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路桥施工中软土路基施工技术要点

2018-07-12 08:05 来源:施工技术论文 人参与在线咨询

摘要:当前我国国民经济发展,交通建设范围无限扩大,施工技术也在呈现丰富化拓展大好局面。在这其中,像路桥施工中的软土路基施工最难处理,在软土路基上施工建设路桥很可能在长期使用后出现路基沉降,造成严重的跳车现象,不利于交通安全运营。所以本文就提出了路桥施工中软土路基的沉降病害类型,并结合例证分析其施工技术相关要点,希望对软土路基病害治理起到有效促进作用。

关键词:路桥;软土路基;病害类型;施工技术要点

0引言

近年来,我国路桥建设要求正在逐年提高,其技术类型与技术内容也在呈现极大丰富化,它强调施工企业的施工能力与研究能力优化,希望解决路桥建设中比较常见的软土路基问题,有效调整施工质量与施工进度速度,凸显其中施工技术要点实施的重要性。

1软土路基的基本性能分析

1.1软土路基

首先软土是含水量成分较高的黏性土质,它一般在沿河、沿海等水域附近存在,其中的成分主要包括了粉土、淤泥、泥炭等等土质成分,在这种地质环境中施工会为路基加固带来极大难度。比如说由于软土路基的结构相对松散,必须在施工前对其进行特殊处理后才能展开施工过程;而如果所采取的处理措施不当可能会造成施工难度大幅度增加,直接影响到道路路基质量,影响交通安全运行;再者就是软土路基在渗水性能方面表现极弱,没有良好的固结速度,所以在公路建设过程中就会直接出现裂缝或塌陷等等现象,所以说在软土地质上建设道路路基存在一定的风险性。

1.2路桥软土路基

路桥是公路道路建设中的重要环节段,该段对道路路基的本体质量与施工质量要求非常之高。就路桥的整体结构与过往建设历史来看,它遭遇软土路基还是比较常见的,所以这就与路桥地基需要建设在质地坚硬的地基上这一原则背道而驰。一般来说,如果路桥整体结构处于软土路基上,它所处的地质部分一定会含有较多水分,导致地质整体硬度降低,形变能力相应增加,如果出现重压作用很可能会发生严重的结构变化。其具体表现就为上层建设路桥部分因为软土路基而出现凹陷、隆起、裂缝或断折等等问题。根据多年的路桥工程施工实践经验来看,软土路基特征主要包含以下3点:第一,路基中的土颗粒之间存在透水性能较弱的问题,它们普遍在储存水分能力方面表现较强。如果水分进入后,可能无法实现及时下渗,水分含量会始终保持较高水平。第二,软土地基在土体之间存在较高的可压缩性,它表现为土颗粒之间的孔隙较大,在重力作用下可能会出现严重形变。而如果土颗粒处理不能有效到位,路桥在日后的运营过程中必然会出现沉降问题,即对道路质量形成严重损坏影响。第三,软土地基本身存在触变特性,具体来说就是软土地基本身在没有承担任何其它作用时,它表现为固态结构。如果承受外界作用,它的地基土质会呈现出明显的流动性状态,这种流体土体结构会让地基的承载能力大幅度下降,直接造成地基上部结构出现明显裂缝甚至断层。整体来看,软土路基存在较多基本特征,而究其根本原因是由基本结构所导致。所以在路桥施工过程中必须针对其基本特性采取相应的针对性措施,全面提高路桥路基的整体稳定性能[1]。

2平兴高速公路路桥施工中的软土路基施工处理技术案例分析

2.1济南至广州国家高速公路平远(赣粤界)至兴宁段(简称“平兴高速公路”)路桥施工项目基本概况

平兴高速公路国家规划的“7918”高速公路网中的第四纵———济南至广州高速公路(编号G35)的组成部分,路线起于梅州市平远县(赣粤界),经平远、梅县、兴宁、终于五华县境内,与梅河高速公路相接;同时本项目也是广东省高速公路网规划的第二纵—汕尾至江西寻乌高速公路的组成部分。本标段起点桩号为K1604+550,终点桩号为K1610+700,线路全长6.150km。不良地质主要有软土。沿线软土主要分布于冲积平原区、河流谷地及山间洼地第四系沼泽相淤泥质粉质粘土及淤泥(层号为2-0、2-0-1、4、4-0、4-1)组成,其中平原区及河流谷地软土呈片状分布,山间洼地(或鱼塘塘底)软土呈点状或带状随机分布。厚度一般为0.4-5.95m,局部达到7.2-8.1m,上层覆盖层一般为耕植土、素填土及粉质粘土,厚度为0-9.4m,或无覆盖层。整体看来路堤不均匀沉降现象非常普遍且严重,常常会引发路桥桥头跳车现象发生,造成公路路桥安全隐患。为了有效保障行车安全,提高行车在路桥上的舒适度,专门针对路桥施工中的软土路基处理技术进行了分析,总结得出其软土路基病害特征,并提出合理有效的施工处理措施。

2.2平兴高速公路路桥路基软土工程的基本特征

从整体来看,平兴高速公路路桥路基的软土土质呈主要存在淤泥质粘土与淤泥质粉质黏土两种类型,它们在物理性质指标和力学性质指标上表现偏弱,例如其固结快剪指标分别只有7.6和8.2,而在整体渗透系数方面也表现较差,大约只能达到5.13Kvcm/s(10-7)和4.31Kvcm/s(10-7),容易形成土层贮水情况。从软土工程特性来看,该工程中的路桥软土路基特性主要呈现出以下5个基本特点。首先,它的含水率偏高,无论是淤泥质粘土亦或是淤泥质粉粘土,它们的液性指数均为IL>1,而部分淤泥质分层粘土的液性指数则为IL≈2。其次,它的孔隙比偏大,且具有较高的压缩性。例如淤泥质粘土与淤泥质粉质粘土的孔隙比都大于1,且它们的压缩系数与压缩模量也相对较高,因此它们都属于高压锁性土质。第三,它的渗透性较差,渗透系数偏小,在垂直渗透系数Kv的表现方面整体均值小于竖向渗透系数KH,所以整体看来渗透性偏差。第四,它的抗剪强度偏低,表现出了偏小的粘聚力。在施工过程中由于发现其内摩擦角相对偏小,所以它的抗剪强度也表现出较低水准。最后,它的灵敏度偏高,该工程中施工现场软土地质的灵敏度大约在3~6左右,可定性为中等灵敏度土。考虑到它的灵敏度偏大且图结构性对比强度强,所以二者相互影响后扰动土体的强度也会迅速大幅度下降[2]。

2.3平兴高速公路路桥路基软土工程的技术要点

为了解决上述问题,优化该工程路桥施工中的软土路基问题,提高路桥交通安全运行效率,下文专门提出了该路桥工程所采用的软土路基施工处理技术方法。DGR(DeepGroutingReinforcement,深层注浆加固抬升技术)是该工程所采用的新路桥软土路基施工技术,它专门用于治理公路桥梁软土路基不稳以及其所引发的各种桥头跳车问题。它基于地基软弱所引发的陆地不均匀沉降病害展开分析,开发新材料与新技术,实现深层注浆以提高路基的复合承载力。同时,该技术也可帮助路桥形成路堤下隔层,减小路桥路基必然会出现的不均匀沉降问题,尽量缩小路桥之间的沉降差问题。它的主要技术流程就是通过浆液填充、渗透与压密结合土体路基变化形成浆脉,并将特制浆液注入到软土层中,当土体被注入到浆液填充后就会迅速初凝,浆液管道被完全堵住并形成劈裂面,此时劈裂面土体会被初凝浆液挤压,这会对受浆软土实现土性改良,进而实现对路桥软土路基的有效加固。在该工程中,采用DGR技术的水泥用料主要选择了硅酸盐水泥,化学浆部分则采用了速凝剂、早强剂等高效附加剂,它的水泥与DGR化学浆配比大约为1:0.2~0.35,而注浆压力则控制在0.1~0.5MPa左右,下文给出DGR施工的具体工艺流程。

2.3.1放样

首先要布置加固灌浆空位,并对孔位标记编号,土体空隙如果越大,浆液的地下扩散半径也就越大,所以结合一般施工经验来展开施工,将浆液控制在1.5~3.0m半径范围,保证注浆孔与实际车道道宽、数量及间距保持一致,满足注浆加固条件。一般来说,灌浆孔距与排距应该控制在2.0~4.0m左右为最佳,同时做好地下调查,保证管线与搭板之间埋设物完好无损。

2.3.2制浆

在施工中保持水泥浆液的水灰比在0.75左右,该工程中采用了高速剪切专用制浆设备,结合用浆量来计算水泥与水的准确用量,毕竟保证均匀搅拌,在水泥浆搅拌初凝后保养以避免离析现象发生。再者,水泥与DGR化学浆的材料配比比例大约控制在3:1左右,同时结合施工点路堤基本特征、软土情况与气温因素做出适当调整,保证做到最佳加固效果[3]。

2.3.3灌浆

最后在灌浆过程中主要将水泥浆化学浆液灌浆压力控制在0.1~1.0MPa左右,同时在灌浆施工中控制浆液扩散半径在1.5~3.0m左右。该工程根据施工现场的具体软土地基深浅及沉降情况确定了初灌、复灌一、二阶段,主要实施群桩交叉灌注技术,其注浆步骤如图1.

3总结

针对软土地质,路桥施工项目必须做好路基固化处理,结合多种技术分析其软土地质表层含水量、渗水影响以及软土抗压强度,综合提出路桥软土路基加固解决办法,提高整体施工水平。

参考文献:

[1]侯建伟.对路桥施工中软土路基的施工技术要点分析[J].工程建设与设计,2018(2):59-60.

[2]王宾.分析道路桥梁施工中软土路基施工[J].城市建设理论研究(电子版),2016(8):1834.

[3]于龙平.公路桥梁软基路基路面施工[J].交通世界(建养.机械),2013(5):284-285.

作者:魏文涛 单位:中铁二十局集团第六工程有限公司

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