摘要:結(jié)合工程實例,在簡要闡述軟土路基特點的基礎(chǔ)上,探討了目前道路工程軟土路基施工中常用的處理技術(shù),指出合理的施工技術(shù)是提升道路工程軟土路基承載力和使用壽命的關(guān)鍵。
關(guān)鍵詞:道路工程;軟土路基;施工技術(shù)
軟土路基具有承載力小、滲透系數(shù)小等特點,難以滿足道路工程施工的實際要求,需要采用合理的處理施工技術(shù)提高其承載力,避免路基發(fā)生不均勻沉降,進(jìn)而影響道路工程的質(zhì)量和使用壽命。本文結(jié)合工程實例,對道路工程軟土路基的處理施工技術(shù)加以探討。
1工程概述
某道路工程全長16.38km,跨越?jīng)_擊平原地區(qū),施工范圍內(nèi)地勢高低不平,地表多為人工填土和耕植土,地面標(biāo)高在1.08~3.64m之間。場地中微地貌主要為人工開挖的魚塘、耕地、灌溉水渠等。在軟土層中夾雜了薄層粉砂層,厚度不均勻,地表硬殼層之下為淤泥和淤泥質(zhì)土,大部分為軟土,平均厚度在3~5m之間,局部軟土厚度超過10m。
2軟土路基的特性
(1)軟土路基的含水量和空隙比較大,就案例工程而言,多數(shù)軟土路基的天然含水量在30%~50%之間,局部超過70%,孔隙比在1.2~1.8之間,這就決定了軟土路基具有較高的壓縮性和較低的抗剪強(qiáng)度[1]。(2)滲透系數(shù)比較小。軟土路基的滲透系數(shù)一般在10-8~10-7cm/s之間,由于軟土路基的含水量比較高,在增加荷載的基礎(chǔ)上,會形成較大孔隙水壓,從而影響軟土路基的強(qiáng)度。(3)具有較高的壓縮性。壓縮性高是判斷路基是否為軟土路基的主要標(biāo)準(zhǔn)之一。軟土路基在外界荷載的作用下,會發(fā)生較大的不均勻變形,并且變形后的固結(jié)穩(wěn)定時間非常長[2]。(4)軟土路基還具有很強(qiáng)的觸變性和顯著的流變性,在自重作用下很難壓密,在短時間內(nèi)無法達(dá)到理想的密實效果。如果軟土路基結(jié)構(gòu)受到擾動,其強(qiáng)度會快速下降,并具有一定的流動性。
3道路工程軟土路基的處理技術(shù)
隨著我國施工技術(shù)的不斷發(fā)展,軟土路基已經(jīng)無法限制道路施工。目前在軟土路基處理中常用的施工技術(shù)(如:砂墊層施工技術(shù)、土工聚合物處理技術(shù)、拋石擠淤技術(shù)、砂井技術(shù)、真空預(yù)壓技術(shù)等)有很多,且每項技術(shù)都有其獨特的優(yōu)勢。在選擇軟土路基處理施工技術(shù)時,既要充分考慮施工安全達(dá)標(biāo)和質(zhì)量要求,也要考慮施工工期、成本、技術(shù)水平等。施工時,可以選擇其中一項技術(shù)進(jìn)行處理,也可以聯(lián)合使用多種技術(shù)處理。就本工程而言,在軟土路基處理中主要應(yīng)用了以下幾種技術(shù)。
3.1真空預(yù)壓施工技術(shù)
真空預(yù)壓施工技術(shù)主要適用于土質(zhì)比較差、工期比較緊張的軟土路基處理。該技術(shù)加固軟土路基的基本原理為:以大氣壓力作為預(yù)壓荷載,在需要加固軟土路基的場地鋪設(shè)透水砂墊層,并在砂墊層的上方布置一層不透氣的密封薄膜,利用排水系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)、密封系統(tǒng)等,促使密封薄膜呈現(xiàn)真空狀態(tài),然后在膜外側(cè)大氣預(yù)壓荷載的作用下,促使軟土路基逐步固結(jié)[3]。和其他軟土路基處理施工技術(shù)相比,真空預(yù)壓機(jī)制技術(shù)的最大優(yōu)勢在于軟土路基加固速度比較快,便于盡早開工建設(shè);可大幅度縮短軟土路基處理的時間,并在整個加固過程中不發(fā)生滑動;軟土路基處理效果比較理想,內(nèi)部壓實度較大且分布均勻,確保了道路工程的施工質(zhì)量。雖然真空預(yù)壓技術(shù)在軟土路基處理效果、處理速度等方面有很多優(yōu)勢,但其成本相對較高。為控制工程造價,通常與堆載預(yù)壓法聯(lián)合使用。堆載預(yù)壓法的處理原理和真空預(yù)壓技術(shù)基本相同,先進(jìn)行抽氣操作,待達(dá)到設(shè)計要求后,再進(jìn)行堆載預(yù)壓處理,提升加載壓力,既可縮短軟土路基處理時間,也可降低施工成本。
3.2加固土樁施工技術(shù)
加固土樁施工也是道路工程軟土路基處理中的常用技術(shù)之一。根據(jù)土樁加固方式的不同,加固土樁施工技術(shù)可分為兩種:一種是粉噴樁技術(shù);另一種是漿噴樁技術(shù)。加固土樁施工技術(shù)比較適用于抗剪力強(qiáng)度大于10kPa且有機(jī)質(zhì)含量小于10%的軟土路基處理[4]。該技術(shù)的加固機(jī)理是使用特定的施工機(jī)械設(shè)備,如噴粉樁機(jī)、攪拌機(jī)、噴粉系統(tǒng)等,以水泥、生石灰等作為加固材料,通過機(jī)械設(shè)備把軟土和加固材料強(qiáng)制攪拌到一起,促使原來的軟土路基形成高強(qiáng)度的路基,從而滿足道路工程施工需求。利用加固土樁處理技術(shù)施工時,要充分做好以下幾點:(1)在施工攪拌前,要通過多處試驗確定施工參數(shù),保證施工質(zhì)量和效果;(2)在施工前要對固化材料的性能、質(zhì)量、規(guī)格等指標(biāo)進(jìn)行試驗檢驗,確認(rèn)達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)后才能施工;(3)所選擇機(jī)械設(shè)備,如噴粉樁機(jī),需具有自動記錄的功能;(4)為提升加固效果,在進(jìn)行軟土攪拌前需要把軟土全部切碎;(5)在鉆桿提升和攪拌過程中,鉆頭要反向旋轉(zhuǎn);(6)嚴(yán)格遵循邊噴漿、邊提升的施工原則。
3.3粒料樁施工技術(shù)
粒料樁適用于抗剪力強(qiáng)度大于15kPa的軟體路基處理中,根據(jù)加固機(jī)理的不同,可分為兩種不同的處理方法:一種是振動沉管法,另一種振沖置換法。就振沖置換法而言,施工工藝流程為:整平場地、振沖器就位對中、成孔、清孔加料振密、關(guān)機(jī)停水、振沖器移位。通過振沖器的作用,把砂、砂礫、碎石等粒料全部擠入軟土路基中,從而形成具有一定強(qiáng)度和承載力的樁體,進(jìn)而滿足道路工程施工需求。
3.4強(qiáng)夯置換法
強(qiáng)夯置換法是目前道路工程軟土路基處理中應(yīng)用最多的處理技術(shù)之一,具有操作簡單、處理效果好等優(yōu)點,比較適用于高度飽和、流塑性高的軟土路基處理,其處理深度可達(dá)8~10m。本工程軟土路基處理應(yīng)用了該技術(shù)。強(qiáng)夯置換法加固軟土路基的基本原理是利用夯錘下降時產(chǎn)生的沖擊力,在軟土路基中形成坑洞,然后在此坑洞中加入碎石,繼續(xù)夯實,連續(xù)反復(fù)添加碎石并夯實,在軟土路基中形成強(qiáng)置換墩且達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)后,在碎石墩之間鋪一層碎石,形成具有一定強(qiáng)度和承載力的復(fù)合型地基,避免道路工程施工和使用過程中發(fā)生不均勻沉降,由此大幅提升地基的承載力和強(qiáng)度[5]。就目前發(fā)展現(xiàn)狀而言,和上述三種軟土路基處理施工技術(shù)相比,強(qiáng)夯置換法最大的優(yōu)點在于操作原理相對簡單、施工工藝比較成熟、軟土路基處理速度快、造價更加經(jīng)濟(jì)。但該技術(shù)施工時會產(chǎn)生較大的噪音,振動也比較大,需要嚴(yán)格按照施工工藝進(jìn)行施工,以確保軟土路基的處理效果。
4結(jié)語
道路工程施工普遍具有范圍廣、里程長等特點,在施工過程中難免會遇到軟土路基,如果處理不當(dāng),不但會影響施工質(zhì)量,還會引發(fā)一系列的交通安全事故。需要采用合理的處理技術(shù),來提升軟土路基的承載力和強(qiáng)度。本文結(jié)合工程實例,分析了道路工程軟土路基的處理施工技術(shù),指出在選擇處理技術(shù)時,要根據(jù)軟土路基的實際情況(如:含水量、抗剪力強(qiáng)度、流塑性等指標(biāo)),選擇適當(dāng)?shù)奶幚砑夹g(shù),以便最大限度上提升軟土路基的處理效果,滿足道路工程施工要求。
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