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道路工程施工中的软基加固技术

2021-03-22袁国庆

运输经理世界 2021年6期
关键词:土体稳定性强度

袁国庆

(中交水利水电建设有限公司,浙江宁波315000)

0 引言

基于软土地基的结构复杂、多相性和时空变异性,在进行道路施工时,需根据所涉及软土的性质,选择最合理的地基加固处理技术,把握好对道路的设计、分析、施工等各个环节工作,提高施工质量和效率,促进城市道路工程的发展,为道路的车辆承载、建筑物稳定性提供良好的条件。

1 软土地基特点

软土是指呈软塑状的黏性土,这类土质含水较丰富,容易被压缩,抗剪度较低,也很难承载较重的事物。软土的孔隙较大,不容易透过水,需要较长时间才能完全固结,强度和稳定性都不高,若未能对其进行合理的加固处理,很可能在施工过程中就发生坍塌下沉,损害到周围建筑物,不利于施工项目的开展。若在施工完成后投入使用,更容易埋下安全隐患,影响到工程的经济、社会效益。

较强的流变性及触变性,压缩系数高、抗剪度低,含水量高和孔隙大,是软土地基最主要的几个特点。施工时,在骨架应力的作用下,部分软基土壤颗粒会吸附水滴,黏滞性增加,颗粒排列顺序也会出现变化,进而引起骨架体的错动,出现变形延迟。但同时又受到边界的约束,减小了因土壤蠕动变形而带来的危害,即存在流动性。在土壤颗粒吸附胶体的干扰下,会使得土壤转为溶胶状态,强度下降;但若恢复回凝胶状态后,会再次出现强度的增加。一般来说,软基土壤压缩系数在0.7~1.5MPa 的数值范围之间,最高不超过4.5MPa,有着非常大的压缩性。而含水量在增加后,会引起压缩系数的增加,使得土壤更容易被压缩。软基本身抗剪度较低,在加速度和排水固结条件的作用下,会导致排水性和抗剪强度的增加,但与侧压力无直接相关。软基含水量一般在50%~70%,有些甚至可高达200%,天然的孔隙为1-2,甚至3-4。软基土壤饱和度一般在95%以上,这些都是造成软基高压缩性和抗剪度的重要原因,直接影响到土壤的应用[1]。

软土地基对于道路项目建设有着不小的危害,所以,提高软基的稳定性是道路建设中的重要问题。建设软基时,应首先考虑到其土壤成分、结构,使用时的负载和降水问题。若地基渗水,会降低路基强度和稳定性,导致质量受损。若使用黄土作为填筑路堤的路基,有可能会增加施工的压实难度。若施工单位未能按规范配比地基处理所需要用到的材料,将水泥、砂石混入地基,那么,一旦出现降雨,在雨水冲刷下,很可能带走混入的施工材料,影响到软基处理效果,也不利于地基的土层硬化,均会对道路建设造成负面效应[2]。

2 道路工程中软基加固施工技术重要性

2.1 提高道路的安全、稳定性

软土地基属于不良地质,若不能对其进行有效的处理,会给施工质量带来如路面沉降、道路裂缝、部分出现坍塌等不利影响。尤其在车辆行驶中碰到这种情况,还会造成交通事故,影响到人身财产安全,也会大大地增加维修成本。这种情况下,如果能应用合适的软基加固技术,可让地基土质得到改良和完善,提高道路的承载能力,促进后续施工的顺利进行,为道路的安全、稳定提供可靠的保障[3]。

2.2 有效降低维护保养成本

随着人们生活条件提高,城市机动车辆越来越多,道路也变得拥堵,道路负荷也越来越大,时间一长,路面往往会出现一些问题,影响车辆行驶,这就需要市政相关部门投入大量人力物力,对道路定期实施养护和维修,进一步加重财政负担。而且,在实际使用中,部分道路由于承载过大,易导致坍塌、沉降问题,又大大增加了养护成本。若道路施工时,结合地基实际情况选择合适的软基加固技术,可有效保证道路施工质量,提高承载力,延长维护周期,进而降低养护成本和维修费用,对道路后期的使用也能产生积极作用[4]。

2.3 提升道路施工水平

在道路施工建设中,合理选用软基加固技术,并在使用过程中根据实际情况对该项技术进行优化,尤其针对技术要点展开创新,进一步提高技术的规范性和高效性。如此一来,通过不断优化的技术,可从整体上提高道路施工的质量,促进施工行业的发展,提高道路施工的整体水平,使这类工程可获得更大的效益。

3 道路工程施工中的软基加固技术的规范应用

3.1 预应力管桩施工技术

该项技术可有效提高软基强度。在施工实践开始前,测量工作人员需对软基位置、范围进行确定,并展开精确的测量,以免出现人为误差导致与实际情况不符,影响到加固效果,并造成材料浪费。待准确定位后,做好测量,定准打桩位置,将管桩精确投放至具体位点,并实施打桩作业。考虑到软基土质松软,承载力不大,需先将预应力管桩投入松软地基中,按一定顺序将其逐个打入地下,以便于地基上方建筑物的质量可顺着桩基传导到软基下方承载力较高的土层,以增加地基的稳定性。若下方较坚固的土层位置深,也可通过桩基和旁边土壤摩擦力共同构成对上方建筑物的支撑力量,提高荷载力。需注意的是,施工人员要根据周围环境、地基特点来确定预应力管桩的选择。结束打桩后,应设置醒目的标识牌,确保软基加固质量和强度。该项技术在软基加固中效果良好,但成本较高,且对管桩距离、长度有着非常严格的要求,所以,在软基加固中未能广泛普及[5]。

3.2 土木合成材料施工技术

由于软土本身强度和稳定性均不达标,在实际软基加固时,时常会使用到土木合成材料,通过复合地基的方式来增加土体的强度和密度。开始施工前,应先考察软基实情,对造成土体松散的原因进行分析,针对性地制定方案来运用具体的土木合成材料,以免选择上的不合理,引起施工质量和效率的下降,并造成安全事故。同时,需对松软路段密实度进行全方位控制,尽可能准确地采集信息,选用合适的振动方式和方法,实现深层次地基的密实度可达到使用所需标准。进行振动施工时,应同时投入施工建材,促使土木合成材料层固定,加大深层次地基的强度。这类技术较为便捷,有利于在减少污染的前提下改善软基松软情况。土木合成材料可加大路基强度,避免翻浆、塌陷和下沉的情况出现。若将其用到堤岸斜坡的加固上,可增加结构坡度,土体被充分压实。若将其用于挡土墙,可代替砂井,节约施工成本,缩减施工时间,也能提高后期使用的安全性。

3.3 强夯加固施工技术

施工人员在预先进行地质勘探、现场试验性施夯后,对技术参数、建筑位置、加固范围等内容进行确定,对范围内障碍物进行清除,做好排水。具体施工时,从地基边缘夯向中间,降低侧向压力影响,保持重锤的平稳和位置,若出现错位、坑底倾斜太大,需先将砂土填平再实施下一次夯击。每次夯击后都需按照下沉量测量、砂石填平、夯击的顺序完成工序。最后一次地基下沉量应保持在规定范围内,做好记录,便于后续的检查。

3.4 真空预压加固和表面处理施工技术

该项技术需要根据地基表面实际情况铺设密封膜等处理,并按规范利用真空设备对其实施最合适的处理,使得砂垫层和土体垂直排水通道构成负压体系,加快孔隙中水分的排出,优化土体的固结效果,增加土体强度。随着时间的延长,真空度的效果会经由排水板向附近的土体扩散,使深部水分被排出。这样一来,土体中负的超静孔隙水压力会一直处于消耗中,深化了原本松软土体的有效应力和加固效果。表面处理施工,是通过增加排水,以免积水过多导致的软基受损,密度和强度进一步下降。当软土地基被夯固后,可选择合适的透水性好的材料对其表面回填,如在地基表面铺厚度约1m 的砂石,以起到增强地基强度、保护软基的作用。

其他,还有振冲碎石桩技术、水泥搅拌桩加固技术、塑料排水板加固技术等,分别运用振动水冲、以水泥为固化主剂和土层搅拌混匀、利用真空技术通过塑料排水板将地基中多余水分排出等方式来加固软基。为确保上述技术可发挥预期效果,施工单位需健全施工责任制并严格落实,集中加强软基加固技术管理,严格按照标准实施,避免应不合理而产生质量、安全隐患。

4 结语

总之,随着城市发展,道路工程建设安全越来越受到各方面关注。特别是软土地基的承载力、稳定性均较差,较易导致安全问题,影响后期使用,需要在施工过程中对其进行合理的处理。施工人员需事先对现场的地基土质进行详细勘查,根据土体实际情况来选择合适的处理手段,提高道路的安全、稳定性,有效降低维护保养成本,提升道路施工水平。

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