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刍议道路施工中的软基加固施工技术

2014-04-06

山西建筑 2014年34期
关键词:含水量道路土地

张 永 胜

(山西机械化建设集团公司,山西 太原 030009)

刍议道路施工中的软基加固施工技术

张 永 胜

(山西机械化建设集团公司,山西 太原 030009)

对软土地基所具有的孔隙比大、流变比突出、抗剪力弱等特性进行了概述,详细分析了软土地基的表层及深层加固技术,并结合工程实例,探讨了道路施工中软基加固的施工技术要点,以供参考。

道路,施工,软土地基,加固技术

0 引言

我国土地辽阔,地大物博,各个地区的地质条件各不相同。在我国的一些沿海地区或是湖河沉积的地区,往往存在很多软土地基,在这类地区进行道路工程的施工时,若是处理不当很容易导致工程项目的稳定性不符合标准,甚至出现沉降事故。所以,在这类道路工程施工过程中,施工单位需要采用一定的加固技术对地基进行加固处理。

1 软土地基概述

1)孔隙比大,含水量较高。软土地基中的孔隙比相对较大,存在着较多的天然水,这是软土地基非常明显的特点。其中孔隙比大的原因就是因为地基中的含水量较高。软土地基的主要成分多为粘土和粉土粒,表面上有负电荷,会吸附空气中游离的水分子,进而提升软土地基中的含水量。含水量大了,土粒之间的粘结度就会下降,从而孔隙比就会上升。

2)流变比突出。软土地基在受到外力和重力的作用时,会随着时间的变化产生变形,若是施工期间没能进行加固处理,那么道路竣工后在使用过程中很可能会因为软土发生流动而坍塌。

3)压缩性系数较高,抗剪能力弱。软土地基的强度很低,主要是因为软土地基的孔隙比比较大,含水量比较高,进而承载能力就会相对下降。所以,在道路施工过程中应该尽量进行软土地基加固,避免出现塌陷事故。

2 软土地基的加固技术

2.1 表层加固技术

1)换填技术。

施工过程中,施工单位可以将软土地基的表层软土挖出,将一些强度较高、价格较低、压缩性较小、资源丰富而且没有腐蚀效果的稳定性材料填充到挖开的位置上,例如:碎石、石渣、灰土等材料。材料填充好以后,要分层夯实,保证换好的土层能够承受一定的承载力。采用这种方法可以在一定的程度上增强地基的承载力,减少地面的下沉量,防止出现过大的热胀冷缩变化。该技术比较常用在淤泥土地中,或是暗塘这类浅层的地基中。

2)土工编织物技术。

所谓的土工编织物,就是通过聚合物加工制成的平面编织物。该技术施工比较方便,重量较轻,整体性效果好,在实际应用中呈现出很好的耐腐蚀性,抗拉强度也能得到一定的增强,并有效制约微生物的侵蚀。还有一种比较相似的方法是采用土格栅栏,这种材料具备很特殊的功效。采用土工编织物技术可以有效改善软土地基的表层结构,加强排水能力,起到反滤隔离的作用。

3)加入添加剂。

向软土地基中加入添加剂的技术通常被应用在表层土是粘土的软土地基中,加入添加剂以后,能够有效改善地基的强度,并在一定程度上提升压缩性,保证地基的稳定程度。通常情况下,制作添加剂都是将熟石灰及生石灰和一定量的水泥混合到一起,搅拌混合以后,与现有的土壤共同作用。这种加固技术可以在一定程度上降低含水量,改变粘土的成分,有效提升稳定性。

4)排水法。

采用排水法加固通常都是用在软土地基土质相对较好的工程项目中,这类地基的土质较好,只是含水量比较高。使用时通常是在填土之前,挖开槽沟以后,先将地表水排掉,降低地基中的含水量,进而有效保证机械施工可以正常运行。回填时尽量用一些透水性比较好的砂砾或是碎石回填,令沟槽具备盲沟的使用效果。

5)砂垫层技术。

可能有些地基存在着大量的水,但是表现出的土层却很薄,处理这种地基可以在地基上面添上一层砂垫层,厚度控制在0.5 m~1.2 m。砂垫层可以帮助排水,团结软土层,降低下方填土层的水位,进而保证施工期间能够正常通行工程用机械设备。

2.2 深层加固技术

1)强夯技术。

早前,强夯技术是由法国研究而来,通常是通过8 t~30 t的重锤在地基上方8 m~20 m的位置落下,压实地基。这种加固技术施工简单,效果明显,经济效益高,但是会产生比较大的噪声和震动,不适合应用在城市这类人口密集的地区。采用强夯技术加固处理的地基可以将承载能力提升到原来的5倍,有效深度最深可以达到10 m以上。强夯技术可以应用到多种土壤类型中,但是并不适用在高饱和的粘土中。

2)预压技术。

预压法也可以叫做排水固结法,通常应用在粘土地基中,建设高速公路项目时。这种加固技术的成本相对较低,效果相对较好。应用过程中,是通过地基本身存在的透水性或是建筑中存在的排水体,通过地表上加载的重力挤压出地基空隙中的水分,进而提升地基的强度和土壤的结构密度。该技术在应用过程中也存在着一定的缺陷,会延长工期,而且需要计算填土的具体速度,避免出现沉降问题。

3)复合技术。

复合加固技术是通过向天然土壤中加入增强桩,进而改善应力结构,保证桩体能够承受比较大的重载,一般情况下,比较常用的复合技术包括以下几种:

a.混凝土搅拌桩。这种方法是采用水泥固化剂,通过专用的搅拌设备一边钻探一边喷射泥浆,并在搅拌过程中令水泥和土壤良好的结合到一起。搅拌结束以后,原来的土壤结构被改变成整体性的水泥桩。该技术的稳定性比较好,施工过程中不会造成环境污染、噪声污染和震动,同时能够有效降低工期和造价。

b.固土桩。固土桩也可以叫做粉喷桩。是通过专用的喷粉钻机将粉体固化剂喷到软土地基中,充分搅拌,发生物理化学反应,最后形成强度较高的桩体。该技术通常被用在城市道路、桥梁的建设中。

c.高压旋喷技术。该技术采用钻机将配置好的浆液喷到土壤中去,并通过高压技术将土壤切割开来,充分搅拌在一起,在钻机提升的过程中形成圆形的桩体。该技术在使用过程中占地面积小,噪声很低,但是需要较高的成本,而且会造成一定的环境污染。

d.石灰桩。石灰桩的使用是采用石灰和土壤之间的化学变化,进而达成加固软土地基的目标。石灰桩技术的应用是通过机械施工的方法钻进到地基中喷洒空气,松动土壤,达到想要的标准以后,反转钻头并提升,将生石灰喷入进去。整个过程中,实现了石灰和土壤的充分接触,最后形成一个整体。该技术在应用时可以深入到20 m。

e.散体桩法。散体桩也可以叫做碎石桩,采用高压水向土壤中冲击,形成孔洞,随后将碎石添加到冲击而成的孔洞中,进行震动并搅拌,令碎石和土壤充分的结合到一起。

3 工程实例介绍

某道路工程在施工过程中,发现地基是8 m~18 m深的粉质粘土,目标是填到最高高度为6 m的路堤。在该工程的施工过程中,采用的加固技术是通过现浇混凝土管桩技术加工,桩长可以设计成6 m~11.8 m之间,直径定为1 000 mm,管壁厚度设计成120 mm,混凝土强度等级定为C20,坍落度规定为5 cm~8 cm之间,各个桩之间的距离要保证在3 m,纵向之间的距离要保证在3.5 m,每个单桩的承载力要保证在700 kN以上。

桩基检测工作:首先,在施工现场挖开地基,检查桩身外观没有问题,通常是在桩基施工两周后进行检查,数量不能少于3根。其次,进行低应变检测,可以采用反射波法,检测桩身的完整性,数量必须在整体数量的1/4以上,检测结果是满足设计要求的。最后,进行静载荷测试,检测3根桩基的单桩承载力,保证在设计要求中的700 kN以上,证明符合设计要求。

4 结语

在道路施工过程中,会涉及到多个领域多个专业的内容,施工现场中的地质地形条件,气候条件都会影响到施工质量。针对软土地基来说,施工单位必须在施工过程中采用合适的加固技术对软土地基进行加固处理,提升地基的承载力,保证软体地基的强度,进而保证道路工程的施工质量。

[1] 毛 伟.道路施工中的软基加固施工技术应用实践[J].中国新技术新产品,2014(6):46-47.

[2] 张 涛.软基加固技术在道路施工中的应用[J].黑龙江科技信息,2014(4):221.

[3] 张景柱.软基加固技术在道路施工中的应用[J].江西建材,2014(17):204-205.

[4] 王香允,杨 飞.探讨道路施工中的软基加固技术[J].中华民居(下旬刊),2013(4):334-335.

[5] 师天香.公路施工中的软土路基处理[J].山西建筑,2013,39(32):119-121.

Discussion on soft foundation reinforcement technology in road construction

ZHANG Yong-sheng

(ShanxiMechanizationConstructionGroupCorporation,Taiyuan030009,China)

The paper introduces soft foundation features including big core distance, obvious flowing ratio and weak shearing resistance, analyzes soft foundation surface and depth reinforcement technology, and explores soft foundation reinforcement technology points by combining with engineering examples, with a view to provide some guidance.

road, construction, soft foundation, reinforcement technology

1009-6825(2014)34-0146-03

2014-09-24

张永胜(1970- ),男,工程师

U416.1

A

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