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公路工程软土路基施工技术论文

论公路工程软土路基施工技术
【摘要】软土路基处理一直是公路建设中的技术难题,地形的复杂多样决定了不同的地质状况应采用不同的软土路基处理方
法。

即使相同的地质情况,采用不同的软土路基处理方法也会有不同的效果,应综合各种处理措施,才能真正处理好公路软土路基问题。

【关键词】公路工程软土路基施工技术
中图分类号:tu74文献标识码: a 文章编号:
软土是指强度低、压缩性高的软弱土层,可将其分为软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥炭5种类型,习惯上将前3种总称为软土。

软土在我国滨海平原、河口三角洲、湖盆地周围及山涧谷地均有广泛分布。

其主要工程特性为:天然含水量高、孔隙比大、透水性差、压缩性高、灵敏度高、抗剪强度低、流变性显著。

一、软土路基问题及其危害
软土路基问题及其危害概括起来主要有如下两个方面:
强度及稳定问题。

当软土路基的抗剪强度不足以承受路堤及路面外荷载时,软土路基会产生局部或整体剪切破坏,造成路堤塌方、失稳及桥台破坏。

沉降变形问题。

当软土路基在上部荷载及外部荷载作用下产生过太的沉降变形时,会影响道路的正常使用。

特别是产生过大的不均匀沉降时,会造成路面开裂破坏,结构物与路堤衔接处差异沉降,引起桥头跳车,涵身、通道凹陷,沉降缝拉宽而漏水;路面横坡变
缓、积水,从而引起路面损坏等。

二、公路工程软土路基施工技术
1、排水固结法
是指软黏土在地基及上部荷载的作用下达到土壤中孔隙水慢慢排出,孔隙比减小、地基产生固结变形,同时土的效应力和强度逐步增大的方法,通过在顶部加载预压期间实现地基沉降全部或大部分完成,同时增加地基土的抗剪强度以提高其承载力和稳定性。

该方法一般由排水系统和加压系统构成。

堆载预压法。

是指通过在软土上预先堆置相当于路面建成后荷载的重物,使软土路基预先完成或大部分完成路基沉降,并通过路基土的固结来提高路基承载力,在施工过程中为了缩短固结时间常设置砂井或塑料排水板等辅助设施。

超载预压法。

是指在软土路基上堆置超过路面重量的荷载,使其完成固结沉降,该方法对于较厚的泥炭层应慎重对待,对黏土层较薄或浅层土则可采用单独堆载方法,对其它软土路基则一般也辅助砂井或塑料排水板。

真空预压法。

先在软土地基上铺设砂垫层,并设置砂井或塑料排水板等竖向排水通道,然后在其上覆盖不透气的薄膜以形成密封层,之后用真空泵抽气使排水通道保持较高真空度,使土内的孔隙水被抽出土体达到固结。

电渗排水法。

在土体内通以直流电而使内部含水由正极区域流向负极区域,实现横正极区域内土体固结,对于由某些工业废料和
石灰中也可使水流由负极流向正极。

砂井。

是利用各种打桩机具击入钢管,或采用高压射水以及爆破等方法在路基中形成一定规律的孔眼,之后在孔眼内灌入中粗砂以形成砂柱,并在其顶部铺设垫层,在软土路基处理中该类砂井起排水通道的作用,但一般砂井由
于井径较小而增加施工难度也易断开失效,因此而采用网状织物袋装砂井,其既省料也可降低造价,并且不会由于路基发生竖直或水
平变形而丧失其连续性。

塑料排水板。

人为的在软土层内插入排水塑料板以形成渗水通道,以缩短排水距离增加排水路径,由于加快软土内排水速度而提
高路基强度和承载力。

2、注浆加固
高压喷射注浆法。

高压喷射注浆法是将带有特殊喷嘴的注浆管,通过钻孔置入到处理土层的预设深度,然后将浆液以高压冲切土体。

在喷射浆液的同时,以一定的速度旋转提升,形成水泥土圆柱体;若喷嘴提升而不旋转,则形成墙状固结体。

加固后可用以提高地基承载力,减小沉降的发生,防止砂土液化、管涌及基坑隆起,建成防渗帷幕,则适用于处理淤泥淤泥质粘土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土等地基。

如图1。

渗入性灌浆。

在不扰动和破坏地层结构的压力下将浆液渗入土层孔隙,通过其凝固、硬化来提高路基土体强度;压密灌浆。

首先在土体内钻孔,之后将压浆管置入预定深度的土层,通过向土体
内压入高黏性土、水泥与水拌和的浆液而在土层内压浆点周围形
成灯泡型空间,通过浆液的挤压作用而产生上台力来促使地层形成局部隆起来提高对顶层的支撑力;
劈裂灌浆。

使较浓浆液在较高的灌浆压力作用下来克服土体初始应力及抗拉强度,实现在土体内产生水力劈裂和置换的作用,以形成交叉的结石网格即刚性骨架,在劈裂过程中土体内自由水及毛细水被排走致使表面水被吸收,从而土体发生固化和硬化作用实现其强度再次提高;
电化学灌浆。

通过电化学作用来降低通电区域内含水量以形成渗浆通道,并通过在土壤内灌注浆液使其与通道内土粒形成加固体以增强土体强度。

3、加筋土
土工织物铺垫:在软土地基表层铺设一层或多层土工织物,可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降,又可以提高地基的承载能力,同时也不影响排水。

对于淤泥之类高含水量的超软弱地基,在采用砂井及其他深层加固法之前,土工织物铺垫可作为前期处理,以提高施工的可能性。

4、置换法
旋喷桩。

是用于加固饱和软粘土地基的一种技术,它利用水泥作为固化剂,通过工程钻机,将旋喷注浆管置入预定的地基加固深度,通过钻杆旋转,徐徐上升,将预先配制好的浆液,以一定的压力从喷嘴喷出,冲击土体,使土和浆液搅拌成混合体,经过物理化学作用生成一种特殊的、且有较高强度、较好变形特性和水稳性
的混合柱体,它对提高软土地基承载力、减少地基的沉降量有明显效果,是一种人工复合地基最大有效处理深度 20m。

cfg桩:利用打桩机将直径为300mm~400mm的桩管打入土体内,在击入过程中填入由碎石、粉煤灰、水泥和水按照一定比例构成的混合料,使其与原土体形成复合地基来提高路基承载力;
钢渣桩:和cfg桩类似采用振动方法成孔,之后将废钢渣分批投入桩孔内并振密实形成桩,其与原来软土路基也构成复合路基来提高地基承载力;
生石灰桩:用生石灰碎块置于桩孔中形成桩体,称为生石灰桩最大有效处理深度20m。

二灰桩:是在石灰桩施工中以部分粉煤灰代替部分石灰,在桩体形成过程中通过对土体的挤密作用和离子交换以及胶凝、炭化作用以形成较大强度的桩体从而提高地基承载力,该方法与石灰桩相比其吸水膨胀作用较小;
强夯置换:其是利用在强夯过程中高锤落差产生的高冲击能夯出的直壁夯坑内,倒入碎石、矿渣等物理力学性能较好的材料强行挤入路基,从而在路基内形成一个个的碎石墩,该类碎石墩与墩间土形成碎石墩复合地基来提高地基承载力和减小其沉降;换土回填:其是将软弱土层挖除,并回填以性质较好的材料,之后将其分层夯实以形成坚硬垫层,在使用中利用垫层本身的高强度和低压缩性和扩散附加应力来提高路基承载力。

总之, 软土路基的施工处理措施不当会带来工后沉降、路面不
平和开裂, 影响行车的速度和安全, 因此应高度重视软土路基施工的方方面面。

只有掌握了软土路基的基本特征, 明确软土路基施工需要解决的基本问题和目标, 遵循软土路基施工的基本程序, 选择适当的施工方法, 才能够使工后沉降满足设计控制要求。

参考文献:
[1] 邓派辉.浅谈路桥工程中的软土路基的施工处理[j]. 科技创新导报. 2010(16)
[2] 宋琛,刘永利.浅谈高速公路软土地基的危害及处治措施[j]. 科技情报开发与经济. 2009(02)。

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