单位: 佛山市高明区交通运输事务中心
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摘要:随着城镇化进程的加快,促进道路桥梁建设项目的增多。道路桥梁工程的基础作用越来越突出,相关设施的建设不仅可以有效地促进当地经济的发展,还可以为人们的出行带来极大的便利。但在道路桥梁建设阶段,软弱软土路基是比较常见的问题,相关区域的土壤间隙较大,且土壤的含水率较高,如果不进行有效的处理,将导致地基的稳定性受到巨大的破坏,降低道路桥梁的安全性。本文就路桥工程建设中的软土路基施工关键技术展开探讨。
关键词:路桥工程;软土路基;施工技术
引言
软土路基的承载力通常达不到其上构造物要求的承载力,如不及时处理妥当,则会出现路面裂口、路基不稳和桥头错位等现象,地基过度下陷还会影响公路使用效率,甚至损坏公路。因此,探索软土地基解决方式有着极其重要的意义。
1软土地基的定义和特征
土壤的物质构成主要包括固体矿物颗粒、水、溶解物质和气体等,在相关物质的构成比例不同的情况下,土壤的物理性质将会表现出极大的差异。软土所指的通常是基础为灰色,天然空隙比大于1,且含水量大于颗粒土液限值的土壤,常见的软土类型主要有粉土、泥炭、泥炭土等。在物理性质方面,其主要表现为高含水量和高孔隙率、渗透性弱、压缩性高等特征,首先从高含水量和高孔隙率的角度来看,相关土壤的含水率通常可以达到40%~60%左右,部分特殊的软土其含水量甚至可以达到180%,一般而言,土壤的含水量与其孔隙率呈正相关,当其孔隙率越大,其含水量可能越高。其次软土的渗透性较弱。土壤的渗透系数小、含水量高、饱和状态高等情况的存在,将会极大地对土壤本身的固结过程形成延迟,这种情况下将会严重影响到对应地区地基的强度。从压缩性层面来看,正常固结的软土压缩系数一般为0.5~1.5MPa-1左右,压缩指数维持在0.35~0.75之间。软土的形成通常是因为相关区域长时间处在静水或者是缓慢水流、有机质丰富的条件下而形成,主要形成原因是各类有机质的不断沉积,因此软土通常常见于我国的沿海地区、水资源丰富的地区。
2软土路基的危害
在路桥项目作业开展时,软弱路基的操作难度较高,主要存在以下危害:(1)因其表面含水量高,会降低路基加固作业的有效性,而且承载力难以符合预设要求,极易生成路面下陷现象;(2)因其渗水能力差,促使土壤结块率降低,损坏地基的稳固性,不符合抗压需求;(3)因其压缩性能高,若依据普通方式开展作业,则会导致路基下陷或生成孔洞,给后续项目作业埋下安全隐患。
3路桥工程建设中的软土路基施工关键技术
3.1钻孔灌注桩技术
钻孔灌注桩材料以混凝土为主,温度控制在40℃内,以降低温度对混凝土的影响。其中,湿拌砂浆是预拌砂浆的一种,包含水、矿物掺合料、水泥、砂等材料,应根据实际需求对材料进行筛选。砂颗粒筛选,其最大粒直径应<5mm,且在湿拌砂浆增加一道工序,确保砂能够在5mm的筛网内通过,并将过筛砂在专用堆场堆放,这部分砂为专用砂。通常,筛分机可以选用滚筒筛,结合产量决定其直径和长度。对于钻孔施工,为保证软基加固施工顺利,钻孔孔径一般设置在50~100mm,深度则控制在10m以上。钻孔之前先勘察工地,避免钻孔发生倾斜,钻孔过程中严格控制速度,及时纠正偏差。钻孔施工完成后,及时采用清洁水流将孔洞中的泥土、杂物及时冲洗干净。在冲洗过程中,要控制好压力,若冲水压力过大,会对钻好的孔洞孔壁造成损伤。冲水的距离可控制在5~10cm,尽量避免垂直冲洗,应采用全方位冲洗的形式。在加固作业时,要对灌注孔的位置进行确定,同时压力范围应控制在0.1MPa,过大的压力会对孔壁造成伤害。
3.2强夯法
强夯法是一种普遍使用的方式,常常被用以提升地基承载效力,该方式的原理是利用重锤下降时生成的冲击力来有效夯实土壤,让土壤快速形成块状。此种方式需要起吊器械所持有的重锤重量为10~40t。操作时,重锤速度极快的下降,将作用力运用在需要夯实的土壤上。该方式常作用在饱和度不高的地基上,可以得到更好的效果。相较于其他方法,强夯法拥有施工时长短、器械简易和施工便捷等优势,往往能够实现经济效益最大化,不足之处是较易影响地底建筑物和管道等,开展作业时噪音大,震颤力度大,容易破坏四周建筑和周边环境。
3.3表层排水法
表层排水法是现阶段道路桥梁工程建设过程中,应用比较广泛的软土地基处理方法,相关措施在实施阶段主要是通过在对应路基表面进行沟槽的合理开挖,在这种措施之下将能够有效地促进相关区域的地表水分排出,从而降低土层的含水率,让机械设备的施工具备良好的条件。在进行该措施应用的过程中,相关单位和人员需要充分对沟道的布局进行考量,并结合当地的实际情况选择合适的方案。在应用阶段,该方法的沟道宽度通常控制在0.5m左右,而深度则控制在0.5~1m左右,路基则回填碎石,在既往的应用过程中,该方法的排水效果较为良好,因此应用也比较广泛。
3.4冲击碾压法
冲击碾压法和强夯法的原理类似,均对路基施以高强度的作用力,以此达到夯实、加固土层的目的。不同的是,冲击碾压法是在压路机的作用下夯实土壤,通过反复的挤压和长时间的施工来提高土壤的密度,挤压土壤内部多余的缝隙,以达到充分加固的目的。在操作过程中,应当加入真空降水等技艺,以此减小土壤含水量,推动夯实工序的开展。土壤碾压需要相应的冲击间距才能符合预设要求,当操作区域过小时,极难保障碾压效果。
3.5CFG桩法
CFG桩法是水泥粉煤灰碎石桩的简称。该施工方法是将碎石、石屑、粉煤灰等组合成混合料,添加适量的水进行拌和,采用所需成桩机械形成桩体。通过调整水泥的用量及配比,可使桩体强度等级在C5至C20之间变化。其强度等级最高可达C25,相当于刚性桩。CFG桩法是软土地基加固方法中常见的施工技术手段。将水泥、碎石、粉煤灰等材料按照一定比例搅拌均匀后,采用灌注桩或者预制桩的方法,在软土地基路段形成桩体,以此提升原有地表的承载力,达到提升工程项目稳定性的目的。灌注桩方法是通过现场在软土地基上钻孔后,将混合料注入钻孔内,形成桩体;预制桩分为锤击式或静压式2种,预制桩方法是将混合料预制成桩体,使用桩机通过锤击或者静压方法安装在软土地基内。CFG桩法通常采用灌注桩方法。根据工程项目的实际情况,须控制CFG桩混合料配比,以保证桩体强度符合技术要求。
3.6砂垫层法
砂垫层法所指的是在对应的软土地基顶面,进行厚度约为1m的垫层铺设,为软土层固结过程中的上部排水形成有利条件。这种方法在应用方面常见于对路堤内的地下排水层。如果相应施工区域的沙场与施工地点的距离较远,且建设施工的工期要求迫切程度不高等,则可以对这一方案进行有效的应用。同时在进行垫层材料选择的过程中,一般以中砂或粗砂为主,施工过程中以机械设备将其铺匀,即可实现比较良好的施工效果。
结语
对于公路桥梁施工而言,切实有效地落实软土地基施工技术是十分关键的内容。要充分明确相关施工技术的要点,并且在实践过程中有效落实,执行相关应用策略,进而更充分地体现软土地基的施工处理效果,为公路桥梁施工质量、施工效率的提升奠定基础。
参考文献
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