关键词:公路软土路基;处理原则;勘察、设计与施工;处理方法
引言:软土地基是指公路地基的天然土体较为软弱,容易出现液化、塌陷等现象。采取软土路基处理技术能够有效规避路堤翻浆、路面开裂等现象,节省施工成本,化解后续的保养压力,提高公路施工的工程质量和效率。
一、软土路基的特性及其概念和危害
(一)软土的概念
所谓软土,就是土地收到自然和地理环境以及气候等因素的改变,造成地质的复杂化。例如不能满足路基的承载力,无法稳定路基和路基的变形。而中国地大物博,软土的存在也覆盖了国内大部分的土地。
(二) 软土路基的特性
软土在宏观上来讲,就是指其强度低、压缩性高的软土层。以软土层中有机含量和孔隙比为主。再进一步的也就是在微观上来讲,含水量超出正常土地 34%以上,液限超过其 35%以上,重度超出 15kn/m3 以上,孔隙比在 1.0~1.9 之间可塑性在 13~30 这样的,其根本原因就是天然含水量过高。而透水性差、压缩程度过高、触变性过高等都是软土的特性;而路基建立在软土上,可想而知,其工程是有多么的复杂化。
(三)软土路基的危害
将软土作为路基,如果在处理以及使用上不进行有效、妥善的处理;在过大的荷载下,软土地基极易发生整体上的剪切或者是局部剪切以及路基被刺入破坏。而上述问题也是路基下沉和缺失稳定的原因。而由于软土的特性,以及不易处理都是造成路基下沉、倾斜等严重损坏事故的主要原因[1]。
二、软土路基在处理上所必需考虑的因素
(一)施工道路的条件
公路的级别分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路,而对于等级低的道路是工上,可以先利用沉降处理法来解决低级别道路的软土路基问题,而高级别公路就要在沉降处理法的基础上,进行抗压以及扭曲的测试,来确保道路的质量,为道路的施工提供有利条件。
(二)对施工道路进行区段规划
在公路施工时,可以根据软土特质如含水量的高低,压缩性的高低等要素进行施工区段的规划。如在保证剩余沉降程度很高,但是其沉降的速度极其缓慢而且相对均匀,并不会损坏其路面的平整度时,可以对软土地基进行有效的加固,使得整条公路在这段区段中相对平整且稳定。在如与建筑物相连的区段和稳定性不达标的区段,会出现剩余沉降与建筑物发生错台的现象并极易发生位移危险。
(三)道路施工的环境
公路施工中,对于地理环境和外界天气环境都存在着相当大的利害关系。例如地基在软土上施工,如果因道路不平整进而对路基高度的增加,就会导致其周围的路基隆起或者是沉降。而天气环境如雨雪天气,对于软土的各种含水量特性,压缩特性上都有着严重的影响,如果因为雨雪天气导致含水量增加或者压缩程度上的增肌都会导致软土路基的不稳定。相对外界雨雪天气的影响,其路基的隆起或沉降就比较好处理,只需要通过剪切变形的方法来改善地基路况就好。而天气环境的影响就只能是制造相对密封的环境,或者是在雨雪天气后重新计量来做改善了。
(四)公路施工的尺寸
公路施工时,使用何种处理方法将直接被路基的宽度以及高度所影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于低且宽的路基来讲,非常容易出现局部性的破坏,这时候就可以使用换填法,使得路基从低且宽被换填成为高且窄的路基,这就使得路基的稳定上有着显著的提高。而面对软土稳定性较差的时候,路基如果在设计上过高和偏大,那么重压法在这种情况下就不是特别的明显,因为路基过高和偏大会导致身处黏土层的下沉;进而使得路面不平整,影响施工质量。所以说道路施工的尺寸,尤其是地基尺寸,对于施工质量来讲尤为重要。
三、公路工程中软土地基的处理工艺
在对软土地基的处理工艺进行选择时,要依据实际施工情况,选择恰当的施工工艺,下面对不同的施工工艺进行分析。
(一)灰土挤密桩法
灰土挤密桩法的主要原理是:生石灰吸水发生化学反应后,体积膨胀,使桩间土脱水,柱周围的土经过挤压后,地基土的密实度会得到提升,从而使地基的强度得到提高[1]。该处理工艺一般适用于对地下水位以上的湿陷性黄土、素填土、杂填土以及含水量较高的软土等不良地基的处理,其优势是可以缩短工期,就地取材,成本低。
(二)强夯法
强夯法也被称之为压实法,该工艺在 20 世纪 80 年代中期被应用在填海地基处理过程中,取得了一定的成效,从此,该方法在沿海地区得到了推广和应用。就目前的情况来看,强夯法的应用范围比较广,适用于除了厚层淤泥质以及淤泥之外的软土地基。该工艺对地基土的渗透能力要求比较高,因此,要设置相应的排水通道,才能达到理想的效果。
(三)换填法
换填法适用于浅层软土地基,其工作原理是:将基础地基以下较浅范围内的松散、软弱土层挖除,然后用质地坚硬、强度高、稳定性好、抗侵蚀性高的砂石、片石等进行填充。在这个过程中,要采用人工或机械方法对表层进行压、夯、振动处理,从而使其满足工程要求的全过程。
(四)排水固结法
排水固结法也是软土地基处理常采用的一种工艺,其工作原理是通过布置竖向排水井改善地基的排水能力,并采取相应的措施,如加压、抽气、抽水等,加速地基土的固结和强度的提高,从而降低地基的沉降量,保证公路工程的安全性和稳定性。在软土地基处理过程中,排水固结法最大处理深度可达30m,并且可用于施工后沉降要求不同的软土地基中。
(五) 垫层法
垫层法的工作原理比较简单,就是在路堤底部铺设一层比较薄的砂层,以提高地基承载力,进而减小沉降量,
(六) 化学加固法
化学加固法一般分为搅拌桩法和灌浆胶结法。搅拌桩法的工作原理是:利用水泥或其他材料作为固化剂的主剂,在施工过程中,在地基深处利用特制的搅拌机械对其进行搅拌,通过软土和固化剂之间的化学反应,形成坚硬的固体,并与原有的地基层相结合;灌浆胶结法主要是利用化学原理,如气压、电压等,将一些具有固化性质的浆液注入各类介质的空隙中[2]。在其固化过程中,可以对地基的物理力学性质进行不断的改善,使地基达到一定的稳定性,进而达到施工要求。
(七) 软土地基处理的新工艺
软土地基处理的新工艺主要有以下几种:水泥粉煤灰碎石桩。该工艺主要是在碎石、石屑、粉煤灰中掺入适量的水泥和水拌和而成,其和易性比较好。高压水切割消淤,该工艺是通过高压喷射水枪沿水平方向对浮泥进行切刮,形成泥浆,之后再利用泥浆水泵对于进行抽取,然后将其堆放在低洼处。劈裂注浆技术。该技术是在岩石或土中进行注浆,进而达到改善岩土力学与渗透性的效果。
结论:
在社会日益蓬勃发展的今天,道路的建设已经成为了经济发展的重要因素。而由于我国大部分都为软土地域,其软土地基的处理若是不够妥善,将带来巨大危害;所以在软土地基处理上,就必须考虑其中的多种因素,再根据其具体的施工路段的分析,筛选妥善的处理方法。而只有选择最理想的处理方案,才能保证其工程的质量,节省工程的成本。
参考文献:
[1]黄瑞章.道路工程软土地基处理方案选择研究[D].福建农历大学,2013.
[2]陈副华.分析公路软土路基施工技术[J].科技资讯,2014.
论文作者:马强1,李莉筠2
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/20
标签:路基论文; 地基论文; 土地论文; 土路论文; 公路论文; 含水量论文; 道路论文; 《防护工程》2018年第21期论文;