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摘要:在公路橋梁施工過程中經常出現各種不良因素,對施工進程和工程質量造成不良影響,其中軟土路基是極為常見的一種情況。軟土路基屬于不良路基土,如果處理不當,不僅不利于道路施工,影響工程質量,增加施工成本,還會影響工程后期使用性能和壽命,所以應充分重視軟土路基處理,合理運用施工技術,確保工程質量。本文主要闡述了軟土路基概念,對軟土路基特性及其對路橋工程項目質量的影響進行分析,探討軟土路基施工技術的應用。
關鍵詞:路橋工程;軟土路基;施工技術
在路橋工程施工中,路基是重要基礎。路橋項目路基處理及施工水平對道路使用性能及質量產生直接影響。就道路橋梁路基層面而言,軟土路基屬于不良土質,也是困擾路橋施工技術人員的重要難題。軟土多集中在濕地或湖沼地區,具有大空隙比特性,含水率及壓縮性極高,抗剪強度偏低,此類路基土自身難以固結,施工后沉降問題嚴重,而且抗剪能力不佳,導致路基路面受損嚴重。為了確保路橋施工質量,施工單位在軟土路基填土過程中必須妥善處理,以高質量的路基施工為項目建設奠定基礎,這也對軟土路基施工提出嚴格要求。
1軟土路基特點分析
1)整體穩定性不佳軟土路基具有較高的含水率和較低的固結系數,導致整體穩定性不佳。如果施工期間無法滿足路基壓實度要求,受到外部填土荷載或其他荷載影響會引起路基沉降,進而影響道路使用性能和壽命。2)軟土路基邊坡部分易受沖刷在路橋工程施工中,邊坡路基施工極為關鍵,無論是地質質量標準部分還是軟土地質部分,施工期間都要嚴格管理,確保路基邊坡部分的穩定性。軟土地段由于受地質因素影響較大,雨水沖刷嚴重,容易出現不穩定的問題。3)路基強度低相較于普通地質段,軟土地質段強度偏低,自然狀態下很難符合路基荷載要求。分析以往路橋施工經驗,施工過程中經常出現不同土質,軟土地質強度很容易受外力因素干擾,如果受到外力壓迫則會出現沉降變形等情況,難以滿足路基施工標準。
2路橋施工中軟土路基施工技術應用分析
2.1換填法
在諸多軟土路基處理技術中,換填法使用效果良好。通過適當換填路基中的不良土質來增強路基物理性能,降低不良土質對路基性能的影響,提高路基抗沉降及抗破壞性能。換填法所用材料一般為碎石或煤渣等具有較高強度和硬度的材料,填充時在軟土地基最下部填入物理性能相對穩定的材料,然后夯實處理。這一技術在縱向深度比偏大的軟土路基中應用較多。
2.2強夯法
對于軟土路基,采用強夯法處理可提高和改善軟土路基物理性能,因此在路橋施工中得到普遍應用。強夯法的作用原理近似于動力加固處理技術,主要利用機械強夯設備完成,通過縱向沖擊動能夯實路基密實度,確保軟土路基更為堅固。強夯法又名動力固結法或動力壓實法,利用重錘產生的沖擊能量(一般在6×105~8×106J)提升土體強度和壓實度。強夯法施工成本低廉,簡單方便,易于操作,適用于濕陷性黃土、填土、碎石及黏土等各種不良土質,對軟土路基不均勻沉降有良好的預防作用,有利于加強路橋軟基施工質量。對于施工面積大、工期相對較短的施工項目來說,強夯法是處理軟土路基的常用技術。采用強夯法施工的軟土路基地段一般具有良好的加固效果,但在處理飽和度較高的黏性土時取得的效果較差。
2.3結固結處理法
1)水泥攪拌樁相較于其他常用的軟土路基加固方法,水泥攪拌樁有其獨特的施工特點。在飽和軟土路基地段,水泥攪拌樁的應用非常普遍,水泥固化作用大大加強了軟基牢固度,從而大幅提升地基承載力。采用水泥攪拌樁技術處理軟基時,采用特定設備攪拌水泥漿,然后灌入軟土路基內,水泥樁體凝固后在軟土路基內形成框架并提供支撐力。這一處理技術的步驟主要如下:將水泥作為施工固化劑,利用機械設備把土體和水泥打造成混合樁體,水泥和軟土地基產生一系列物化反應后形成復合地基,承載力及彈性模量大幅提升。軟土路基水泥攪拌樁處理技術主要包括粉噴和漿噴,應用粉噴攪拌法施工時,將水泥粉噴入預設孔內,然后與孔內土體顆粒充分攪拌,在水泥的固化效應下,含水量較高的泥炭土、軟土及極軟土得到有效加固。一般情況下,軟土路基含水率不超過20%~70%的情況下,采用粉噴攪拌法可有效加固軟土路基,進而保障施工質量。水泥攪拌樁施工工藝復雜且難度較高,對施工作業人員的技術水平要求也更為嚴格。水泥攪拌樁施工如圖1所示。2)高壓噴射注漿技術高壓噴射注漿是在高壓下將水泥砂漿灌入預設孔內,首先要計算軟土路基注漿作業深度,用鉆機鉆入路基內一定深度,然后用高壓噴嘴向孔內噴射水泥砂漿,砂漿在高強壓力推動下切割軟土,加快軟土和砂漿混合反應,砂漿與軟土路基充分混合干燥后成為牢固的整體,軟土路基硬度隨之提高。高壓噴射注漿技術可顯著增強軟基加固能力,預防軟土路基沉降,提高軟土性能。
2.4預壓法
在軟土路基施工中,預壓法也是優勢突出的一種技術。施工前先在軟土路基表層放置一定的靜荷載,一段時間后土體沉降,軟基內部土質壓實,然后撤除荷載。預壓法主要包括堆載預壓和真空預壓2種模式。堆載預壓是將土、水或砂石等重物堆置在土基表面,以達到地基預壓的效果。該方法簡便易行,對施工器具要求不高,但容易受自身特性影響,僅適用于厚度較大、施工工期比較短的飽和軟土路基。而真空預壓法則有很強的適應性,其主要是在軟土路基表面預設厚度適中的砂墊層,然后設置不透氣塑料薄膜及豎向排水管道,通過真空和負壓效應排除軟土路基內部的水分。真空預壓法綠色環保,實用性強,而且造價較低,不會產生淤泥,加固深度接近10m,優勢突出。
2.5碎石樁法
碎石樁法是軟土路基處理方法中比較傳統的一項技術,其處理軟土路基的效果突出,常用于公路橋梁施工中。碎石樁法主要是利用沖擊和振動的原理,在軟土路基內部及表層制造孔徑,然后將碎石塊填入孔徑內部,加入適量黏結劑以增強碎石黏合性,改善碎石樁整體承載性能,為軟土路基提供必要的支撐,維持路基穩定性。這些高黏度樁體完全凝固后結構極為堅固,還可與軟土路基摻混形成復合墊層,大大提高軟土路基穩定性。在應用該處理技術的過程中,施工方應充分考慮軟土路基性質及范圍,精確計算碎石樁密度與設定位置。碎石樁穩定性良好,對軟土環境侵蝕效應有良好的抗性,可有效預防路基下沉,而且施工成本低,加固效果好,在我國現階段路橋施工中比較常見,但該技術應用范圍有限,不適用于路堤寬度較大的公路項目。
3結語
在路橋項目施工過程中,軟土路基處理是尤為常見的問題,鑒于影響軟土路基施工處理方法的因素復雜多樣,施工方在過程中要結合實際情況合理選擇施工方法。筆者結合軟土路基特點和施工過程中的一些常見因素,對換填法、強夯法、結固結處理法、預壓法及碎石樁法等軟基處理技術進行總結分析,旨在改善軟土路基物理性能,提高路橋施工質量。
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作者:史鐵奎 單位:通遼市交通工程局第十工程處