摘要:软土路基主要是由淤泥和黏土组成,但是它们之间有一些空隙,具有强度低、水分高、易变形等特点,这些都不能满足公路交通运输的要求。所以,在公路的施工中应该科学利用施工技术,提高软土路基稳定性。面对复杂的自然条件,应该尽量减少道路建设对环境的影响,不断提高软土路基的处理技术。
关键词:软土路基;处理技术;公路工程施工;应用
一、软土路基病害成因分析及主要特征
软土作为近代沉积物形成于第四纪全新世,通常其地质达到10000-15000年的年龄,根据其中有机质含量的不同分为不含或含有机质很少的软粘土和粉质软粘土以及有机质含量较高的泥炭土两大类。软土都沉积于淡水或盐水中,因受到如海滩、三角洲、沼泽、湖泊等不同沉积地质环境,也由于沉积环境及其水动力条件之间存在的变化而使其空间范围和天然性状表现出一定差异。岩石的风化产物是其主要来源,所以,母岩直接对其成分具有决定性作用。而沉积环境与软土沉积类型、沉积后的理化演化等方面具有十分紧密的联系。
软土是常见于平原地区的一种由有机生物、植物生成的腐殖质土质在水流浸泡作用下产生的地质现象,软土多分布于平原腹地与冲击型平原相伴生。公路施工中所谓的软土路基是指沉积量较大、面积广、强度低、压缩性较高的软质土层。主要特点是天然含水量大、具有明显的触变性流体、孔隙多、压缩系数较高。软土路基沉降与受压后水平位移是产生公路软土地基病害的主要根源。
软土路基是由于喜水类生物腐烂后大量沉积,在特定的水文地质条件侵蚀下产生的。主要分为淤泥型、泥炭型和混合型三种类型。软土路基修筑路堤如处理不当会产生路基沉降和路基水平位移及路基严重变形,导致公路破坏或不能正常使用。因此,软土路段修筑路基时要根据软土基分布的层次、特性、含水量等基准数据确定有效的处置方式,保证路基有效强度,保证公路修筑质量。软土路基有如下特点:一是软土层厚度较深,平均厚度在5米以上。二是压缩系数较高,其中淤泥质软土基压缩值高达4.4MPa。三是渗透性强,一般软土路基含水性强,含水量达到最高饱和时透水率可高达75%以上。四是强度低,粘结性低。软土路基含有大量水分及有机腐殖质,其强度与粘结性极低。对于公路路基修筑影响极大。
在公路工程中软土地基容易导致以下危害:如勘察设计准确性及详细性不足,造成没有处理设计应进行软基处理的地段。既然是软土地基但软土地基处理没有做好,导致对路堤稳定性及线外建筑物产生不利影响。尽管对软土地基采取处理措施,但措施不到位,施工方式不适宜导致影响路堤稳定性。不恰当的堆料,没有严格按照规定进行分层填筑,或者填土速度过快,采取不合适的碾压方法,导致影响路堤稳定性。对“硬壳层”进行的扰动或采用不适宜的填筑方法,在一定程度上破坏了“硬壳层”,造成影响路堤稳定性。
二、软土路基处理技术在公路工程施工中的应用
1、排水凝结法
在南方一些含水量比较多的地区软土地基可以采用排水固结的方法。这样可以防止公路在使用的工程中因为水分的流失造成的地基下降。排水固结法可以分为几个方法:第一,预压固结法。它是通过填再、超载,真空等对土地的地基进行预压固结。第二,电渗固结法。它是通过电流让改变水中电流方向,进而促进路面固结的方法。第三,塑料固结法。它是通过所料排水板连通地基流水,进而使地基中的多余的水流出,加强地基的作用。第四,砂石灌注。它是通过机井,用砂石灌注,让砂石填满就会把多余的说分排出来,从而发挥加强地基的作用。
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2、换填技术的应用
该技术主要是通过替换的方式来改变软土路基内部结构的一种技术,通常是采用机械设备将路基中的软土部分挖除,然后分层填入如碎石、煤渣等硬度和强度较高的填充物,并且每层都进行夯实处理,在填充时还要注意将稳定性较强的物料填充在最下层。该种技术更适用于纵向深度明显的软土路基中。
3、注浆技术的应用
这项技术需要借助机械设备来完成,首先确定软土路基施工的深度,在钻机达到设定的深度后采用高压喷嘴喷射泥浆,对软土层进行分割,促使软土与泥浆的融合,待软土质与泥浆凝固干燥后成为一体,从而提高路基层的硬度,最后进行再次加固。在想技术有效地提高了软土路基的加固能力,并且可以防止软土下沉,保证了路基施工的合理性和安全性。
4、碎石桩技术的应用
这种处理手段相对传统,但是处理效果却是十分明显,在一些常规的施工中还是会用到。这种手段主要是通过振动和冲击,使得软土层和表面产生孔径,将事先处理好的碎石填筑到孔径中,并结合粘接剂的使用增强碎石的粘合性,形成的碎石桩可以承担一定路基的承载力。当然这项技术的应用还要根据软土路基的面积、性质和碎石桩的密度和位置来确定。由于碎石桩具有稳定性,并且不容易受软土环境的侵蚀,还具有防止路基下沉的功效,加之这种操作成本低、效果明显,并且是公路施工环节中最为常见的软土处理技术,但这种技术还存在一定的弊端,不适用于路堤较宽的公路施工。
5、人员和设备的改变
无论技术多么先进,最后还是需要人进行处理。所以,相关的单位部门应该加强对于相关人员的培训。对于经验比较丰富的老师傅应该学习比较先进的计算机技术;对于年轻的施工人员应该一方面向老员工学习,一方面学习国内外先进的经验。所有的员工还应该加强对于新设备的使用,只有不断学习新技术,不断总结经验,才可以少走弯路,才可以更好的进行公路施工。另外在施工的过程中还应该让员工不断的创新,改变原有的思维模式,或许就会减少更多的生产成本。公司还应该不定期的对员工进行培训、考核,只有这样才可以面对更大的挑战。
三、控制软土路基施工质量的措施
路基坡脚的质量会受到耕植土和公路路基周围的填土杂质所带来的严重不良影响,路基在压实后会伴随植物的根系一同腐烂,使路基失去稳固性。从而引发沉降等重大事故。相关的施工人员务必要彻底清除路基四周的填土后再进行软土路基施工。合理掌控路基的填筑速度,速度过快则会影响地基的结构加固和沉降运动的有效进行,从而致使无法形成持力层,这样一来地基将严重失衡,极容易遭到外力的破坏;相反速度过慢,无疑会延长施工时间,从而整个工程的施工进度及速度都会受到严重的影响。另外是水源造成的影响,土质强度会受水的影响,使土质出现软化现象,特别是在公路工程的建设中,诸多物体的荷载力会使土质性能发生改变,导致承载力大幅度下降。所以在实际的施工过程中,作业人员切记不能使软基表层硬壳层受到损坏,保护路基的强度。最终还要掌控好软土路基施工时机,因为此路段较为湿润,属于半湿润的季风性气候区,不能在雨季进行施工。
结束语
我国的经济社会不断发展,交通设施也不断改进,装备日益完善,公路的建设规模也逐渐扩大,软土是在进行路基施工中会遇到的特殊土体,对其要进行特殊的处理后才符合建筑需求。为了使软土路基的施工质量有所保障,避免发生意外,就要严格遵守各工序、各种工艺的施工需求,保证其质量,出现问题后第一时间将其解决,总结相关经验,为后续施工提供相关经验。
参考文献:
[1]刘海玲,霍宇杰.公路施工中软土路基的施工技术处理研究[J].交通世界,2018(24):34-35.
[2]冯海云.公路施工中的软土路基处理技术分析[J].山西建筑,2017,43(31):129-130.
论文作者:曾维锋
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/4
标签:土路论文; 路基论文; 公路论文; 技术论文; 路堤论文; 地基论文; 碎石论文; 《基层建设》2019年第10期论文;