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摘要:在公路施工建设开展的过程中,会使用到各种各样的施工技术,公路的建设过程非常的复杂,在实际进行的过程中,会出现许多的工程问题,都需要运用相关的技术手段来进行处理。当前阶段,在我国公路建设的过程中,在对公路路基的软土路基进行处理的时候,在技术利用方面非常的广泛,运用科学合理的施工技术来对软土路基进行处理,能够在一定程度上解决软土路基在使用过程中存在的问题,同时又能够有效的提高路基和路面的稳定性,为公路的后期建设提供质量上的保障,软土路基的施工质量,在后期验收的过程中能否达标与公路工程的整体质量有着非常密切的联系,如果软土路基的施工质量不达标,就会在一定程度上导致公路工程的整体质量下滑,从而造成公路的实际使用寿命大大的降低。因此本文主要就对公路工程软土路基处理技术方法进行分析和探讨。
关键词:公路工程;软土路基处理;技术方法
中图分类号:U213.1文献标识码:A
1公路施工中软土路基的特点
软土路基主要指淤泥、淤泥质等软弱土层,其天然强度较低,天然含水量在30%~70%之间,实际透水性较小,但压缩量较高,软弱土层内含有一定有机物质,孔隙比在1.0~1.9之间。软弱土层的抗剪强度较低,具有鲜明的流变性和触变性。软土路基主要由松软土、大孔隙有机土质和松散砂等构成,因而固结系数较小且稳定性不足,在扰动作用下极易出现地基沉降。在公路施工中,软土路基的渗水性能较差,路基沉降问题严重,势必会严重缩短路基的使用寿命。软土路基是由饱和黏土所构成的,压缩性较强,在较大外力压迫下极易出现形变问题,导致路基出现沉降。公路施工过程中会对软土路基形成巨大压力,使得软土路基基本组成结构遭到破坏,固态土体转变为流态土体,因而软土路基的承载力不足。
2公路工程软土路基处理技术方法分析
2.1换土垫层法
软土地基的基础承载能力及形变屈服度不能满足工程要求,须对其采取一定措施,在土层厚度3 m 以内时,因其所受比较小的冲刷力,通常选择垫层换土的方法进行处理,该方法较简单也非常经济。换填垫层法需全部挖出软土层部分的基础,利用工程性能良好的填充材料进行换填压实,使换填部位的土层基础达到工程要求的承载能力和抗形变能力。通常换填的材料的选择都会要求其具有较高的强度和较小的压缩性能,且性能稳定、适应性好等优良性能,像常用的粉煤灰、碎石和炉渣等都是不错的换填基础材料。对软土层部分进行换填后,就形成了下卧层和垫层组成的地基基础,如图1 所示。软土层的挖除需达到一定的厚度,以满足垫土层的厚度要求,使其具备足够的承载性能和抗变形能力,而达到加固地基的目的。公路施工中大多选择碎石或砂垫层进行换填地基软土层。宽度与厚度是换填垫层处理方法的关键参数,通常的设计都是按砂垫层进行考虑。
图1 砂垫层力学分布
另一种常用的计算方法是把换土垫层后的地基按双层地基考虑,为上硬下软地基形式,再根据弹性力学公式进行求算。而在公路工程中通常是利用应力扩散角的方法进行求算,按θ 角方向附加一个力在砂垫层基底上进行应力扩散,其垫层递补的扩散应力和土层自身重力之和要小于下卧层地基的允许承载力,即:
σH≤[σ]H
式中:[σ]H 为下卧层顶面地基的承载力容许值(kPa),仅修正下卧层顶面的深度,则应力σH 的值和基础底部度假压力值,垫层自身重量等参数有关联。
2.2碎石桩处理技术
该技术在目前的公路工程软土路基加固工作中具有广泛的应用。施工过程中,需要用到硬度较高的碎石、砾石等材料。该技术应用过程中造价费用较低,并且可以取得良好的处理效果。与换填技术不同的是,在应用碎石桩处理技术进行软基加固工作时,需要用到水平振动的管装设备对施工现场进行振动处理。之后,再利用成孔设备对振捣部位进行冲洗,最终达到成孔的效果。施工人员通过将碎石类的填充材料有规律地填充到孔中,可以由上到下形成一个完整的碎石桩,并以此来提升公路工程软土路基的强度与承载能力。由于该方法所用到的石料具有来源广泛、造价低廉的优势,因而该技术在目前的软基加固中具有良好的应用前景。
2.3强夯法
强夯法是公路工程软土路基处理技术中的一种,在碎石土、砂石、黏性土、杂填土和素填土等地基处理过程中的应用,有助于改善地基强度与抗振动液化能力,降低路基压缩性,消除土体湿陷性,从而提高软土路基处理效果,便于加强公路施工质量控制。但强夯法在高饱和度黏性土的处理上效果并不理想,因此公路工程软土路基处理中应结合土质具体情况科学选用处理技术。公路施工中应用强夯法对软土路基进行处理时,一般运用大型起重设备提升起稳定结构重物,提升至一定高度后,直接将其从高处落下,对软土路基进行瞬间挤压,从而增强软土路基的密实度,增强软土路基的承载力。强夯法是一种比较简单的软土路基处理技术,应用范围较广,软土路基加固处理效果比较明显。但实际应用中涉及大型设备,对工程建设单位的经济能力要求较高,以强夯法对软土路基进行处理时,极易产生噪声污染,给周边居民的正常生活造成严重干扰,因此强夯法不可应用于人口稠密地区。除此之外,强夯法仅仅适用于黏性土地基、杂填土地基以及砾石土地基等软土路基处理中,切不可应用于淤泥地基处理中,以免造成泥浆分散而影响软土路基处理效果,甚至加大施工难度,不利于公路施工进度与质量控制。
2.4搅拌桩法
就公路施工的实际情况来看,软土路基处理也可通过搅拌桩法来实现,包括水泥搅拌桩和石灰搅拌桩两种操作方式,其中水泥搅拌桩主要适用于淤泥、淤泥质土以及泥炭土等软土路基处理中,能够取得理想的处理效果,改善软土路基的稳定性。在软土路基处理过程中,以水泥作为固化剂,运用深层搅拌机械在地基深部对软土和固化剂进行强制搅拌,以改善地基强度,提高软土路基处理效果,这就是所谓的深层水泥搅拌桩,此种方式能够为公路工程软土路基施工质量控制提供可靠的技术支持。由于地基土与石灰能够形成一定的化学反应,深层石灰搅拌桩主要运用专业的深层搅拌机械对地基土和石灰进行充分搅拌,在所生成化学反应的作用下改善软土路基的强度和稳定性,减少公路软土路基的不均匀沉降,改善软土路基承载力,加固公路路基,从而全面提高公路路基施工质量,延长公路使用寿命,促进其社会功能的充分发挥。
结语
随着我国公路工程的快速发展,软土路基处理对于公路工程的建设发展来说是非常重要的,我们要加大对软土路基处理技术的研究,对相关的技术进行不断的创新,探索出更多有效、高效的施工技术,为我国公路工程建设事业的发展做出贡献。
参考文献
[1]王永奎.关于公路工程软土路基施工的技术分析[J].黑龙江科学,2013(12):51.
[2]邱华兵.软土路基处理技术在公路工程施工中的应用[J].科学技术创新,2017(28):166-167.
论文作者:刘斌
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第28期
论文发表时间:2019/1/2
标签:土路论文; 地基论文; 土层论文; 公路论文; 公路工程论文; 技术论文; 路基论文; 《建筑学研究前沿》2018年第28期论文;