公路施工中软土路基的施工技术和处理方法论文_张春明,倪绍齐

公路施工中软土路基的施工技术和处理方法论文_张春明,倪绍齐

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摘要:路基作为公路的重要组成部分,其对公路的整个施工过程及施工质量具有很大影响,路基是按照路线位置及独特的技术在施工中建立起来的带状结构,并且路基是承载公路路面负载的重要载体,其必须具备较高的强度,以长期保证稳定性与耐久性。在公路施工时,如果选择软土路基作为路基应用,第一必须要有真实可行的技术手段作为保证。如何在保证质量的基础上,在软土路基上顺利施工已成为公路路基工程所面临的一项技术难题,保证路基质量也已成为软土路基施工技术的重要程序,其也是公路施工的难点与重点。

关键词:公路施工;软土路基;施工技术;处理方法

1软土路基的特征分析

路基是整个公路施工中的基础所在,是决定工程质量的关键环节。路基的施工质量在一定程度上直接影响着公路路面的平整程度,也是施工周期的重要决定因素。其中软土路基具有自身比较复杂的特性,成为相对比较困难的路基施工类型之一,因此,鉴别分析软土对于路基的影响,无论对于施工过程还是日后的使用都具有重要的意义。广义上来讲,软土是一类具有强度低、压缩性高、含水量高等特性的软弱土层。一般包括软性粘土、淤泥土、淤泥、泥炭质土和泥岩等类型。软土常以絮状出现在地层当中,其含水量通常大于液限,可到百分之一百五十以上。比较容易发生压缩形变,凝聚力比较小,贯穿系数在小于五。从高速公路工程的角度出发,软土的主要特征是天然含水量大,孔隙比大,透水性能比较差,抗剪强度低,灵敏度和压缩性都很高。因此在保证施工计划明确可行的同时,选择对于软土路基有一定施工经验的施工单位进行施工,监理单位加大监管力度,全程无死角跟踪监督,这样才能保证工程的质量和施工周期。

2软土路基常用施工技术

公路施工中软土路基的施工技术处理研究越来越成为了我国的重要研究课题,总的来说,公路施工中软土路基的施工技术有以下几种:

2.1换填法

当软弱土层厚度不很大时,可将路基面以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除,然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料(通常渗水性好的中粗砂)称为换填或垫层法。此法处理的经济实用高度为2~3m,如果软弱土层厚度过大,则采用换填法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。通过换填具有较高抗剪强度的地基土,从而达到增强地基承载力的目的,满足构筑物对地基的要求。主要加固方法有换填、抛石挤淤、垫层、强夯挤淤几种。

垫层法根据材料的不同可分为砂(砾石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土灰土、二灰)垫层。代表方法有砂垫层法及换填法。

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2.2深层密实法

采用爆破、夯击、挤压和振动及加入抗剪强度高的材料等方法,对地基深层的软弱土体进行振密和挤密的地基加固方法称为深层密实法。适用于软土厚度>3m的中厚软土的加固,分布面积广的软基加固处理,其加固深度可达到。通过振动、挤压使地基中土体密实、固结,并利用加入的具有高抗剪强度的桩体材料置换部分软弱土体中的三相(气相、液相与固相)部分,形成复合地基,达到提高抗剪强度的目的。主要加固方法:强夯法、土(或灰土、粉煤灰加石灰)桩法、砂桩法、爆破法、碎石桩法(振冲置换法)、石灰桩法、水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩法)、粉喷桩法、旋喷桩法。代表方法有碎石桩法、强夯法、水泥粉煤灰碎石桩法、粉喷桩法。

2.3排水固结法

在软土地基上加压并配合内部排水,加速软土地基的排水,加快软土固结的处理方法称为排水固结法。适用于处理各类淤泥、淤泥质粘土及冲填等饱和粘性土地基。软土地基在附加荷载的作用下,逐渐排出孔隙水,使孔隙比减小,产生固结变形。在这个过程中,随着土体超静孔隙水压力的逐渐扩散,土的有效应力增加,并使沉降提前完成或提高沉降速度。主要加固方法:堆载预压法、砂井法、袋装砂井、真空预压法、电渗排水法、降低地下水位法、塑料排水板法。

2.4加固路基法

通过在路基中埋入高强度、大韧性的土工聚合物、拉筋、受力杆件或柴(木)梢排等方法加强路基的自身强度,增加抵抗地基变形沉降的能力。适用于软弱岩体、土体中的路堤与路堑。主要加固方法:加筋土路基、土工聚合物、土钉墙、土层锚杆、土钉、树根桩法、柴(木)梢排法。

3公路施工中软土路基施工技术的主要处理方法

3.1 换填法

如果地面不是很深,则可以采用换填土的方法来进行施工,在特定的范围内可使用质地较硬、强度较高、性能较为稳定的卵石,再用粒土、石灰土等其他的填充材料来挖掘和换填土,使之成为优质的人工地基,从而达到符合标准的公路路基。另外,也可以直接使用人工或机械等方法对地基较为软弱的土层及上部荷载不大的表面进行夯实性处理,最终达到加强路基的目的。

3.2 排水固结法

排水固结法主要是在施工中的公路路基中设置沙井,且在沙井中实施垂直方向的排水。在建设施工之前,充分利用结构逐渐分级加载或在场地先行加载预压,使土壤整体的孔隙水排除而逐渐固结,最终道路路基渐渐开始沉降下去,这也是增强路基强度的重要方法。因此,排水固结必须是在软粘土地基荷载的作用下,将土中的水慢慢排出到工程,并且使得空隙体积越来越小,从而使地基固结变形。与此同时,还需要保持土壤在超静水压力逐步消失时能够有效地增强其应用能力,在较大程度上提高地基土的强度。

3.3 碎石桩处理

此类方法是一种较为传统的处理措施,并且其处理效果也较为理想,迄今为止仍被广泛使用。这个方法主要是通过振动与冲击,让软土路和表面出现孔径,进而把处理好的碎石填筑到孔径中,并添加适当的粘结剂,以便提高碎石的粘合性,最后组成能够承担路基承载力的碎石桩。此项技术需要按照软土路基的面积及性质来估测碎石桩的密度与方位,由于碎石桩的稳定性不会受到软土环境的侵蚀,还能够避免路基下沉,再加上其成本较低、效果更好,是公路施工中一种较为常见的软土路基处理方法。然而,其不适合应用在路堤较宽的公路施工中,使用范围受到限制。

3.4 砂垫层法

在公路路基施工中,砂垫层的最终目的是为了更好地排水,因此,在施工中最好选择粗砂进行施工填筑,应该选取砂粒径低于0.074mm的砂,其含量应该在15%以下。首先提醒测量组放好砂垫层再进行适当的灌注,同时也应充分考虑路基的沉降量,做好施工初步宽度工作,以便防止路基沉降,最终导致路基的宽度无法达到标准。在沿线位置用装满沙子的编织袋按顺序排好并做成挡砂堤,挡沙堤的高度要与砂垫层的高度一样,在沙堤的外侧设置类似的斜坡,这样可以使汽车在卸砂时做到准确到位。最后使用推土机开始配合平整,在施工工程中必须要做好检测工作,一般情况下,隔2-3米设定一个检测站进行检测,砂垫层在厚度控制方面要选择好松铺系数,并且松铺系数最好应该保持在1.10左右。

4结语

综上所述,路基的施工作为公路施工和工程项目非常重要的环节,其对公路施工质量产生很大的影响。因此,在设计中关于不同的地段基础需要选择异样的地基处理方式,同时还应该不断引进一些新型的技术、工艺和材料,让其得到充分有效的使用。另外,在施工过程中还需要严格遵守工程中的一些相关规定和要求,合理分配好填筑材料的不同等级,控制好填筑材料的质量,科学使用不同技术手段来保障软土路基得到有效处理,以达到符合公路路基的必然要求。

参考文献:

[1]潘丽勇.针对公路施工中软基施工技术的分析探讨[J].城市建设理论研究,2013,11(20):112-114.

[2]吴雨霖,高速公路施工软土路基的处置及施工技术[J].大江周刊,2013,10(28):223-225.

论文作者:张春明,倪绍齐

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第30期

论文发表时间:2018/3/7

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