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摘要:随着经济和人们生活水平的提高,公路工程建设阶段,软基处理成为对公路工程整体施工质量以及施工进度产生重要影响的关键因素之一。公路工程施工建设针对软土地基路段,务必应用科学合理的软基处理技术,以确保路基不会产生下沉或路面开裂等不良现象,确保公路稳定性与行车安全性,以此促进公路工程的稳定良好发展。
关键词:公路工程;施工;软基处理技术
引言
软土地基是由黏土或粉土组成的较软地层,其颗粒中含有软弱土质,且土壤中含有有机土、泥炭和疏松的砂土,空隙较大。一般软土地基地下水位高,影响了充填体和结构的稳定性,易引发沉降。如果高速公路建设在软土地基上且施工技术存在问题,势必会导致路基沉降失去控制,工程的质量和进度将无法保证。
1 软土地基的地质特征
(1)高速公路软土地基的分布具有许多特点,其地质含水层主要为中粗砂层,其次为粉砂细砂层和基岩带。同时,它还与一些不同成分的有机土壤混合。空隙也较大,多为海绵结构,黏结力小,抗剪强度低。因此,很容易使路堤出现失稳现象。(2)由于土层中水分较大,其内部相对饱和的软黏土水分含量超出液限的水分含量太多,整个土层呈现可软塑的形态。(3)软土层的压缩灵敏度很高,很容易在外力作用下产生压缩。所以,如果地基处理不当将使土层的强度和承载力无法达到预期,必须经过长时间的荷载作用才能将其压实、压密。与此同时,地基各部位沉降的程度可能出现不一致的情况。
2 公路施工中应用软基施工技术的重要性
公路工程施工建设阶段,因为公路跨度相对较大,呈现出带状分布,所以通常位于多种地质土壤环境下开展施工,各不相同地质土壤环境的具体施工难度同样存在着区别与差异,因此施工阶段存在软土路基的情况频繁出现。此类软土路基因为地质相对较软,如果不对其采取妥善处理,或处理未能符合标准要求,势必致使公路路基产生不均匀沉降或塌陷等问题,严重甚至对交通安全造成不利影响,对施工单位社会效益产生负面影响。基于此,不论基于公路或施工单位利益考虑,务必对软基处理加以高度关注和重视。对于软基处理而言,需应用相应的软基处理技术,所以应根据软基的具体类型,应用相应的技术做出科学正确处理,以使工程质量得到可靠保障。基于此,公路工程施工阶段,应用软基处理技术具有非常关键的影响与意义。
3 常见的软基处理技术
3.1 铺垫施工技术
现阶段,常用的路面垫层材料是土工织物,其可以显著提高路基土的基本性能。垫层材料特有的延展特性在外力作用下会使材料发生变形,但会防止损伤的发生,所以这种加固方法可以达到很好的加固效果。该方法与其他处理技术相比成本较低,可大幅降低投资成本,施工过程也相对简易。软土地基在受到荷载和其他压力时会产生不均匀沉降。土工织物的铺设能有效地防止沉降的发生并实现路基重叠,使软土地基形成整体,进而提高其抗压能力,减少沉降量和沉降的可能性。本文涉及工程施工前通过地质调查,得知沿线软土地基分布不均匀。为有效地处理软土地基,使其形成一个整体,暂时选择垫层法施工。在施工前,路基需要平整和碾压。当压实度、平整度检查合格后,根据工程造价预算,选用土工格栅进行大面积铺装。垫层施工完成后对路基进行水力回填。为保证路基的平整度,严禁使用大型施工机械。只有垫层完全平整后,才能使用轧辊进行轧制。路基通过水平检测和高速检测项目后,在垫层上铺设一层土工布可达到固结效果。
3.2 换填法
使用换填法进行软土地基的改造工作过程之中,需要对地基进行预先的开挖处理,将不符合建筑强度需求的软土进行替换,并将契合工程需求的土质重新回填到地基之中。所以,对土质而言,最为重要的即为厚度,一般需要将半米至三米的土质进行回填,如果深度过深或过浅,都不适宜采用换填法进行工作。当确定开挖深度后,则需要对整个施工现场的状况展开详尽地分析工作,目前来看该方法运用场景主要集中在淤泥、湿陷性黄土和暗沟等环境之中,其他的环境与换填法的使用契合度并不高。在公路工程具体推进的过程中,需要根据荷载量进行分析回填。需要注意的是,所选择的回填材料的不同,在具体展开工程的过程中也存在具体的差别,为了更好使用这一方法,可事先开挖一条排水沟,预防地下水、地表水外渗的情况出现。部分的软土土质容易出现倾斜等问题,针对这样的现象则需要分步骤、分层次地进行回填的措施。从本质上来看,换填法其原理是将土壤的特质进行调整,并且不会产生额外的负面影响,但其工程存在较大的操作难点,其工程量相对较大,且造价相对较高,针对大面积整片的软土地质情况,该方法的适应性并不高。
3.3 表面处理技术
软土路基属于一种特殊的路面承压结构,其承压面以路基表面为主,因此工程应用阶段,通常对其表面采取强化处理等方法,以此使软土路基整体性能得到提高。第一,使用加固层。此种方法即为于软土路基中加入砂石等材料,使路基承载性能与稳定性得到相应的改善;第二,表层排水。此种方法适用于细砂或均匀黏土为主要地质土壤的软土路基,位于软土路基开设排水沟,排水沟两侧以及地布位置通过砂石进行铺垫,确保结构整体稳定性。此方法由于施工简便,软土路基含水率减少显著等特点,在软土路基处理中得到较为广泛应用;第三,铺垫土工布或土工格栅等材料。对于软土路基较易产生变形、承载能力不足等情况,通常使用铺设土工布或土工格栅等材料,以此使路基抗变形与抗剪切能力得到有效提高,此方法可以使路基不均匀沉降问题得到有效改善,在软土路基表面处理阶段得到较为广泛应用;第四,加入添加剂等混合物。施工阶段,为使路基稳定性以及抗压能力得到显著提升,通常会加入混合物等方法,使路基稳定性以及抗压能力得到有效提高。
3.4 加载处理技术
加载处理技术是利用地基荷载对地基施加应力,使地基不断沉降并趋于稳定的处理方式。该技术是软基处理中最经济的方法之一,且加固效果较好,竣工后沉降明显较小。如果软土层存在砂层夹层或砂层,应采用固结排水带。工程需要一定的预压期才能达到排水的目的,可节约大量的施工成本。由于高速公路不同部位对施工后沉降的要求不同,因此应根据不同部位采用不同的预压高度和不同的施工后沉降控制标准。加载处理技术分为填土加载与大气压加载,两者的区别为一种采用大气压力作为荷载物,一种使用填土作为荷载物。填土加载技术指使用天然地基填砂石以增加路基的重量然后让路基自然沉降密实;大气压加载技术比较复杂,施工中利用各种排水措施减小地下水的含量,再在路面上铺设砂石来隔绝外界空气进入排水后的土层间隙,保持内部的负压状态,由外界强大的大气压力来逐渐压密并成为固结的形态。值得注意的是,采用填土加载技术要时刻观测沉降数据,控制沉降的过程。采用大气加载并不需要监控数据,但是成本较高,一般只在特殊路段使用。
4 结语
总之,结合以上研究,通过对公路工程施工过程软土地基施工技术的进一步总结,提出了具体的施工策略,希望有效的阐述能够为相关技术人员提供有效参考,从而不断提高软土地基施工效率。
参考文献:
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