邵明偉
摘要:路基的施工是整個公路工程中的重要環(huán)節(jié),它的施工質(zhì)量直接影響到整個工程的質(zhì)量與穩(wěn)定性。若遇軟土路基,在其上修建公路地基比較容易造成公路出現(xiàn)太大幅度沉降,因此對道路軟土路基施工技術(shù)的研究也具有重大的意義。本文即詳細闡述了幾種主要的軟土路基施工技術(shù)的相關(guān)要點。
關(guān)鍵詞:公路工程;軟土路基;拋石擠淤;固結(jié);
中圖分類號:TU471.8文獻標識碼:A
一、軟土路基概述
軟土路基主要由粘土和粉土等細微顆粒含量多的松軟土、空隙大的有機質(zhì)土、泥炭土以及松散砂等土層構(gòu)成。它們的成因、結(jié)構(gòu)和形態(tài)雖然不同,但都有含水量大、壓縮性高、強度低和透水性差的特點。軟土路基不能簡單的只按路基條件確定,因填方形狀及施工狀況,有必要在充分研究填方及構(gòu)造物的種類、形式、規(guī)模、路基特性的基礎(chǔ)上判斷是否應(yīng)按軟土路基處理。在公路建設(shè)過程中,有些軟土地基填筑過程中就因路基變形,無法定型鋪筑路面;有的勉強鋪筑了路面,但軟基變形。未待交工驗收,路面就開始失穩(wěn);有的在運營中變形,不但要年年整治,耗用大量人力、物力和財力,而且影響行車安全,中斷交通。在軟土地基上修建道路,首先要進行加固處理。因此,加強對軟基處理效果的研究,對于確保道路工程質(zhì)量意義重大。
二、公路工程軟土路基施工中常見的技術(shù)問題
(一)軟土的取樣
軟土路基強度低,如果想建造出品質(zhì)較高的道路,務(wù)必對路基的使用壽命和強度進行保證,否則將容易出現(xiàn)道路交通事故,從而給社會治安帶來不良的影響。一般軟土路基強度低,如果它在外力的作用之下,就會發(fā)生下沉、變形等的現(xiàn)象。就會難以市政道路工程相關(guān)質(zhì)量驗收標準。那么,在處理道路軟基的過程里,有關(guān)軟土的取樣是技術(shù)人員必做的一件事情。并且還要進行一系列的研究與化驗,從而使得軟土施工工藝和技術(shù)措施得到提高。這樣,便能使得路堤荷載的基本要求得到滿足。
(二)邊坡路基處理問題
因受雨水的沖刷,邊坡的軟土路基易受破壞,尤其市政道路工程中,邊坡的穩(wěn)定將受到影響。因此一定要處理好邊坡的路基。且地段符合標準的,也要做好邊坡路基的處理。同時,對于路基穩(wěn)定與否要相當重視。目前,關(guān)于在軟土地上的邊坡處理的要求更高。在處理邊坡路基的過程中,一定注重技術(shù)方法與措施,保證不因雨水沖刷而使得邊坡路基受到破壞,同時,要注重好整個道路工程中的施工效果。
(三)路基填料問題
軟土路基易在荷載作用下產(chǎn)生較大的不均勻沉降,這種情況將導致路基失去穩(wěn)定性。因而,軟土質(zhì)地段對道路工程的建設(shè)其實是非常不利的。不過為了使得道路工程中的實際情況與城市規(guī)劃總體需求得到滿足,必需要選擇軟土質(zhì)地段實行施工。畢竟軟土有著較小的荷載系數(shù),因而在處理地基的過程里,必需加一部分硬質(zhì)土壤,否則對于路基的強度將很難得到控制,于是便形成了技術(shù)問題的客觀性,技術(shù)人員在給軟土路填土過程中應(yīng)當重視填土的控制度,使得路基的剩余沉降和沉降得到嚴格控制,從而使得路基更具有穩(wěn)定性。
公路工程軟土路基施工技術(shù)要點
(一)拋石擠淤
1、技術(shù)概述
拋石擠淤為強迫換土的一種形式,通過在軟粘土中拋入較大的片石、塊石,使片石、塊石強行擠出軟粘土并占據(jù)其位置,以此來提高地基承載力、減小沉降量,提高土體的穩(wěn)定性。
拋石擠淤法一般適用于厚為3~4m的軟土層和常年積水且不易抽干的湖、塘、河流等積水洼地,以及表層無硬殼、軟土的液性指數(shù)大、層厚較薄、片石能沉達下臥硬層的情況。由于拋石擠淤法施工簡單,不用抽水、不用挖淤、施工迅速,所以現(xiàn)場樂于采用,特別是在路基工程中,更是常用此法來處理其下的軟土地基。
2、拋石填料要求
石料采用堅硬、不易風化的碎石,石料尺寸不小于0.3m,允許有20%以下較小石料,但塊徑不得小于15cm。此外,對每一個料場還需檢測3組試件,材料發(fā)生較大變化時應(yīng)重新檢驗,所選用的片石抗壓強度應(yīng)滿足設(shè)計要求。
拋石
片石運至指定地點后,利用挖裝機械進行拋石作業(yè)。當軟土底部橫坡陡于1:10時,應(yīng)自高側(cè)向低側(cè)拋投,并在低的一側(cè)多填一些。拋填第一層要厚些,以便能承受住壓路機,待上一層拋填物壓入泥中,再拋填下一層,直至用重型壓路機碾壓不再下降為止。當拋填厚度達到1.0m左右時,應(yīng)進行分層找平壓實。
4、整平
卸下的石質(zhì)填料,用推土機整平使巖塊間無明顯的高差。大石塊要解體,以保證碾壓密度,整平要均勻,若有不平之處用人工填鋪碎石找平。當至設(shè)計標高并在片石頂面鋪完碎石層后,再使用推土機穩(wěn)壓、推平,在推平時將多余碎石均勻分布到整個施工段,保證路拱自既有路基側(cè)向外設(shè)有2%~4%的坡,護道整平工作同時進行。
碾壓
拋石頂面用挖掘機等履帶車進行排壓,隨后使用18T振動壓路機碾壓,碾壓遍數(shù)根據(jù)試驗段施工確定,以達到質(zhì)量要求,最后兩遍的壓實差不大于5mm,方可進行下層拋石填筑;路基中部與路床石料粒徑要求和壓實要求同路基一般處理。
6、檢測
拋石路基填層采用灌砂法或灌水法檢測密實度是可行的,但這2種方法的工作量大。而核子濕度、密度儀測量路基填層表面0.3m深的壓實度,K30承載板試驗測量超載板以下6O~90cm厚度土的密度狀況,在一定程度上所測得數(shù)據(jù)能準確地反映填料壓實質(zhì)量,因而路堤現(xiàn)場質(zhì)量檢測主要采用K30承載板檢測路基土的強度和壓實密度配合灌水法檢測密度。
(二)化學固結(jié)法
即通過一些化學手段對地基進行固結(jié),以加強其強度,提升其穩(wěn)定性。經(jīng)常用的處理手段通常有三種:一是深層攪拌法,二是灌漿法,三是高壓噴射注漿法。深層攪拌法,即在軟土中摻加固化劑經(jīng)攪拌機攪拌,軟土和固化劑會發(fā)生物理化學反應(yīng)從而提高地基強度和穩(wěn)定性將軟土硬化加強其整體性。固化劑的主要組成部分多是水泥石灰等攪拌機為特質(zhì)攪拌機另外軟土和固化劑的鉆合盡量在地基深處就開始進行。利用此方法莊要就是為了增強軟土的強度提升承載力,以達到減少沉降量的目的從而為邊坡的穩(wěn)定性提供必要保證,此外之所以要用攪拌機加固,主要是為了讓軟土和固化劑之間發(fā)生物理化學反應(yīng),它與混凝土的硬化有著很大區(qū)別,混凝土的凝固速度比較快,因為其進行的是水解水化作用。
(三)水泥攪拌樁施工加固
1、加固原理
水泥攪拌樁加固的基本原理是基于水泥加固土的物理化學反應(yīng)過程,利用機械設(shè)備將水泥噴入待處理的道路軟土路基內(nèi),并不斷上下攪拌均勻,促使水泥與土發(fā)生水解水化反應(yīng)并形成凝膠體,最終形成一種穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)整體,從而提高了土體的整體強度,滿足路基使用承載力的要求。
2、施工方法
(1)攪拌機定位
將攪拌機移至放樣位置,將鉆頭對中,必須保證攪拌機水平。檢查電腦記錄儀運行狀況(記錄儀必須經(jīng)過國家計量監(jiān)督局標定)。
(2)預(yù)攪下沉
待深層攪拌機定位后,由操作人員啟動攪拌機電機,下鉆速度由電機的電流監(jiān)測表控制,工作電流不應(yīng)大于70A,下鉆速度控制根據(jù)現(xiàn)場情況而定,如果遇下沉速度過慢時,經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理認可后可以從輸漿系統(tǒng)適量補給水泥漿以利于鉆進。
(3)制備水泥漿
待攪拌機下沉到一定深度時,即開始按0.5:1的水灰比配制水泥漿,灰漿拌和不少于3分鐘。
(4)噴漿攪拌
鉆頭露出地面后,開啟灰漿泵進行試噴,出漿后,啟動鉆機下沉,并邊噴漿、邊旋轉(zhuǎn),按0.65m/min下沉速度下沉攪拌機,注漿壓力為0.5MPa。如此進行下沉、噴漿、攪拌作業(yè),使軟土與水泥漿攪拌均勻,施工時要嚴格控制攪拌機的下沉速度,保證噴壓階段不出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。同時記錄下灰漿泵電機工作時的電流強度,按下電腦記錄儀鍵,檢查記錄儀上的打印數(shù)據(jù),深度、每米噴量、總噴量是否與設(shè)計相符,當每米噴量及總噴量與設(shè)計不符時,在二次提升復攪噴漿時,根據(jù)上次的每米噴量結(jié)果,適當調(diào)整灰漿泵電機的電流強度大小,以控制噴漿量,直到符合設(shè)計為止。
(5)重復上下攪拌
為使軟土和水泥漿攪拌均勻,再次將攪拌機邊旋轉(zhuǎn)邊沉入土中,至設(shè)計加固深度后再將攪拌機提升出地面。
(四)高壓噴射注漿法
高壓噴射注漿法是將帶有特殊噴嘴的注漿管置于土層預(yù)定深度,以高壓噴射流使固化漿液與士體混合,凝固硬化加固地基土體的方法。它適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、黃土、砂土、人工填土和碎石土等地基。高壓噴射注漿法在意大利、日本和聯(lián)邦德國得到較快的發(fā)展,意大利Radio 公司還開發(fā)了可同時在鉆進中檢測地層土質(zhì)、機器控制和自動調(diào)節(jié)設(shè)計漿量并收集反饋信息的機械,國內(nèi)也很重視并已進行過一些探索性試驗。
結(jié)語
綜上,公路工程中的軟土路基施工技術(shù)是一項系統(tǒng)而又復雜的技術(shù)。在實際工程中為了保證處理效果應(yīng)先對地質(zhì)情況與工程需要進行分析,然后選擇最為合理的方式處理。同時保證施工的經(jīng)濟性與規(guī)范化的要求,即根據(jù)工程需要選擇合理的工藝并按照規(guī)范標準實施,克服不利因素保證軟土處理的效果。
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