摘要:软土地基对公路工程具有极大的危害性,如果处治不当,很容易造成地基失稳,影响路面的使用性能及使用寿命。因此,在公路工程施工中,必须加强对软土地基的处治,改善地基的稳定与变形条件,减少地基填土的孔隙,提高地基填土的密实度,从而增加地基的强度和稳定性。
关键词:公路;工程;软土地基
1软土地基的危害及处理目的
1.1处理软土地基的目的
在修建公路时,遇到软土地基段,一定要本着科学的态度对不符合承载力要求的路段进行处治,从而保证整个公路工程的质量。由于各路段的地质特性不同,路基的原始高度也存在差异,因此,对软土地基进行处理时,采用的方法和技术也要有所区分。通过使用换填、夯实、排水、挤密、胶结等办法对地基进行处理后,地基的工程特性得到一定程度的改善,最终实现理想的效果。具体目标有:(1)提高了地基的抗剪强度;(2)降低了地基的压缩性;(3)改善了地基的渗透性。
1.2软土地基的危害
软土的天然特性对软土路基来说,主要会产生以下两方面的危害:(1)软土地基的强度较低,稳定性也比较差,一旦路堤或者路面实际荷载超过软土地基的抗剪强度承受范围,软土地基就会发生部分或者整体剪切破坏,导致路堤出现塌方或者桥台被破坏的现象;(2)软土地基的流变性明显。当路面或者外部荷载过大,软土地基就会因为承受巨大的压力而发生沉降变形,道路的使用就会受到影响。特别是发生的沉降不均匀或者面积过大时,道路就会因受到破坏发生开裂,导致整体地基失衡,失去稳定性,从而出现跳车、路面沉陷等危害,影响到整个路段的使用。
2公路工程软土地基处理技术
2.1浅层处治法
与深层排水固结和复合地基相比较,软土地基比较适合于浅层处理。所谓浅层处理技术就是对路床处理深度通常在5米以下的软土地基进行的表面单一或者总量方法,此方法可以提高地基的抗剪强度和压缩模量,在上部荷载的作用下,保证路基的稳定,从而满足完工后对沉降的处理要求。
2.2沙石挤淤法
沙石挤淤法比较适合于湖塘底等有积水的洼地,就是那些地下水位比较高、不易抽干并且表面没有硬壳、软土液性指数大、厚度小,这种情况下用沙石挤淤法就比较合适,但不能忽视的问题是沙石挤淤时由于沙石挤淤因沉降不一会产生在软土完工后有不均匀的现象。这种情况应该尽量避免。
2.3硬壳层补强法
这种方法就是指经过振动碾压、冲击压实或夯实等方法使硬壳层的厚度以及物理力学指标得到改善。这种方法主要适合于那些粘土硬壳层下卧、沙性软土、纵向排水条件较差、湿陷性黄土等地基的情况。在这些情况下采用这种方法来处理既可以起到很好的效果又可以节约资金,也是很经济的方法。
2.4 髓换法
髓换法又可以称为垫层法,就是把路床顶面以下的一定范围内的软弱土层通过人力、机械或其它的方法加以清除,对强度较高的砂碎石,山坡石、改良土等可进行分层置换。对于那些软土厚度不大、埋藏浅、无硬壳层、路基填土高度不大的路段可以将其振实到要求的密实度,这样可以增强地基的承载力。
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2.5垫层法
垫层法顾名思义就是在软土地基上铺设一层特殊的材料,然后在所铺设的材料上填筑路基,一般来说软土路基的地表都没有硬壳层或者即使有硬壳它的透水性不强,所以铺设材料一般时候用沙石材料。沙石材料的选取不宜远距离运输,就近取材为宜,如果附近有山就可以采用山坡石头肥料,如果附近有工厂也可以选用工厂产生的废弃渣子等材料,这样既可以起到很好的效果又可以节约成本。
2.6排水固结法
由于软土的含水量比较大,地基不稳。排水固结法就是通过多种技术手段在软土地基中增加一些排水管道,形成竖向的或水平的排水体,以此来改变原有的地基边界条件,增加空隙水的排出途径,排水固结法主要通过以下方法实现。第一,砂井堆载预压法。如果是透水性比较小的粘性土地基,通常采用的方法就是砂井堆载预压的方法,这样可以加快排除土中的孔隙水,加快其固结的速度。第二,降水预压的方法。这种方法是指对井点抽水让地下的水位降低,这样可以让土的自重应力增加,就能够达到预压的效果。此法不用对加荷速率控制也不会由于孔隙水压力增高而破坏地基,所以可以提高施工额速度。第三,真空排水预压法。这种方法就是在加固的土中布置上沙井和砂垫层,然后将不透气的塑料薄膜铺设在砂垫层上,再用真空泵进行抽气,从而抽出空隙中的水,达到预压固定的效果。但是这种方法不适合于地基要求高的情况,因为由于加固的深度不够大,所以其理论不够完善。
2.7置换及拌入法
除了排水固结法外,还有一种有效处理软基的方法是置换及拌入法,施工时使用这种方法的目的是提高原土的利用率,将软基经过有效的处理之后来承受相应的外荷载。置换及拌入法通常使用的方法有脱水、压密、固化、加筋等。深层搅拌法是置换拌入法的一种, 它主要用于对饱和软粘土地基进行加固,深层搅拌是通过深层搅拌机械进行的,这种机械具有特殊性,它能在地基深处对软土和固化剂进行强制搅拌, 从而使固化剂和软土产生物理反应以及化学反应,这样就能使软土硬结成优质地基,这种地基具有整体性、稳定性的特点。水泥系深层搅拌能有效将水泥搅拌形成水泥土桩, 这种水泥桩桩径0.5m, 长度在10-18m 左右,它能有效加固各种成因的饱和软粘土。目前,我国有以下几种土质是使用深层搅拌法进行加固的,如淤泥、淤泥质土、粘土以及亚粘土等。通常情况下,如果粘土矿物含有高岭石、多水高岭石、蒙脱石等,其软土加固效果要更好一些。
2.8其他处理技术
第一,理顺水系。水源的补充和浸泡,会加剧土质的进—步软化,尤其是在整个施工过程中,在施工车辆和压实设备所产生的荷载反复作用下,在水作用和荷载作用下土体力学性能的降低,对形成地基持力层影响较大。第二,清除路基边缘的杂填土和地表耕植土。路基边缘的杂填土和耕植土,将影响路基坡脚的填土质量,即使压实后,随着植物根系的腐烂,也会对路基的稳定产生较大影响。第三,严格控制填土速度。软土地区路基的稳定成功的关键因素之一,就是路基的填筑速度问题。当路基的填筑速度较快时,地基的沉降和固结均未完成,尚未形成地基持力层,因此,很容易产生路基的失稳破坏。当然,当路基的填筑速度太慢,又会影响施工进度。总之,应严格执行土基施工技术规范对填土速度的要求。
结束语:
公路路基工程中,软土地基的施工难度较大,对技术的要求高,虽然目前已有许多的加固和防护技术,但由于不同的工程及公路段的地质条件等都存在较大的差异,且各种方法都有一定的适用范围,因此,应加强对既有处理办法的掌握与应用,并不断地研发新技术,结合地质条件等多方面的因素确定合理的治理方法,从而确保工程的质量。
参考文献:
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[3] 李海民.浅析公路软土地基的相关处理方法[J].黑龙江交通科技,2011,(9):40.
论文作者:李吉鹏
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/21
标签:地基论文; 土地论文; 路基论文; 方法论文; 预压论文; 硬壳论文; 荷载论文; 《基层建设》2018年第4期论文;