土一经扰动,强度就会迅速的降低,触变性和蠕动性大;软土地基的强度低、固结慢、变形大。

危害:软土地基的特点因地而异,因层而异,不可预见性大,在设计和施工中稍有疏忽就会出现质量危害。若勘察设计不详细或不准确,导致对应该作软基处理的地段未作处理设计;未做好软土地基处理,造成路堤失稳或危及线外建筑物;未按分层进行填筑,填土过快,碾压不当也会造成路堤失稳;扰动硬壳层,会使硬壳层遭受破坏,导致路堤失稳。

二、 路桥工程软土地基处理施工中的控制原则

众所周知,在路桥工程的建设过程中,无论从管理角度还是从经济角度,软土地基的处理施工都应该遵循防治结合并且以预防为主的原则,即坚持预防性控制,并在出现病害时及时修补。而其施工控制工作应分两种:预防性控制和修复性控制。预防性控制工作旨在保护路基路面并减小路基路面质量下降速度,修复性控制工作旨在修复特定的软土地基破坏或损坏区域。及时的预防性控制能延缓在交通与环境施加的荷载作用下路基路面损坏的时间。而一旦该施工控制没有做好,则会增加缺陷数量并增大其严重程度,以致在改建时修补费用增加,缩短罩面与改建之间的时间间隔,因而显著增加路基路面寿命周期费用。为了降低软土地基处理的控制成本,提高路基路面的经济效益,许多国家大力发展预防性控制技术,提高软土地基的处理施工控制水平。预防性控制措施的种类较多,不同地区、不同管理部门、不同承包方针对不同的路况所用的预防性控制措施不尽相同。但是,一个完整的预防性控制计划应该包括整个软土地基处理施工的全过程。总之,在路桥工程的施工过程中,当路基路面出现了工程质量问题以后再来进行修复性的控制工作,虽然也是有效的,但是毕竟就落了下乘,而且也是治标不治本的控制方法,只有在其施工的全过程中进行严格的预防性控制措施,才是对路基路面施工进行科学控制的根本所在。

三、 软土路基常用加固方法

当路堤经稳定验算或沉降计算不能满足设计要求时,必须对软土地基进行加固。加固的方法很多,常用的方法有:

1、塑料排水板

施工前应清除地面上的淤泥、树根、草皮及杂物;打设塑料排水板不得采用锤击法或水冲法施工。板头应露出地面不小于0.5m;排水板的技术指标应符合设计要求,材料进场堆放应置于干燥通风处,并加遮盖;当地面软弱时宜先铺设0.3m 厚的砂垫层;打设塑料排水板宜顺线路方向分段逐排进行,分段长度不宜大于100m;应严格按照设计位置、深度和孔数施工,板位允许偏差为15cm,深度不应小于设计值,垂直度偏差不应大于1.5%;打设时排水板不应扭曲,滤膜不应破损和污染;排水板接长时应拆开滤膜对准芯板槽口、再包好滤膜,用钉固定,搭接长度不应小于0.2m;严禁浮放搭接。

2、 砂垫层法

对于地基上部软土层极薄且含水量大时,在软土地基上敷垫0.5~1.2m 左右厚的砂垫层。这样可达到固结软土层,使砂垫层起到上部排水层作用。同时,砂垫层又成为填土内的地下排水层,以降低填土内的水位;在进行填土及地基处理施工时,为施工机械提供良好的通行条件。这样,在路桥施工中,进行填土和地基的施工时,为施工的机械创造了良好通信的条件。而对于砂垫层的确定,应考量机械重量、轮胎对于地面的接触压力、软土地基的表层强度、偏心的程度等,在砂垫层铺设时应尽可能做到均匀一致。而用透水性较差粉土作为填料时,要妥善处理防止其坡脚的附近砂垫层被土覆盖,阻碍侧向的排水。

3、砂井

砂井是利用各种打桩机具击入钢管,或用高压射水、爆破等方法在地基中获得按一定规律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。由于这种砂井在饱和软粘土中起排水通道的作用,又称排水砂井。砂井顶面应铺设垫层,以构成完整的地基排水系统。砂井适用于软土层厚度大于5 m 时。最大有效处理深度1 8 m 。

4、袋装砂井

井径对固结时间的影响没有井距那样敏感。但一般砂井如果井径太小,既无法施工,也无法防止因地基变形而断开失效。因此,现在广泛采用网状织物袋装砂井,其直径仅8 c m 左右,比一般砂井要省料得多,造价比一般砂井低廉,且不会因施工操作上的误差或地基发生水平和垂直变形而丧失其连续性。最大有效处理深度1 8 m 。

5、预压和超载预压法

在拟建桥涵在修筑路堤时可预先把土填得比设计高度高一些,或加宽填土宽度,以加速地基固结下沉,以后再挖除超填部分,这种预压和超载预压法简单易行,但需较长的固结时间。并常需配合采用砂垫层、砂井等排水措施方能满足工期要求。

(1) 预压和超载预压的填土高度应符合图纸或监理工程师的要求。

(2) 用于预压与超载预压的土方应分层填筑并压实。

(3)预压和超载预压沉降后应及时补方,一次补方厚度不应超过一层填筑厚度,并适当压实。对地基稳定性较好的路段,亦可按预测沉降量随路堤填筑一次完成到位。

6、土工织物铺垫

在软土地基表层铺设一层或多层土工织物,可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降,又可以提高地基的承载能力,同时也不影响排水。对于淤泥之类高含水量的超软弱地基,在采用砂井及其他深层加固法之前,土工织物铺垫可作为前期处理,以提高施工的可能性。

7、粉喷桩加固处理法

粉喷桩处理是用于加固饱和粘性土地基的一种方法。它是以水泥材料作为固化剂,利用特制的搅拌机械在地基深处将水泥与原位软土进行强制搅拌、压缩,并吸收周围水分,经过一系列物理——化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度水泥加固土,它对提高软土地基承载能力、减少地基的沉降量及高填土路基稳定性具有明显的效果。粉喷桩施工前应准备下列施工技术资料;施工场地的工程地质报告,土工试验报告,室内配比试验报告,粉喷桩设计桩位图,原地面高程数据表,加固深度与停灰面高程以及测量资料等。场地平整、清除障碍。如场地低洼,应回填粘性土;施工场地不能满足机械行走要求时,应铺设砂土或碎石垫层。若地表过软,则应采取防止机械失稳措施。

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