肖 平
(廣東省交通規(guī)劃設(shè)計研究院股份有限公司, 廣東 廣州 510000)
近年來,隨著我國公路事業(yè)的飛速發(fā)展,公路施工技術(shù)水平得到了顯著提升,在軟土地基處理方面,也取得了顯著的成績。在公路設(shè)計過程中,應(yīng)充分重視軟土地基的設(shè)計,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況,進行有效的處理,保證地基承載力能夠滿足要求,避免施工期間路基垮塌,或通車后路面出現(xiàn)沉降等情況,以此提升公路項目軟土地基設(shè)計水平,進而節(jié)省造價、縮短工程建設(shè)周期、保證公路工程施工的質(zhì)量。
軟土地基主要以淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭為主,天然含水率高、天然孔隙比大,使得土質(zhì)可壓縮性高、粘聚力和內(nèi)摩擦角小,從而導致承載能力不足,不利于公路路基的穩(wěn)定性。所以在公路建設(shè)過程中,如果遇到軟土地基,則應(yīng)加強對軟土地基處理,一般情況下,在軟土地基設(shè)計過程中,還應(yīng)遵循一定的步驟,首先應(yīng)進行地質(zhì)勘查,了解地質(zhì)情況,并根據(jù)勘查結(jié)果,提出合理的軟土地基處理方案,然后可以先進行小范圍的施工試驗,并根據(jù)施工試驗的結(jié)果,對軟土地基處理方案進行優(yōu)化。
在對公路軟土地基進行設(shè)計過程中,還應(yīng)遵循一定的原則,保證軟土地基的承載能力能夠滿足要求,保證公路建設(shè)的質(zhì)量,使得公路達到規(guī)定的使用年限,減少公路工后沉降等情況。公路建設(shè)軟土地基具體的設(shè)計原則如下:首先在設(shè)計過程中,對于軟土地段,特別是深厚軟土或高填土路基,應(yīng)盡量避開,或者進行路橋方案比選,采用橋梁方案;其次還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況,綜合考慮工程造價、工程建設(shè)工期等的影響,選擇合適的處理方案。
在公路建設(shè)過程中,經(jīng)常碰到軟土地基,而且軟土地基建設(shè)難度大,是公路建設(shè)的重點難點,因此在軟土地基處理過程中,還應(yīng)采用科學、合理的軟土地基設(shè)計方法,解決公路中軟土地基的問題,可以有效保證公路施工的質(zhì)量。所以還應(yīng)根據(jù)實際情況,合理的選擇軟土地基設(shè)計方法,一般主要包括以下幾種:(1)動力固結(jié)法。動力固結(jié)法主要是利用機械設(shè)備將沉重夯石吊起,并使其自由落體運動,以壓實軟土地基,增強軟土地基的穩(wěn)定性,但是動力固結(jié)法不適合應(yīng)用在含水量較大、深厚的軟土地基中。(2)置換法。置換法就是將不符合要求的土質(zhì)挖掘,填充物理力學性質(zhì)較好的巖土材料,達到提高承載力、減少沉降的目的。置換法能徹底解決軟土問題,但該方法適用于軟土深度小于3.0m的情況。(3)排水固結(jié)法。排水固結(jié)法又稱預壓法,是指軟弱土體在一定外部荷載作用下排水固結(jié),孔隙比減小,提高抗剪強度,以達到提高承載力、減小沉降的目的。該方法能較好的解決軟土問題,但該方法應(yīng)考慮路基填土,軟土中是否含有夾砂層、處理區(qū)周邊河流、房屋,新舊路基等的影響。(4)復合地基法。在軟土地基中,還可以投入一定的石灰或水泥,使其與土質(zhì)進行充分的攪拌融合,產(chǎn)生反應(yīng)后,形成承載能力較強的堅硬物質(zhì),進而提高地基的承載能力。在使用復合地基法處理軟土地基時,還應(yīng)考慮軟土土質(zhì)、工程造價等因素。
在軟土地基處理過程中,運用砂墊層處理技術(shù),可以提升軟土地基排水固結(jié)的效果,袋裝砂井技術(shù)作為砂墊層處理技術(shù)之一,在具體的施工過程中,使用的主要包括砂井、砂墊層以及土工格柵,該方法具有施工難度小、成本低等特點。采用砂墊層處理技術(shù)時,應(yīng)將砂墊層鋪設(shè)在袋裝沙井上部,在砂墊層的上部,應(yīng)合理設(shè)置土工格柵。土工格柵的使用,可以起到路基加筋的作用,避免軟土地基出現(xiàn)側(cè)面滑動的問題,提高了軟土地基的穩(wěn)定性。在砂墊層處理過程中,還應(yīng)嚴格控制砂墊層的厚度,一般情況下,應(yīng)將其控制30cm~80cm,砂墊層過厚或者過薄,對施工質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。
換土墊層技術(shù)既可以解決飽和狀態(tài)的軟土地基層的問題,另一方面可以解決淤泥質(zhì)黏土地基層,在具體的應(yīng)用過程中,首先應(yīng)還應(yīng)將地基中的表層土除去,然后再采用換土墊層進行施工。換土墊層施工時,應(yīng)選擇透水性良好的碎石以及砂土等,還應(yīng)采用分層填筑的方法,選擇透水性以及穩(wěn)定性良好的風機砂材料,并在風積砂兩側(cè),采用天然砂礫進行填筑,并嚴格控制填筑的寬度,一般情況下,應(yīng)使其在1m以上。另外需要注意的是對于風積砂材料,不能吸收過多的水分,否則也會使得地基承載力下降,無法保證路基的穩(wěn)定性。
擠實砂樁法主要包括兩種形式,一種為振動形式,另一種為沖擊形式,擠實砂樁法主要是將砂石擠入軟土地基結(jié)構(gòu)中,使得地基結(jié)構(gòu)內(nèi)部更加的密實,增強軟土地基的強度。但是目前擠實砂樁法應(yīng)用具有一定的局限性,一般情況下,處理深度在20m以內(nèi)的軟土地基中,采用擠實砂樁法,才能達到良好的效果。
采用高壓旋噴裝注漿技術(shù),對軟土地基進行處理時,首先應(yīng)還應(yīng)充分考慮工程施工實際情況,然后進行注漿管位置預設(shè),設(shè)置號鉆機設(shè)備后,還應(yīng)安放注漿管,設(shè)置好后,通過高壓流,進行沖切土體,使得在軟土地基形成混凝土增強體,以此提高軟土地基的強度。采用高壓旋噴裝技術(shù),還應(yīng)注意控制要壓流的壓力,一般調(diào)至 20MPa。在粉土、碎石土以及砂土等,都可以使用高壓旋噴注漿技術(shù),在軟土地基處理過程中,涉及的設(shè)備主要包括制漿機、高壓泵等設(shè)備,同時高壓旋噴注漿技術(shù)的旋噴形式有很多種,包括擺噴、定噴以及旋噴等等,應(yīng)根據(jù)具體的實際情況,合理選擇噴射的方式,以此提高地基結(jié)構(gòu)承載能力,避免地基沉降問題的發(fā)生,為公路建設(shè)奠定堅實的基礎(chǔ)。
近年來,因我國公路事業(yè)快速的發(fā)展,帶動了我國地基處理技術(shù)的快速發(fā)展,主要表現(xiàn)在各種軟基處理方法得到應(yīng)用和普及,設(shè)計水平也相應(yīng)的提高,涌現(xiàn)了很多從事軟土地基處理的專業(yè)化隊伍。軟土地基處理的進一步發(fā)展還應(yīng)重視以下問題:(1)加強軟土地質(zhì)勘查。軟土土質(zhì)性質(zhì)是影響軟土處理的關(guān)鍵因素,不同的土質(zhì)可采用不同的處理方案,因此準確判斷土質(zhì)性質(zhì)對軟土地基處理至關(guān)重要。(2)加強軟土路基理論研究?,F(xiàn)有軟土地基計算模型還不能準確反映實際情況,許多模型仍采用經(jīng)驗公式計算,參數(shù)的選擇多來之經(jīng)驗,因此需加強理論研究,提高理論水平。(3)高填土路基、深厚軟基的處理方法。在實際工程,對高填土路基下的軟基處理、深厚軟基的處理都顯得束手無策,填土高度超過8m,軟土深度超過20m時,選擇合適的處理方案較為困難,因此加強高填土路基、深厚軟基的處理的研究就勢在必行。
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