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摘要:随着经济的发展,人们的生活水平得到了很大的改善,汽车逐渐走进了人们的生活中,这给公路的建设带来了更多的挑战。因此,做好公路建设的工作非常重要。本文主要是分析了软土地基处理技术在公路工程中的应用,以供参考。
关键词:公路工程;软土地基;技术
经济的发展促使我国公路企业进入了大规模建设阶段,在公路建设过程中关于软基的问题也逐渐增多,在公路软基处理中,已经涉及到各种地基处理方法。然而因公路长距离延伸的特性,公路软基处理办法又具有其独特性。从最开始用填土平衡碾压到化学方法、土工织物等加固技术,软土处理办法已有几十种,新的方法融入老方法,老方法也需要不断地完善和发展。
一、 软基处理的作用
通过对软土进行换填挤密、排水、加筋等地基加固处理,实现改善地基土壤的工程特性的目的。通过对土壤进行软基处理,借以提高基础的抗剪强度,降低地基的压缩性,改善地基的透水性、动力特性。
1. 增强地基抗剪强度
如地基承载力不符合要求;由于承载压力和荷载物失衡,致使相近的地基突起;挖地基时导致边坡失稳。为避免地基的剪切破坏,应采取相关措施,借以加强地基的抗剪强度。
2. 降低基础压缩性
路基在沉降过程中容易出现差异沉降或沉降较大的现象;因载荷或填土,地基发生固结性沉降,致使地基沉降不均匀;挖基坑时极易导致相近的地面沉降。基础的压缩性可通过压缩模量进行衡量。因此,我们应努力提高地基的压缩模量,尽可能避免地基的沉降不均匀或沉降大的现象。
3. 改善地基的透水性
堤坝等处地基容易出现渗漏现象;在开挖基坑过程中,因地下土内水运动出现管涌或流沙等问题;因此需采降低地基土壤水压力的方式降低地基透水性。
4. 改良基础的动力特性
当地震发生时,地下土层中松散细砂出现液化现象;路面上由于交通承载,导致相近地基出现振动、下沉等现象。为避免地基液化的想象,可通过改良土壤振动的特性的方式来增强地基的抗震性能。
二、 公路常用的软基处理方法
针对地基处理对象,根据土体的特点及建筑物的具体要求,采取合理的处理办法来提高地基强度,一般,将地基处理方法分为以下几类,借以分析公路软基的处理技术。
1. 振密、挤密法
振密或挤密法借助一定外力,通过外力产生的振动,进行挤压,借以缩小地基土体之间的间隙,增强地基强度,满足处理地基的标准和要求。
2. 加筋法
此法是指在地基土体里通过建立水平方向的筋体,利用筋体与土体间力的相互作用,通过筋体与土体之间产生的摩擦,使筋体承担拉力,而土体承担剪应力与压力,最终达到加强地基的稳定性、降低沉降,加筋法一般会使用到锚杆、土钉等材料。
3. 胶结法
此方法是指在软弱地基土体中加入砂浆、水泥以及石灰等材料,对地基进行固体,这一部分加固土体与就近未加固土体构成复合地基,这样的地基能加强地基的承受力,有效降低沉降,胶结法中往往会用到高压喷射注浆或水泥土搅拌等方式。
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4. 换土垫层法
换土垫层法是针对浅层土壤结构不好的土体,对此类土体开挖时,可对其进行分层碾压。其回填的材料包括粉煤灰、砂石、碎石、干渣等。其中粉煤灰可分为调湿灰与湿排灰两种,而干渣一般有原状、分级和混合干渣三种。换土垫层法能有效增强土体承受力,在施工过程中多采用机械设备、重锤或平板振动的方式。一边振碎石,一边强夯挤淤,在地基中制造碎石墩体,借此增加地基承受力。这种方法常用于厚度偏小的淤泥地基。
5. 排水固结法
排水固结法适用于沿海的软基处理,一般沿海软基具有含水量较高、透水性较差、压缩性高、强度低等特点。此方法通过给软基施加压力,排出土体内部的水分,使软体固结成形。在积压的过程中,因土体间水压减小,增大了土体的有效应力以及地基抗剪强度,增加沉降的速率。排水固结法一般包括排水和加压,可借助土体自身的透水功能来排水,也可利用塑料排水板或袋装砂井等方式来排水。
6. 置换法
置换法是指用砂或碎石等置换软土,使其与未加固的地基构成一种复合地基,达到增加地基强度的目的。
三、 地基处理技术应用
地基处理技术的发展与应用集中体现在多种地基处理技术与方法的综合应用,不同地基处理技术的联合应用能够取长补短,显著改善地基处理效果,避免单一方法的弊端和不足。例如真空预压法与堆载预压法联合应用能够解决单一采用真空预压法存在的预压荷载不足的问题,使真空预压法的适用范围得到扩大,真空预压法与高压喷射注浆法的联合应用,能够使真空预压法在水平渗透性大的土层中得以应用,又如灌浆法与高压喷射注浆法的联合应用,能够显著提高地基处理的纠倾加固效果,等等。由此可见,多种地基处理技术的联合应用能够取得理想的施工效果及社会经济效益,未来还需要进一步探讨如何更好地开发改进地基处理技术,着重探讨如何联合应用多种地基处理技术,使其得到更好的发展与应用,为土木工程建设做出更大的贡献。
四、 公路软基处理过程当中的注意事项
1. 振密、挤密法
在实际施工处理过程中,土层被区分为灰土和素土,当遇到地下水位以上的湿陷性黄土、素填土等地基时,可采用灰土挤密法,能明显提高地基的稳定性以及承受力。而当深度在5~20 m 之间时,一般采用素土挤密法,能有效解决地基湿陷性。当地基含水量超过24%、饱和度超过65%时,使用两种挤密法都能降低地基承载能力,因此,在地基处理过程中要慎用两种挤密法,在地基处理过程中,要尽可能地减少土的孔隙,进而提高地基强度。
2. 加筋法
在使用加筋法进行软基处理过程中,因加筋法加固机理比较复杂,要求软基处理的施工人员根据不同地质类型,选择合理的加筋方法和材料,进而确保软基处理的完善性和稳定性。加筋法对地基条件要求不高,一般不需做深基础处理。在使用金属材料作为加筋材料时,重点在于如何预防金属材料的腐蚀;当采用聚合材料作为加筋材料时,应着重考虑聚合材料的衰化及长期化的蠕变性,及时发现问题并采取相应处理措施。
3. 换土垫层法
在我们进行公路软基处理过程中,换土垫层法比较容易操作,但在公路软基处理使用换土垫层法的施工过程当中,要注意通过分析软弱土地基的土质和承载力从而在施工过程中分层填充合适的土,当地基发生侵蚀性等不稳定的情况时,可先进行机械挖掘,然后换填抗侵蚀效果比较好的材料,例如填加些砂子、矿渣以及灰土等来巩固公路路基,使公路路基性能更加稳定,增加公路路基的承受能力。
4. 排水固结法
排水固结法主要应用于沿海沿河的道路软基处理,在对道路软基用排水固结法来进行加固的过程中,要尽可能地运用上文所介绍的排水方法给路基进行排水工作,从而确定路基的稳固性。路基含水量较大的话还会影响路基的压实要求和其他技术标准,当施工条件允许的前提下,软土层比较薄并且土壤具有良好的渗透性时,只需要铺一定薄厚的砂垫层,只有渗透性不好的厚土层才需要增设竖向排水体,以达到加快土体固结的目的。
五、 结语
公路施工过程中,软基处理技术的应用非常重要,因此要重视施工每一个环节,施工处理人员需要投入大量的时间与精力,掌握更多的专业技能和实践经验,促进软基处理工作长足发展。
参考文献:
[1]冯仲仁.高速公路软基处理智能决策支持技术研究[D].武汉:武汉理工大学,2003.
[2]陈向阳.高速公路软基处理方案智能评价与优化方法研究[D].武汉:武汉理工大学,2008.
[3]赵志霞.川南红层地区公路软基处理技术及应用研究[D].成都:西南交通大学,2007.
论文作者:薛振跃
论文发表刊物:《基层建设》2015年27期供稿
论文发表时间:2016/3/22
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