摘要:公路建设是一个系统的、复杂的工程项目,其施工建设促进了国家经济的快速发展,提高了城镇居民的生活水平。但是在公路工程路基处理施工中,经常出现一些问题,影响公路施工的顺利进行。究其原因,主要是软土路基基础在处理阶段,其承载能力不足,致使路基的抗压强度不够满足公路路面传递下来的竖向荷载作用,而产生较大的不均匀沉降。因此,在公路工程路基处理施工中要加强对施工质量的控制。
关键词:公路工程;软土路基;施工技术
1 导言
在公路工程施工竣工后,在长期经受路面车辆传递下来的竖向荷载作用下,常会导致路基出现不均匀沉降,而引起路面出现裂缝、沉陷等病害,影响公路的使用寿命。其主要原因有以下几点:第一,路基中的软土路基处治不当。一般在软土路基部位需要进行换填土处理,这就对填土材料的性能有较高的要求。比如,填土材料最大干重度、含水量等不满足要求,那么在公路正常使用以后,由路面传递下来的竖向荷载的作用下,路基的承载能力不满足要求,就会出现路基基础的不均匀变形。第二,路基的压实度不足。在公路的路基处理施工过程中,路基的承载能力不满足抗压性能,还有路基处理施工工序混乱,这些均可以导致路基的承载能力不足。
2 软土路基的特征分析
为对施工路段软土特征进行分析,需以工程地级钻探,采取原状土样进行室内土工试验,同时进行十字板剪切及静力触探等实验原位测试,以此与软土的物理力学参数进行对比。然后根据路段软土层特征选择适当的处理方法。软土是一种在静水或者缓慢的流水环境中沉积,经生物和化学作用形成的含水量大、压缩性高、承载能力低的粘性土。但是并没有统一的标准来确定多少的含水量才是高,承载力多少才是低。
3 软土路基施工中的常见问题
3.1 沉降问题
软土路基填土施工后,会进行路堤的浇筑,这时路基的各个部位就有可能出现不同程度的沉降,直接影响公路的质量。因此,需要我们考虑的问题是:如何控制施工过程中产生的路基沉降,怎样才能使沉降达到路基设计标准,怎么保证路基的结合处保持稳定,预留高度是否满足路基设计要求,桥头跳车现象应该如何预防等。
3.2 路堤滑坡问题
软土路基中的路堤施工中,最常见的就是滑坡现象,路堤滑坡会影响路基稳定性,其主要原因是施工时对于软土路基没有进行合理的处理,使得地基固结的速度缓慢,压缩陛高,强度低,固结时间长。因此,怎样提高地基稳定性,同时又对公路施工的进度和质量不造成影响,是每个施工人员应该思考的问题。
4 公路施工中软土路基施工技术研究
4.1 冻结法
冻结法是采用二氧化碳或者液态氮对土进行膨润,也可以使用制冷设备连接封闭液压系统,促使冷却液流通于土体内,将软湿土整体冻结。这样可以有效的提高软土强度,降低土体压缩性。此种方法在各种土质中都可应用,尤其是在软土地基施工中,挖土的深度在7、8米以上,或者是在较为低下的地下水位时,采用冻结法施工最为常见和有效。
4.2 铺垫织物材料
于软土地基表面铺设一层或多层织物材料,可以起到良好成效。织物材料尤其是土木织物,具有较好的连续性、较高的抗拉强度、耐腐蚀,施工也较为方便,可以有效减少填方后路基的沉降几率。常用的铺垫材料有机织土工布、土木格栅,将这两种织物铺垫在路基表面,具有分离排水和反过滤的作用。
4.3 使用添加剂
软土为粘性土壤状态时,可以在粘性土的表层加人适量的添加剂,添加剂能够增强软土路基强度与压缩性,使土体固结的速度加快。软土路基施工中,普遍使用的添加剂有生石灰、熟石灰、水泥等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆石灰水泥类具有极强的吸附性,可以有效吸收软土中的水分,降低水含量,而且还会在软土中相互聚集,随着时间的推移慢慢反应,形成化学固结,从而增强土体稳定性。可以配合采用相应的设备加快地基排水固结速度,增强土体强度,减少软土地基不均匀沉降。
4.4 排水固结法
在处理厚度较大的饱和土和填土施工时,可以应用排水固结法。竖向排水井,用加压系统作为辅助,并用其他相关设备加快软土地基的排水固结速度,从而增强土体强度,减少不均匀沉降,提高地基承载力。在软土地基施工过程中,常用的排水固结方法有堆载预压法、真空预压法、电渗排水法等。
4.5水泥土搅拌法
水泥土搅拌桩加固地基是利用水泥材料作为主要固化剂,经过特制的深层搅拌机械,通过不停的搅拌将水泥与软土相互融合,利用水泥和软土之间产生的物理化学反应,将软土硬结成凝胶状的颗粒,提高软土地基的承载能力,形成一种具有整体性、稳定性和一定强度的良好地基。
5 公路软土路基的处理措施
5.1袋装砂井施工法加固软土路基。
袋装砂井加固软土地基的基本原理是,以人工方式设置一条排水通道,用以缩短排水距离,为提高排水速度,加快软土固结,增强抗剪度,同时要改变路基的排水固结方式,将垂直排水固结变成水平排水固结。袋装砂井处理方法是采用挖除换填、设置垫层、土工格珊、袋装砂井、超载预压等分步分项进行的。袋装砂井的平面布置是按正三角的形状布置的,根据路段具体情况确定相应的直径、根数、长度、砂垫层,双向拉伸SS20土工格珊数量砂料一般采用渗水率较高,分选性好的中粗砂,大于5mm的沙粒含量占总重量的百分之五十以上,含泥量小于3%,渗透系数大于5×10-2cm/s。最大沙粒直径不大于20mm,不能用含有有机质、粘土团块和其它杂质的沙料进行充填。
5.2高压喷射注浆技术
高压喷射注浆技术是在化学注浆技术的基础上发展起来,是一种源于日本的用于加固松软土体的技术,在二十世纪七十年代被我国引进。这种加固技术的工作原理为:利用一定的钻孔设备如钻机等先钻至规划的深度,然后利用由特别喷嘴(安装在钻杆的一端)在高压作用下喷出的水泥浆液喷射流切割搅动土体,于此同时控制钻杆随着旋转而不断的上升;在水泥浆与土粒混合凝固硬化后最终形成一个均匀的具有一定强度的圆柱状水泥土固结体,从而实现对地基的加固处理以及止水防渗的目的[。
5.3压密注浆碎石桩技术
压密注浆碎石桩技术也是一种有效的软土地基加固技术,其加固原理为:先在施工场地设置桩位成孔以及投碎石施工,利用桩中的碎石桩体产生的压力进行低压注浆过程,在喷出的水泥浆液达到初凝状态后,然后依据预先埋置的注浆管进行中高压注浆过程,此过程可以使桩体及桩周土体进一步得到密实,最终形成的复合地基的主要成分改性的桩周土体、注浆碎石桩以及桩问土构成。经过压密注浆碎石桩技术所形成的地基具有足够的强度,既不会对原地基造成不良影响,又可以可以满足相关规范的要求。
5.4排水砂垫层法
排水砂垫层法比较适用于地基上部软土层的情况,尤其是软土层极薄且含水量大的情况加固效果更为显著。其加固方法为在软土地基上敷垫0.6-1.1m厚度的砂垫层,这种做法的优势明显,既可以达到固结软土层的目的,充分发挥砂垫层的上部排水层更能,同时砂垫层还能作为填土内的地下排水层,达到有效降低填土内水位的目的。
6 结论
总之,公路施工中的软土地基施工一直是道路建设中存在的重难点问题,地形的复杂化与多样化,决定了软土地基的施工中不能单纯使用同一种施工方法,不同的处理办法产生的效果也不相同,因此,只有结合各种方法措施,不断的研究更为有效和简便的解决措施,才能更好的处理软土地基的施工问题,提高我国公路建设的质量。
参考文献
[1]李红梅.公路施工中软土路基的施工技术处理研究.科技创业家,2012.
[2]王传高.公路路基施工中软土路基的科学处理.中国新技术产品,2013.
论文作者:丁维喜
论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/8
标签:路基论文; 土路论文; 地基论文; 公路论文; 土地论文; 水泥论文; 强度论文; 《基层建设》2017年第11期论文;