施工路基加固技術(shù)的研究分析
2015-06-11
一.前言
近年來(lái)，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)張的需要，道路修建工程的不斷增多，造成了一些環(huán)境和安全問(wèn)題，使得人們不得不積極尋找既節(jié)能環(huán)保、又安全可靠的道路修筑方法。所以不管是在道路工程的設(shè)計(jì)階段,還是在道路工程的施工過(guò)程中,必須要增強(qiáng)地基強(qiáng)度。來(lái)復(fù)合承載力的要求。
二.道路路基加固工程
1.主要含義
道路工程施工對(duì)路基的質(zhì)量要求較高，路基需要達(dá)到設(shè)計(jì)的承載力要求以及穩(wěn)定性要求的時(shí)候才能進(jìn)行路面施工。我國(guó)的地形情況復(fù)雜，地質(zhì)情況也變化較快，往往修道路會(huì)遇到多種地質(zhì)，而且道路經(jīng)過(guò)沼澤以及濕陷性黃土的情況也時(shí)常發(fā)生。天然路基一般穩(wěn)定性較差，同時(shí)承載力也難以滿足設(shè)計(jì)的需求。所以這時(shí)候就需要對(duì)路基進(jìn)行人工壓實(shí)或者采取合適的手段進(jìn)行加固。加固以后的路基才能夠滿足路基使用性能的要求。在軟土地基路段路基加固顯得更為明顯，往往需要采取人工換填或者排水固結(jié)以及樁基加固才能夠滿足路基承載力以及穩(wěn)定性的要求。
2.路基加固處理的類(lèi)型
根據(jù)路基加固的部位的不同，路基加固分為邊坡支擋、濕弱地基加固、坡面防護(hù)加固。擋土墻、護(hù)肩墻、護(hù)坡、堤岸支擋等都屬于邊坡支擋的范圍。排水固結(jié)、化學(xué)固結(jié)、換填土、輾壓密實(shí)等屬于濕弱地基加固,其中換填土加固是最傳統(tǒng)的加固方法。根據(jù)施工方式的不同也分為多種，但是不管什么類(lèi)型的加固處理，最終的目的都是路基加固后承載力能夠滿足設(shè)計(jì)要求。在進(jìn)行路基加固的過(guò)程中，根據(jù)工程的實(shí)際情況選擇合適的加固處理方式能夠達(dá)到事半功倍的效果。
三.地基加固處理技術(shù)及常用方法
根據(jù)土壤的特點(diǎn)與性質(zhì)及道路建設(shè)所要處理的目的，地基加固處理技術(shù)才發(fā)展起來(lái)。同時(shí)在多年的實(shí)踐和研究中，國(guó)內(nèi)外對(duì)地基加固處理技術(shù)也形成系統(tǒng)的理論及方法。與之相適應(yīng)的應(yīng)用材料、設(shè)備技術(shù)及方式方法也在很大程度上得到了發(fā)證。所以，目前在對(duì)復(fù)雜路基加固處理技術(shù)中還是能夠找到理論支撐與技術(shù)指導(dǎo)的。為了能夠更好地運(yùn)用石灰固化土與水泥石灰固化土的加固處理技術(shù)首先還是要對(duì)地基加固技術(shù)有所理解。
1.地基加固處理技術(shù)的概念
在地基處理過(guò)程中主要涉及3個(gè)方面：土的置換、土質(zhì)的改良、土的補(bǔ)強(qiáng)。其中土的置換是指采用良質(zhì)土，像砂墊層之類(lèi)的土層來(lái)代替軟土層；土質(zhì)的改良是指利用力學(xué)、化學(xué)及電學(xué)等方法來(lái)改變地基土的密度使之增加；土的補(bǔ)強(qiáng)是指采用繩網(wǎng)、薄膜、板樁等設(shè)備將地基土固定住，或是將抗拉強(qiáng)度較高的補(bǔ)強(qiáng)材料放置在土中，讓其變成復(fù)合型的地基，使得地基的剪切特點(diǎn)加強(qiáng)較之前有所強(qiáng)化和改善。這3個(gè)方面是地基加固處理中最重要的部分。
2.地基加固處理的常見(jiàn)方法
按照地基加固處理的特點(diǎn)可以將相應(yīng)的處理方法分為碾壓及夯實(shí)法、排水固結(jié)處理法、換土墊層法、振密擠密法、置換與拌入法、土的加筋補(bǔ)強(qiáng)法等。
(一)碾壓及夯實(shí)法
是指借助重錘進(jìn)行機(jī)械的碾壓，達(dá)到動(dòng)力固結(jié)的作用。重錘夯實(shí)其實(shí)是采用壓實(shí)原理。利用外力進(jìn)行碾壓夯實(shí)，將表層地基土壓實(shí)。在夯實(shí)的過(guò)程中由于受到極大的外力，會(huì)在地基中產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波與動(dòng)應(yīng)力，逼迫土動(dòng)力變得穩(wěn)固與密室。由于碾壓及夯實(shí)法借助強(qiáng)大的外力作用，因此及其不適合飽和黏性土，比較適合低飽和度的粘性土，例如粉土、碎石土及砂土等。
(二)排水固結(jié)處理方法
采用的形式有多種，如塑料排水帶預(yù)壓方式、降水預(yù)壓方式、天然地基預(yù)壓方式及砂井、真空預(yù)壓等。排水固結(jié)處理法的處理過(guò)程是在地基中設(shè)置一個(gè)豎向排水體來(lái)加快地基的固結(jié)速度與其強(qiáng)度的增長(zhǎng)速度，有利于保證地基的穩(wěn)定性。另外對(duì)沉降發(fā)展的推動(dòng)作用，能夠提前完成基礎(chǔ)沉降工作。排水固結(jié)處理法比較適合飽和軟弱土層，不適合滲透性較低的泥炭土。因此具體操作時(shí)要注意這點(diǎn)。
?。ㄈQ土墊層法
是指采用替換圖墊層的方法，這里替換的土墊層主要有素土墊層、礦渣墊層、砂石墊層、灰土墊層等。通常狀態(tài)下，均采用強(qiáng)度較高的墊層材料如砂石、灰土、屬土及礦渣等來(lái)進(jìn)行地基表層軟弱土的替換。該種替換方法能夠起到擴(kuò)散應(yīng)力、增強(qiáng)持力層承載力的作用，從而降低沉降量。一般情況下，換土墊層法只適合于暗溝、暗塘等軟弱土的淺層處理。
（四）振密擠密法
常見(jiàn)處理方式有爆破擠密、灰土擠密樁、振沖擠密、石灰樁等。該法的運(yùn)行原理是采取特定的方式來(lái)產(chǎn)生震動(dòng)或擠密的效果，進(jìn)而使土體的孔隙發(fā)生變化，即強(qiáng)度增加、孔隙減少。此外，在必要時(shí)還有在震動(dòng)擠密的過(guò)程中利用灰土、素土、回填砂等來(lái)與地基形成復(fù)合型地基，這樣可以增加地基的承載力、降低沉降量。振密擠密法適合的土質(zhì)是松砂、粉土、雜填土及濕陷性黃土
?。ㄎ澹┲脫Q與拌入法
既有深層攪拌、振沖置換也有高壓噴射注漿，石灰樁。該法需采取特殊的手段用砂、碎石代替軟弱土地基中的一些軟弱土，也可以采取摻入石灰。水泥或砂漿等物質(zhì)來(lái)形成加固體，和沒(méi)有被處理的土形成復(fù)合型地基，這樣也能夠達(dá)到增強(qiáng)地基承載力，降低沉降量的作用。置換與拌入法在運(yùn)用時(shí)要注意不適合不排水剪切強(qiáng)度Cu<20kPa的情況，主要適合的土壤有沖填土、粉砂、細(xì)砂及黏性土。
?。┩恋募咏钛a(bǔ)強(qiáng)法
在操作中多采取加筋土、錨固、土工聚合物加筋、樹(shù)根樁等方式。其實(shí)就是指在地基或土體中放入一定量強(qiáng)度較大的加筋材料如鋼片或土工聚合物。目的是為了能夠增強(qiáng)土體的承受抗拉力能力，避免斷裂情況的發(fā)生，以保持地基的整體性。另外，土的加筋補(bǔ)強(qiáng)法在一定程度上能夠使得地基土體的應(yīng)力場(chǎng)與應(yīng)變場(chǎng)發(fā)生改變，同樣是為了增強(qiáng)地基的承載力。該種方法適合的土質(zhì)是軟弱土地基、填土與陡坡填土、砂土等等。
四.道路路基工程加固防護(hù)管理
1.道路路基排水
許多路基病害都與水的侵蝕緊密相關(guān)，所以進(jìn)行路基加固的過(guò)程中，需要做好路基排水工作。否則當(dāng)土體的含水量達(dá)到一定程度以后，土體的彈性會(huì)增強(qiáng)，這樣就難以達(dá)到穩(wěn)定性的要求，施工的質(zhì)量難以保證甚至留下隱患對(duì)道路的后續(xù)施工很不利。完善排水系統(tǒng)對(duì)保證路基質(zhì)量有著重要意義，進(jìn)行施工的過(guò)程中，需要做好地區(qū)排水與地面排水的協(xié)調(diào)工作，發(fā)揮排水設(shè)施的作用，并且減低水的滲透率。暗溝、盲溝、滲井也需要充分的發(fā)揮其作用，當(dāng)水流量較大的情況下，需要設(shè)置滲水管，以保證工程質(zhì)量。道路路基排水對(duì)保證道路路基的穩(wěn)定性有著重要意義，所以施工的時(shí)候必須要引起重視。路基排水之前需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐目碧劫Y料確定地下水的情況，地質(zhì)復(fù)雜的地區(qū)需要合理的安排地基排水施工。
2.道路路基防護(hù)
在進(jìn)行道路施工的過(guò)程中，原有的底層平衡被破壞，同時(shí)人為擾動(dòng)也會(huì)對(duì)道路路基產(chǎn)生影響。所以在進(jìn)行道路路基加固的過(guò)程中，需要充分的做好防護(hù)管理工作。路基防護(hù)中較為常見(jiàn)的措施是支擋防護(hù)、沖刷防護(hù)、坡面防護(hù)。應(yīng)用較多的防護(hù)措施是擋土墻防護(hù)，在具體應(yīng)用的過(guò)程中，需要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，然后進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)這樣才能夠降低地表水流的沖刷以及坡面巖土的風(fēng)化剝落。同時(shí)需要進(jìn)行噴射纖維混凝或錨桿掛網(wǎng)對(duì)其進(jìn)行處理，一方面起到了邊坡防護(hù)的作用，同時(shí)改善了生態(tài)環(huán)境，降低了因?yàn)榈缆肥┕?lái)的環(huán)境的破壞。道路路基防護(hù)能夠保證路基的質(zhì)量，減少道路在運(yùn)行過(guò)程中病害的產(chǎn)生，同時(shí)進(jìn)行路基防護(hù)能夠增強(qiáng)路基抵抗自然風(fēng)險(xiǎn)的能力。
五.結(jié)束語(yǔ)
經(jīng)濟(jì)和交通運(yùn)輸行業(yè)的快速發(fā)展，不僅給道路的建設(shè)帶來(lái)了機(jī)遇也帶來(lái)了挑戰(zhàn)。由于路基的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高，因此對(duì)自然路基進(jìn)行加固已經(jīng)成為了道路建設(shè)的重要組成部分。在進(jìn)行道路施工時(shí)，需要根據(jù)不同的路基進(jìn)行加固，要應(yīng)時(shí)應(yīng)地，同時(shí)也要做好路基的護(hù)理工作。
