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道路施工中软土地基的处理方法

2014-02-10 09:03 来源: 互联网 作者:耿士全 浏览次数 1647

摘 要:近年来,随着经济的发展和科学技术的不断进步,我国城市道路交通事业取得了快速发展。虽然我国的道路施工技术日渐成熟,但是仍然面临许多难题,如软土地基的处理问题。地基作为道路建设的基础,直接关系着道路工程的施工质量,如果软土地基处理不当,极易发生不均匀沉降甚至失稳等病害,给人们的生命财产安全带来严重隐患,所以道路施工中对于软土地基的处理需引起施工单位的重视。本文就软土地基的特点,介绍了几种常用的处理方法。
  关键词:道路施工 软土地基 处理方法
  软土地基的道路施工是一个复杂的系统工程,随着科技的发展,虽然许多新技术、新理论、新工艺不断涌现,但是路基沉降过大、路面早期损坏、断板等现象频繁发生。目前适用于软基处理的方法有许多,对于软土地基的处理,要通过实际的考察分析,根据具体的场地条件和路面结构采取相应的处理办法。此外,还要从经济、技术以及施工进度等多方面比较分析,选择最佳的处理方案。
  一、软土地基的特性
  通常将淤泥、淤泥质土、软性黏土总称为软土,据研究,软土地基的地质年龄在一万年至一万五千年之间。作为第四纪形成的近代沉积物,软土具有天然孔隙大,含水量高、强度低、压缩性高等特点,所以软土地基不利于道路施工的进行。根据有机物含量的不同,软土可以分为两大类,第一类是软粘土(有机质含量较少)和粉质粘土,第二类是泥炭土(这类软土含有大量有机质),工程界有的把松软的吹填土和杂填土等也列入软土。
  二、道路施工中软土地基的处理方法
  1.换填法
  换填法是道路路基施工中常用的软土地基处理方法,适用于长期种植水生植物的泥沼地段,通过置换素土、砂砾、卵石等透水性材料,来提高软土地基的承载力,减少发生路基沉降现象发生的几率。考虑到施工的经济因素,若路基下软土层厚度超出两米时,选择换填素土,反之则采用砂砾、卵石等材料。此外,施工过程要确保水流的畅通,做到及时排水,避免弹簧土的形成。
  2.添加剂法
  添加剂法处理软土地基能够减轻劳动强度,改善地基的压缩性能和强度特性,取得明显的成效,达到提高填土稳定及固结的效果。通常采用的添加剂为生石灰、水泥以及改良土等,成本较低。石灰类添加剂不仅能够降低土壤水分,还会促进土壤的化学性固结,从而提高土体的稳定性。在加入添加剂前,要将地表的腐植土清除干净,在路基两侧和路槽内挖掘排水沟。根据土质的实际情况,进行配比实验,再来确定添加剂的剂量。此外,添加生石灰搅拌后,产生固结,进行初步碾压,在生石灰消解的过程中,还要进行二次固结,根据土质和施工条件情况,确定养生的时间。
  3.围堰处理法
  在进行围堰处理时,对施工现场作钻孔勘探,综合勘探结果和现场情况,采取不同的施工办法。对于厚度较薄、小范围的沟塘,可以选择在路堤的坡脚处筑成一个2米左右的草袋围堰,并清除掉周围的淤泥和积水,换填半米厚的石垫层,再填好土至水面以上30厘米,然后铺设30厘米的砾石砂垫层,为了防止地下水向上渗透,中间夹带PVC排水板,最后填土至路基标高;若淤泥厚度较大,范围较广,则要用围堰将积水抽出,再通过填片石,填土碾压,将路基压实,同样至水面以上30厘米,后续施工步骤与前者相同。值得注意的是,碾压过程要分层进行,混凝土路面的铺设要暂缓,给填土一定的预压时间。
  4.砂垫层法
  砂垫层法适合在大面积湿土地段应用,能够有效地改善土方施工环境,降低表层湿土扰动的影响。施工前,要将腐殖土清除干净,做好平整碾压工作,加入厚度20厘米的砂砾隔离层,促进地下渗透水的排出,并且抗御雨水对下层的影响。若路基软土层含水量大且厚度较小时,在路基上铺垫50至120厘米的砂垫层,使软土层固化并诱导水分的排出。若采用机械施工,则要考虑机械的重量,再确定砂垫层的厚度,为了保证大型机械的正常通行,需要铺设较厚的砂垫层,这样就提高了施工成本,所以实际施工时通常与表层排水法或敷垫材料法等并用。此外,施工时还应设放样板,摊铺作业尽量做到均匀一致,妥善处理砂垫层端部。
  5.挤密法
  挤密法适用于砂性土质地基及含水量比较低的地基,具有效率高、操作简便、成本低廉等优点,而对于含水量较高的淤泥质粘土和含淤泥层的软土,一般不采用此方法。通常挤密法包括夯实法和抛石挤淤法,挤密法的作用是通过振动、挤压等方法使路基土体空隙缩小,强度提高。抛石挤淤法将淤泥和积水清除后,将径粒较大的石料抛入待处理的地基中,再通过机械碾压,将地基内剩余的淤泥挤出,随着抛石——碾压的不断进行,最后实现地基加固。
  6.表层排水法
  表层排水法适用于土质较好而含水量大的软土地基,此方法是在地表面开挖沟槽,将地表水排除后再进行填土。地基表层含水量降低,机械能够通行,施工才能顺利进行。为了使沟槽发挥更好的排水效果,回填时选择透水性好的砂砾或碎石。盲沟挖掘时沿道路纵向开始,沟槽内的排水管需用优质反滤层加以保护。
  7.竖向排水法
  竖向排水法对层厚大,均质的粘土地质最为有效,它是在路基中埋设垂直的排水柱,来促进地基排水固结。用于排水柱的材料通常为砂井,砂井的设置方法有打入式、振动式、螺旋钻式、水射式及袋装式等,其中打入式和振动沉桩式是最常用的两种方式。在砂井施工前,为了降低地下水位,需要在地表面铺设砂垫层,并设置排水沟。
  8.土工布聚合物处治
  土工布聚合物处治能够迅速提高地基承载力,具有工期短、效率高的特点,此方法是在路堤底部铺设土工布,路基在自身重力作用下受拉力产生抗滑力矩,从而达到稳定路基的效果。土工布的铺设具有排水、隔离、应力分散以及加筋补强作用,土工布的连接有搭接和缝接两种方法,通过土工栅格与土之间的摩擦作用、格栅孔眼对土的锁定作用和格栅肋的被动抗阻作用,抑制图的侧向位移从而增强土体的稳定性。
  三、结束语
  软土地基成因复杂,地质条件不断变化,施工过程存在许多动态因素,这就需要施工单位在施工时做好充分的准备。在进行道路施工中软土地基的处理前,要经过详细的地质勘探和历史调查,综合考虑工程造价、技术、施工进度等因素,综合考量,加强沉降观测和试验工作,合理安排工期,选择合适的施工方案。有时软土地基处理采用单一的处理方法是不够理想的,所以必要时采用多方案比较与多方案综合的处理方法。
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