楊 宇
(四川大學(xué)水利水電學(xué)院,四川 成都 610065)
公路施工易受到天氣、地質(zhì)、水文等環(huán)境因素的影響,其中地質(zhì)對(duì)于公路橋梁隧道的施工影響最大。我國(guó)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,一些突發(fā)情況無(wú)法預(yù)計(jì),其中軟土基問(wèn)題一直是困擾我國(guó)公路橋梁隧道施工的一個(gè)難題。如今隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,公路交通也得到了飛速發(fā)展,公路作為主要的交通方式,在軟基上建造公路橋梁無(wú)法避免,軟土地基的特性使得其施工的難度較大,如何采取有效的處理對(duì)策,尋找解決公路橋梁隧道軟土基施工技術(shù)與處理辦法,是一個(gè)值得研究的重要課題。
軟基也被稱作軟土路基,其持力層大部分由軟土構(gòu)成,軟土有著較強(qiáng)的壓縮性,土質(zhì)較為疏松,壓縮性較強(qiáng)并且抗剪能力較弱。軟基大部分處在地勢(shì)低洼、水源充足的地方,由于長(zhǎng)期處在積水的環(huán)境之下,有著大量的植物生長(zhǎng)并且產(chǎn)生了大量的沉淀物。具體來(lái)講,軟土地基工程有著以下幾點(diǎn)特征:大孔隙比,軟土地基由于形成條件以及土體顆粒的內(nèi)在特性,其顆粒之間有著很大的空隙,天然孔隙比大于1,天然含水量接近甚至大于液限,其含水量常常處在飽和的狀態(tài);高壓縮性,由于軟土地基的孔隙較大,因而有著高壓縮性的特征,其固結(jié)的周期長(zhǎng),無(wú)法長(zhǎng)期穩(wěn)定,承載后易導(dǎo)致變形而形成地面的大面積沉降的現(xiàn)象,并且因梁柱結(jié)構(gòu)開裂與底板不均勻沉降問(wèn)題而影響到使用的性能;低承載力,天然地基的承載力通常小于60KPa,如果不經(jīng)過(guò)加固處理,很難滿足承載的需求,一旦加固處理不完善,則容易造成因承載力不夠而破壞倒塌等事故;高靈敏度,軟土結(jié)構(gòu)容易被破壞,有著高靈敏的特性,并且由于流變性的特征,沉降穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng),變形持續(xù)的周期長(zhǎng),部分深厚的軟土沉降持續(xù)的時(shí)間超過(guò)十年以上。
1、路面侵蝕。隧道的地基建設(shè)作為公路橋梁隧道施工主要部分,地基施工的質(zhì)量對(duì)公路的使用壽命有著直接的影響,軟土基對(duì)于路面的影響非常大。而在實(shí)際的公路橋梁隧道施工當(dāng)中,很容易產(chǎn)生路面侵蝕的現(xiàn)象,尤其是在降水量大的季節(jié),路面極易大面積破損。公路橋梁隧道施工主要材料為混凝土物質(zhì),路面侵蝕現(xiàn)象對(duì)這些材料的緊密度有著很大的影響。
2、路面硬化。軟土地基的堅(jiān)固性與穩(wěn)定性較差,因而在施工的過(guò)程當(dāng)中容易形成路面硬化現(xiàn)象。公路橋梁隧道施工主要使用的為混凝土與瀝青材料,這些材料本身的穩(wěn)定性不強(qiáng),容易出現(xiàn)內(nèi)部開裂與硬化。并且路面的硬化同公路橋梁隧道施工的材料比也有著直接的聯(lián)系。
3、路面沉降。路面沉降是軟土基層的主要危害,也是公路橋梁隧道建設(shè)施工過(guò)程中的一個(gè)主要難題。軟土地基的路面沉降的主要影響因素為長(zhǎng)期的地下水沖刷,導(dǎo)致軟土地基水土流失,強(qiáng)度與密度下降。同時(shí)公路橋梁隧道施工的技術(shù)不全面也對(duì)路面的安全性與穩(wěn)定性有著直接的影響。
1、深層軟基的處理。管樁加固。如今隨著公路施工技術(shù)與設(shè)備的發(fā)展,管樁加固越來(lái)越多地被應(yīng)用到了施工當(dāng)中。鋼筋混凝土管樁目前在我國(guó)應(yīng)用較多,管樁插入土體,加強(qiáng)通過(guò)土體的摩擦,使其結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定?;炷恋脑靸r(jià)較低,由于其經(jīng)濟(jì)性的特征,許多工程應(yīng)用這種方法,不但經(jīng)濟(jì)環(huán)保,還能提升荷載能力。
深層密實(shí)。這種方法運(yùn)用的目的在于增加軟基的強(qiáng)度,利用多種壓實(shí)方法處理深層的軟基,例如振動(dòng)、夯擊等方法的應(yīng)用。只有增加深層次的土體緊密程度,才能夠保持土體間的緊實(shí)程度,有效解決水分對(duì)于深層軟基的影響。這種方法的使用通常也會(huì)結(jié)合一些其他方法。
深層攪拌。攪拌是通過(guò)攪拌機(jī)對(duì)軟基進(jìn)行攪拌處理,將軟基同石灰、水泥等進(jìn)行充分反應(yīng)與融合,通過(guò)物理、化學(xué)反應(yīng)來(lái)改善深層軟基的強(qiáng)度與密度。深層攪拌的方法主要可以分為兩種,即干法和濕法,干法為粉噴樁法,濕法為旋噴注漿法。按照具體的地質(zhì)情況,如果土壤水分含量較大,就需要采用干法,如果水分含量較小就可以使用濕法。目前這種方法一般在高級(jí)公路與碼頭等施工中使用。
2、淺層軟基的處理。換填土。由于軟土較薄,因而可以將軟土清除,換填一些級(jí)配和物理特性更好的顆粒,例如粉煤灰、碎石等。換填之后,可以進(jìn)行夯實(shí)操作,確保軟土層的強(qiáng)度符合施工需求。換填土一般在公路地基處理中應(yīng)用,壓實(shí)工作一般采取機(jī)械碾壓的方式,如果一些地方需重點(diǎn)加強(qiáng),則采取重錘夯擊的方式。而清除的軟土能夠作為護(hù)坡,起到防水的作用。
加筋處理。加筋處理是指在路堤擋墻中加入一些合成材料,例如鋼筋、鋼條等,或者對(duì)邊坡進(jìn)行打錨處理,常見的有樹根樁、土釘?shù)?。加筋處理能夠增?qiáng)土體的強(qiáng)度以及抗剪能力,從而全面提升軟土地基的承載能力,促進(jìn)地基的穩(wěn)定性與持續(xù)性,避免土基沉降的現(xiàn)象。但加筋法需要耗費(fèi)大量的材料,工程量也較大。
強(qiáng)夯法。強(qiáng)夯處理法的主要施工的步驟為對(duì)軟土地基進(jìn)行反復(fù)捶打壓實(shí),利用夯實(shí)機(jī)械與壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)處理。強(qiáng)夯法能夠有效減少軟土地基內(nèi)部的材料間隙,從而提高路面材料的密實(shí)程度。一次夯擊能夠產(chǎn)生幾十噸的壓力效果,可以將粉煤灰、碎石、石塊等壓實(shí)到地基當(dāng)中,同軟土固結(jié)為一體。并且夯擊也能夠有效地排除水分,提升軟土基的緊實(shí)度。如今強(qiáng)夯法在我國(guó)施工中的應(yīng)用較為廣泛。
結(jié)束語(yǔ):公路橋梁隧道的建設(shè)施工是我國(guó)運(yùn)輸行業(yè)的重要項(xiàng)目。而軟土地基是常見的施工難題,如今隨著施工技術(shù)工藝的不斷發(fā)展,機(jī)械設(shè)備的不斷完善以及新型材料的應(yīng)用,實(shí)際的施工當(dāng)中,應(yīng)當(dāng)注重對(duì)各種施工處理方法的衡量,結(jié)合施工地的情況,注重對(duì)不同加固處理方法的結(jié)合使用,兼顧軟土地基施工處理的質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)性,從而促進(jìn)我國(guó)公路橋梁隧道工程發(fā)展。
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