公路工程软土地基加固研究

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公路工程软土地基加固研究

摘要:

经济社会的持续发展,使得我国的公路产业蓬勃发展,公路系统的压力越来越大。地基为路面施工的基础性环节,作为整个工程的基础,承担着很大的路面压力。在地基中存在部分软土,由于软土强度低、压缩性强使公路工程施工中存在较大的难度。若在软土地基处理中,没有严格按施工技术要求对软土地基没有进行正确的处理,会给整个工程造成安全隐患,严重威胁到公路工程的安全性、稳定性。

关键词:

公路工程;软土地基;处理与加固;探讨

地基是公路工程的基础,承受着路面的所有载荷。因此,在公路工程施工中,建造一个坚固可靠的地基非常重要。若施工过程中没有对地基薄软环节进行深入分析,控制施工质量,就会导致公路工程在施工完成之后发生路面病害,并引发较大的行车安全问题。目前,公路工程施工中最为显著的工程质量问题,便是由于对软土地基没有进行正确的处理,而导致地基的抗剪能力较低,稳固性较差,出现的地基渗透、塌陷等问题。

1公路工程的软土地基处理及加固技术探究

1.1表层排水法

表层排水地基处理与加固方法,主要是在路基填实前,从地面挖一条水沟,以方便地基水的排出,进而有效降低地基的表层含水量,确保地基土质符合施工要求。在开挖过程中,为发挥水沟在施工内的盲沟作用,通常会使用透水性良好的砂砾来进行回填。而水沟的开挖,则需要结合施工地点的实际土质状况与地形地貌,选取合理的开挖方式,确保地基排水的顺畅。水沟开挖断面尺寸,一般宽为0.5m,深为0.5~1m。在路堤的填筑前,一般使用砂砾来进行盲沟的填埋。若盲沟内埋有孔管,还需要用过滤材料加以保护。

1.2强夯法

强夯法主要是通过重锤等机械,对地基进行夯击,以提高地基的强度,降低地基的压缩性。强夯法通常用于碎石土、砂石、粉土、素填土、杂填土的地基处理。通过强夯能够有效降低地基压缩性,提高地基的强度,并帮助地基消除湿陷性,让地基的抗振动与液化能力得到改善。强夯法还应用于湿陷性黄土地基、可液化砂土地基等处理中。在施工过程中,为了使强夯法取得较好的效果,还需要结合物理性质,采用综合加固的方式,提高地基的坚固程度。

1.3换填法

换填法主要是指将地基中的软土层挖除,置换土质坚硬、强度高、稳定性强、有抗侵蚀性的素土、碎石、矿渣等,并通过人工或是机械的方式,来进行分层夯实、振动,以确保地基强度符合使用要求。若地基软土层较薄,且上部承载能力不足,则需要通过人工或机械方法,来进行表层的夯实与振动,大大加强地基的强度。通常,换填法更适用于浅层地基,如:杂填土、淤泥质土等的加固与处理,并在换填中对地基的暗洪、暗沟、低洼区域等加以处理。

1.4桩体挤密法

桩体挤密法的原理是通过相应的施工设施在软基内加入桩体,实现软土的挤密作用,并与地基进行融合成为一种复合性的地基,有效提高软土地基的整体强度。通常,桩体挤密所形成的桩体形式多样,包括水泥土桩、碎石桩、砂桩、二灰土桩、钢渣桩等,而应用得最为广泛的便是粉喷桩。粉喷桩属于水泥土桩,主要是以水泥、石灰等作为固化剂,利用特制深层搅拌机械,通过压缩空气把粉体送至地基的深处,并与软土进行强制性的搅拌,再利用固化剂与软土间的系列物理化学反应,确保软土地基更加固结、稳定。通过桩体挤密加固地基的方式,也是复合地基处理方式。地基的强度、沉降性以及复合地基的计算结果,也是地基荷载力计算的依据。复合地基适用于地基的加固桩柱体是非刚性体的碎石桩、挤密桩,同时也适用于由深层搅拌桩、非松散材料的石灰桩、旋喷桩等。当前,我国针对复合地基的设计与计算的理论,还处于发展阶段。虽然已经积累了一定的经验和数据,然而所采用的计算模式仍旧是通过确定桩柱体与桩柱间土体的承载力,再计算得出复合地基的承载力。因此,各桥涵基础工程的复合地基必须要符合地基的沉降性、承载力等基本的要求。在软土地基加固完成之后,为了确保地基不再次软化,则需要在保障地基稳定性基础上,尽快对路堤进行填筑施工,以缩短地基的预压时间,消除或降低地基的沉降现象。在进行分层填筑路堤过程中,还要从路面中心向两侧逐渐递增,而每填一层,都需要检查所填的地基质量,确保地基不发生沉降,实现路基的稳固。

1.5排水固结法

排水固结法一般可以分为两种类型,一种的砂井排水,另一种是塑料板排水法。其中砂井排水一般适用于含软粘性土的地基中,通过预压处理,运用震动、射水、钻凿的等方式,形成孔内注入砂的砂井。之后,再将预制的砂井表面在砂沟上进行平铺,且厚度要控制在0.3~1.5m之间。最后,利用砂井挤出土层当中的水分,让地基的土粒连接更加地紧实,实现加固土体的目的。而塑料板排水法,其原理与砂井排水法大致一样,只是需要用绳子、塑料等来形成一个排水井,通过垂直竖向排水通道,来对软土地基进行处理与加固。与砂井排水方法相比较,该方式稍复杂,需要结合预压的步骤逐层将土层内的水排出去。

1.6化学加固与添加剂法

添加剂法主要是强化黏性土壤的压缩性与强度,通过在地基土质内添加熟石灰、生石灰的方式,降低黏性土壤的含水量,以防止团粒的产生,促进土体的稳定形成的一种软土地基加固与处理方式。而化学加固法主要是利用某种化学溶液,并将化学溶液加入到地基的土壤之中,以促使其发生系列化学反应,形成胶凝物质来增加土粒间的融合性。化学加固主要包含硅化加固、高分子化学加固、碱液加固、电化学加固等。

2结语

在经济社会的持续发展背景下,我国的公路工程承载的压力越来越重。而地基为公路工程的基础性工程,其质量优劣直接决定着整个工程的稳定性与安全性。在当前的地基加固与处理中,尤其是针对软土地基的加固与处理,需要结合实际施工地基的工程状况,选取合适的加固方式来对地基加以处理,确保地基的稳定性与承载力符合施工质量要求。

作者:魏瑜 单位:中交第二公路工程局有限公司

参考文献:

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[2]张思峰,李贻武.基于全寿命周期费用分析法的公路软土地基处理决策研究[J].公路交通科技,2014(8):47-52.

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