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摘要:伴随着我国人均GDP的增长,大家对于交通的要求也越来越高,同时市场经济飞速发展,我国的公路建设事业迅猛腾飞,公路的水平也更上一层楼。公路的延伸遍及全国,进而形成公路路基贯穿软土区域的状况。完善软土路基的处置,可以大大提高公路施工建设效率,优化我国公路建设质量,降低成本投入。为此,只有充分认识到软土路基的全方面,应用科学有效的处理技术,才能提高公路建设水平,真正的为国家建设创造福利。
关键词:公路工程;软土路基;应对技术
引言
在公路工程项目管理过程中,其中一项重要的组成部分就是软土路基施工技术的控制与管理。而对于软土路基工程项目管理来说,各种内外部因素均容易影响公路工程项目中的软土路基施工技术管理应用工作,因此,工程技术管理人员在施工阶段必须将各种影响因素充分考虑在内,并制定相应的对策,尽可能实现整个公路工程项目施工阶段以控制与管理新技术为理念。只有这样,公路工程项目的软土路基施工技术管理应用才能得以强化,从而为公路软土路基工程项目软土路基施工技术管理乃至整个项目管理打下扎实基础。
1 软土路基
1.1 软土路基的特征分析
在公路行业对软土地基规范为:强度低、压缩量较高的软弱土层,多数含有一定的有机物质。软土路基的变形特点:变形量大,很难压缩,压缩稳定所需要的时间长,侧向变形明显。由于软土的含水量大,颗粒结构主要是黏粒,尽管间隙比较大,但单个空隙比较小,所以水很难排除,如果水拍不出,那么水分子的斥力让土更难压实,即使通过长期压载排水,排水时间也非常长,压缩变形量大,变形速率也很大。所以软土路基的处理目的就是提高路基的稳定性和承载能力。
1.2 软土路基处理时考虑的因素
1.2.1 道路的形状
在公路施工的时候,路堤设计的宽高都是很重要的因素,因为他们直接决定用何种处理方法。如果使用换填法,宽的路堤容易局部破坏,高的路堤下面容易换填。充分考虑每一部分的压力,对道路的形状充分把握,是工程开展的第一步,也是至关重要的一步。软土路基之所以建设困难,往往与道路的形状发生冲突,所以在制定设计方案的时候,一定要充分考虑,虽然两方面往往不能兼顾,但是一定要做到路基的稳固,本着基稳路实的原则。
1.2.2 道路条件
对于等级比较高的公路,路面的平整度是一项要考虑的标准,因此在施工中一定要运用沉降等办法。而对于等级比较低的公路,可以先进行路基的铺设,等沉降过后,在进行路面的铺设。对待不同的公路,根据不同的条件,要有不同的处理办法,考虑的方面也略有不同。类似于因材用料的道理。
1.2.3 周边环境的考虑
公路施工的时候要充分考虑周边环境,比如周边的居民区、噪音、地下水、电路、管道等等。在这么多边边框框下,对于一些特殊情况,也要特殊考虑。比如地基特别软的情况,如果坡度太高,就会出现沉降的现象,为了防止这种情况的发生,就要考虑控制剪切变形的办法或者高架桥的办法来代替环境因素带来的困难。综合考虑周边环境的因素,往往考验着工程师,既要保证工程的顺利进行,又要满足周边环境的需求。
1.2.4 所在地段的考虑
在公路施工的时候,一般路段上,即使沉降大到了一定程度,只要均匀沉降不大,路的平整性也不会被破坏。但是在软土地区,这方面就要好好地考虑,因为地基比较薄,可以考虑在路基之上铺上一米左右的砂垫层,可以得到有效的解决。它的主要作用就是固定软弱的土层,和排水层有一样的功效。另一方面,也可以为大型施工机械提供更好的作业平台,缩短施工周期。总而言之,经过实践证明,这一办法还是十分可靠的。还有一种就是在软土路段施行重锤夯实处理,经过重复的操作让重锤打击软土,可以让软土充分压缩,上层的覆盖图层在重锤影响下会形成垂直往下的唯一,使周围的软土也得到挤压,提高整体的硬度。综合来看,科学合理的应用技术,对应不同的路段才是最有效的方案。
2公路工程软土路基施工技术
2.1 换填法
在公路工程施工建设的过程中,要特别注意软土路基的施工要求,要根据软土路基的深浅情况进行施工方法的选择,在地基基础比较浅的情况下,可以选用换填法,换填法的主要施工方式又包括了挖填法、抛石法、爆破法。挖填法适用于软弱表层地面,因为运用这种方法不但有利于排水的处理,还可以方便挖填操作,同时还可以对不符合要求的土层进行及时的清除,并回填合适的材料,而且要将挖填的深度控制在 2 m 以内。在不方便排水的地段可以选择抛石法,只要这个地段有方便采集的石料并且便于采挖就可以满足抛石法所需要的条件,且石片大小要大于30 cm。在地势平坦路段,抛填时,自中线向两侧成等腰三角形展开,从而将软泥挤向两边,然后进行压实,最后铺设反滤层,完成整体施工,见图 1。
2.2水泥深层搅拌桩法
水泥深层搅拌桩法也是软土路基施工中常见的一种方法,其主要的媒介是硬化后并且轻度较高的水泥,利用这种水泥作为软土成长的温床,并且遵循软土自身的特点,将水泥逐渐的渗透到软土中去,以此来提高软土的坚硬度。并且在水泥和软土充分融合之后发生一些反应,还可以有效的增加软土自身的强度,延长软土沉降的出现,有效防止变形的发生。同时这种方法的有效应用还能在一定程度上减少地基的沉降量,增强地基的承载力,进一步保证边坡的稳定性。在实际的施工过程中,要对特殊路段进行特殊处理,按照相关要求进行工程设计,按照规定进行标准施工,充分发挥水泥深层搅拌桩法的优势,将事故发生率降到最低。
2.3表层排水技术
软土路基中所含水分较多,如果不将其排出,将会严重影响公路工程施工质量。为此,公路施工单位应当采取表层排水技术将多余水分排出。通常根据道路地势情况,软土路基表层排水技术有两种:第一,道路地势较低时,容易产生积水,最好的方法就是在路基中加设一道防渗漏层,且在进行回填时,尽量使用吸水性较好的材料,加大水分排出的作用;第二,路基所处位置较高时,可以采用开挖明渠暗沟的方式将多余的水分排出。
2.4加筋技术
在公路工程施工软土路基处理上,加筋技术也较为常用。目前在加筋技术中使用最广泛的材料主要有:玻璃纤维和尼龙的合成材料、竹片、柳条的天然材料、混凝土复合材料以及不锈钢钢带的金属材料等。软土路基加筋处理中主要有三个环节:首先,先把土工格栅层与砂石垫层进行合体,有利于提高合体层与软土层的强度,即通过合层的形式增加软土地基的荷载。同时,合体层也是软土层固结时的排水层。其次,为了保证地基的平整与抗压力,还要对采用的铺设材料进行相关技术处理和检查,比如:在进行土工格栅铺设时,对材料要进行相应的均匀处理,确保材料的一致性;在进行软基斜坡施工时,必须要检查施工材料的松紧度是否在合理的范围之内,有利于降低由受力不均而产生的变形或超出材料拉伸范围引发的事故。最后,在进行加筋材料填充时,要制定详细的填铺计划,有利于提高软土地基的稳定性。
2.5预压与堆载预压技术
软土路基处理中预压与堆载预压技术主要是借助于施加荷载,从而使得软土路基土质孔隙中的水分被排出,如此一来能够在减小土粒间隙情况下保障其稳定性。但需要注意的是,公路工程施工中软土路基处理采取预压与堆载预压技术时,应当控制好以下几个方面:第一,针对黏性强的软土路基要制定详细的施工计划,包括施工技术、荷载定额的设计等,尽量减少施工对土质产生的破坏;第二,软土路基施工观测应贯穿全过程,首先初期阶段,每层观测一次,当软土填充到设计高度时,必须保持每天观测一次直到标高结束;其次在进行堆载预压时,要制定出一个时间适宜的观测周期(例如4d为一个周期),直到预压作业期满;第三,加荷速率是预压技术的关键所在,通常控制在0.1m/d为宜,有利于降低由堆载过高而产生的局部破坏;第四,堆载预压时,其顶部面积一定要大于底部面积,且底部面积要适当加大。
2.6砂石垫层法
砂石垫层法主要应用在路堤与脆弱土层的深度相对较低,并且在 2 倍的顶点高度之下的情况中,这种方法主要是在路基下面的土层上铺设砂砾和碎石块。在这个施工过程中,一般情况下施工耗时会比较长,因此应该严格控制对土壤的填埋的速度。遇到路堤较高且脆弱土层的深度已经超过 5 m 的情况,为了增加地基的稳固性,就可以采用砂井方法,使地基在一些技术如高压喷水钻探技术的作用下,最终出现井孔,之后再向井孔内倒入合适的砂料。三向排水凝固是砂井技术的基本工作原理,并且井距和直径对比要大出 8 倍 ~10 倍,为了确保排水顺利的凝固,砂井深度需要穿越呈梅花形或矩形分布的地基承载面与滑动面。
2.7强夯技术
强夯技术指的是利用特定的夯实机械或重物将素土、杂填土以及低饱和粉土等材料夯实到软土路基中,如此一来达到提高其承载力和密实度的目的。结合实践来看,公路施工单位在软土路基处理中采取强夯技术必须要做好以下三方面工作:第一,强夯前,不但要选择符合要求的素土、杂填土等材料,同时还要完成路面测量放样,计算好强夯作业的部位和间距;第二,夯实步骤应遵循由两侧向中间分排进行的方法开展,并且应反复进行三次夯实作用,以此保障强夯质量;第三,在三次夯实完成后,要对其进行测量,当夯实达到1~2cm时方可合格,如若不达标则继续夯实。
2.8 高压喷射注浆法
高压喷射注浆法就是通过充分利用注浆法,并利用高压喷射技术而有效加固地基的方法。该方法先利用钻机进行钻孔,之后再将带有特殊喷头的喷射管插进一定的深度,符合设计处理要求,接着再利用高压脉冲泵以20~40MPa的高压喷射出浆液,进而对土体进行切割,此时,脉状喷射流的速度逐渐提高,能量增加,进而产生的动压远远比土体自身的强度更高,随之会剥落土粒,在这个时候浆液会置换掉一些细小的土粒,同时跟随浆液逐渐附带到土面上,而剩下部分的土粒则会和浆液相混合,根据相关规律与比例进行重排,在等到混合物与凝固后,在土体中会凝固成固结体,进而有效强化加固地基。在淤泥泥质粘土、淤泥地基等上适合使用高压旋喷注浆法。如果土体中存在大量的大粒径块石、坚硬黏性土,则必须结合现场试验的具体情况对使用程度进行明确确定。
结束语
在实际的软土路基施工过程中,施工环境对工程质量也有一定的影响和作用。由于工程的施工周期比较长,加上工程在施工过程中常常会受到季节变化的影响,进而使得整个工程的正常施工受到影响和干扰。因此,在对软土路基进行施工的过程中,一定要选用适宜的施工方案,并且对一些可能会出现的问题及时加以预防和有效处理。
参考文献:
[1]刘哲.关于公路工程软土路基施工技术的探讨[J].江西建材,2015,02:171+174.
[2]贾璐璐.公路工程软土路基处理技术分析[J].民营科技,2015,11:164.
论文作者:陆世业
论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/6
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