摘要:伴随着经济的发展和人们生活水平的不断提高,为了保障社会的稳定性和民众的生命安全,对于各类建设工程质量也提出了更高的要求。公路作为基础设施体系的重要内容,与交通运输等相关行业的发展以及人们的出行安全等直接相关。软土地基处理是公路建设的关键环节,会影响后续施工的效率和质量,地基如果存在问题将直接导致公路使用性能和使用寿命的下降。针对于此本文就公路施工中软土地基处理中存在的问题以及相关的对策进行了分析。
关键词:公路 软土 地基 处理对策
在科技进步的推动之下,我国公路建设取得了显著的进展,公路建设技术体系日趋完善,公路工程整体质量也大大提高。我国疆域辽阔,地形地质条件较为复杂,在公路建设中也难免会遇到软弱地基。软土地基与一般的地基相比承载能力较差,且由于地基中水分含量较高因而压缩性较强,稳定性较差。因而必须要采取科学合理的手段对软土地基进行处理,提高公路建设的质量,延长其使用寿命。
一、软土地基的特性
我国软土地基的分布较为广泛,在沿海、沿湖以及沿江区域软土地基较多,这也给当地的公路建设造成了巨大的困难。水可以说是公路建设的克星,因而在近水源的区域软土地基分布也比较密集,含水量过高将直接对公路的基础造成破坏,影响公路的安全性。除了含水量较高之外,软土地基另一显著特点为压缩性较强,公路使用的特点使其不得不面对较大的负荷,压缩性强的地基极其容易导致公路路基的沉降,对公路造成致命的破坏。因而可以将软土地基的特点概括如下:固结时间长、含水量较高、透水性差、压缩性强以及空隙率大,且软土地基土层内部分层较为复杂,不同土层的物理化学性质存在明显的差异,会对公路造成不同程度的破坏,因而要采取恰当的软土地基处理方法,提高公路建设质量。
二、软土地基破坏形式
通过对软土地基特性的分析可以明确得知,在软土地基上不宜进行公路建设,而软土地基对公路究竟是怎样进行破坏的还需要进行进一步的分析。首先软土地基变形系数较大,如果在软土地基上直接建设公路,受到软土自身固结特性的影响,地基体积容易缩小变形,进而导致路面开裂等情况。除自身因素之外软土地基受到外部环境作用力的影响也会发生剪应力变形。地基变形会对路面的完整性以及路堤的位置产生负面影响,容易导致路面的开裂和路堤的下陷,路堤下陷使得路基两部部分向上隆起,而这种变形将随着路堤的下陷愈加明显,当路堤高度达到临界值时,公路就会因为软基沉降量过大以及路面隆起过于严重无法正常使用,软基的承载力也会超标,公路无法继续使用,且难以进行维护。为了避免这种不可逆的公路损坏必须要在施工过程中做好软土地基处理。
三、影响公路软基处理存在问题
3.1准备阶段工作不到位
在市场经济体制之下,企业之间的竞争更加激烈,公路建设企业往往将自身短期的利益作为首要考虑因素,为了尽可能降低成本对工程的规划时间以及实地调研工作进行不断的压缩,公路建设工作缺乏科学合理的规划,导致后续的施工进行全凭经验,而软基处理手段多样,恰当的处理手段会对公路整体质量产生巨大的负面影响。施工队伍技术水平较低、技术人员问题考虑不全面、企业资金投入不合理以及施工规划决策不谨慎等都会导致施工的浪费和公路质量的下降。公路建设往往规模较大且工期较长,软土地基处理受到自然、技术水平等的约束较为明显,因而在正式进行施工之前必须要做好准备工作,制定合理的软土地基处理规划。
3.2承包商经验不足
承包商对于公路建设质量具有决定性作用,但是一些承包商对于公路建设项目的重视程度不足,而对于软土地基处理施工环节更是缺乏足够的认识,由于公路建设经验的不足,容易导致工程质量出现问题。承包商对软土地基处理的态度会直接影响到施工人员工作的积极性。由于缺乏公路建设经验或者是软土地基处理的经验,前期准备工作不够充分,无法对后续的施工环节提供支持,甚至一些承包商根本没有做过公路建设项目,问题也就更加多样且解决难度较大。
3.3碾压施工问题
公路软基处理对于碾压施工要求较为细致,在进行碾压时必须严格按照相关的规定来进行,确保碾压工作的规范性和合理性。在进行公路碾压时要遵循碾压区域先两边后中间,碾压速度由慢及快,碾压力度先轻后重的原则。在实际的软土地基处理之中,根据地质条件、施工水平以及工程要求等的不同可以对碾压施工方式进行适当的调整,确保地基碾压的质量,为公路工程的整体质量提供保证。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆碾压的速度以及碾压力度的不合理都会对地基、路面质量产生不利的影响,如果碾压速度过快,容易导致路面起伏过大,碾压速度过小又容易导致地基密实度不够,路面承载力较差,后续施工难以进行。
四、公路软质地基处理方法及对策
4.1动力固结法
动力固结法也被称作动力压实法或者是强夯法,具体的操作方式为将10~40吨的重锤提高25m左右的高度后再落下,重复多次达到夯实地基的目的,通过动力固结法软土地基的压缩性可以得到有效的降低,强度随之提高。强夯法最初在碎石、砂土地基中较为常见,而其他软土地基处理则鲜有人采用该方法,在施工水平的提高之下公路地基的排水条件也得到了改善,强夯法在细粒土地基中应用越来越多。我国自上世纪70年代开始使用动力固结法以来至今已有近40年,动力固结法技术水平不断提高,适用范围也日趋广泛。动力固结法应用于公路建设的软土地基处理中可以取得良好的加固效果,且对施工设备的要求较低,施工方式较为简单便捷,成本较低工期也比较短,因而得到了越来越多建筑公司的青睐。动力固结法软土地基处理也存在一些特殊的要求,土层特性、土层含水量以及土的粒径是进行软基处理的关键问题,动力固结法无法在厚层淤泥处理中应用,其他大多数地质都可以采用动力固结法。除此之外动力固结法受到地基土渗透性的影响比较大,因而必须要进行排水通道的建设。
4.2排水固结法
含水量过高是导致软土地基承载力较差的重要原因,排水固结法可以将软土地基中的水排除,通过含水量和压缩性的降低提高土层的密实程度,从而提高公路地基的承载力,保证车辆行驶的安全性和稳定性。具体的施工方法为:在公路建设需要进行软土地基处理的地方选择一个恰当的位置,进行竖向排水井的设立,在原本的软土地基排水方式的基础之上对排水途径进行拓宽和优化,竖向排水井的设立在一定程度上也可以缩短地基排水的距离。排水井建设完毕之后方可进行填土施工,该方式有利于公路建设软土地基处理进度的加快,地基沉降可以提前完成。填土结束之后还需要进行预压,相关技术人员要对预压压力进行精确的计算,一般来说地基的荷载力可以达到普通建筑物的1.3倍即可。为了提高软土地基处理的效率和质量,可以将排水固结法与沙井法结合起来利用,促进地基固结速度的提高。
4.3换土垫层法
换土垫层作为常用的公路软土地基处理方式,应用时间最长,技术也最为成熟,因而应用的范围也较为广泛。在地基换填之前,首先需要将公路地基范围之内的软土进行清除,再将山皮土、碎石土以及砂砾等承载力较好的材料填充至原来的软基区域内,之后进行压实操作,根据建设要求采取合适的压实力度。区域地质情况和自然环境不同,换土垫层法的具体实施方式也存在一些差别,在软土厚度不超过2米的泥沼或者是淤泥地带,路堤高度也比较低时适宜采取换土垫层法,根据承载力要求选择将淤泥部分或全部挖出,之后再利用渗水性比较好且强度较高的材料混合水泥、石灰等原料进行分层填筑。除了这种先挖除再填充的方法室外还有抛石挤压这种强制换填的方法,这种处理手段是直接将碎石等材料直接置于软土地基地段,再利用外力的挤压以及碎石本身的重量对软土层进行破坏,使软基材料被挤出。在换土垫层法实施过程中为了避免由于压实力度不足引起的地基沉降,需要对碎石的粒径、含量以及级配等情况进行检测和准确的计算。
4.4粉喷桩、旋喷桩处理法
水泥是喷柱软基处理手段中重要的材料,在此过程中水泥承担了固化剂的作用,在进行软基处理施工时,利用深层搅拌机械对软土地基深层本来的软土材料和水泥进行搅拌和混合,促使两种材料进行相互作用,原本的软土地基地层转变为承载力更强的复合地基,地层固结性更好,承载力足以满足公路的要求。粉喷桩和旋喷桩软土地基处理方式本质上是对原本的地基材料进行加固,这种处理手段的加固深度大,可以对深层次的软土层进行改造,全面提升软土地基的承载力,且施工速度较快,对于环境的负面影响较小。但是目前这种技术还不够成熟,很多的施工企业不会选择这种方式对软基进行处理,目前公路建设中也仅在路基过渡段和桥头区域等有所应用。
五、结束语
综上所述,软土地基处理是公路建设进度和工程施工质量的重要保证,为了尽可能减少公路安全事故的发生必须要对公路软土地基处理给予足够的重视,根据地质状况不同采取恰当的软土地基处理手段,促进公路抗压能力和建设质量的提高,延长公路使用寿命。公路已经成为现代社会重要的基础设施支撑,公路路面裂缝、坑槽等现象将会严重威胁民众的出行安全,因而在公路施工过程中要对地基土质进行改善,提高公路承载能力,促进我国公路事业的健康可持续发展。
参考文献
[1]刘宏勇. 公路路桥施工中软土地基处理技术应用[J]. 工程技术研究,2017(02)
[2]杨广福. 浅谈公路施工中软土地基处理对策[J]. 科技展望,2017(04)
论文作者:孙广浩
论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/10
标签:土地论文; 公路论文; 地基论文; 公路建设论文; 承载力论文; 路堤论文; 土层论文; 《基层建设》2017年第11期论文;