公路施工中的软土路基处理技术分析 牟星宇

发表时间:2020/11/2   来源:《基层建设》2020年第18期   作者:牟星宇
[导读] 摘要:软土路基作为新建公路工程建设中的常见问题,由于软基具有承载力低、含水量高、蠕变性强等特点,极大地增大了软基施工难度,如果处理不好会影响公路工程整体质量。
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        摘要:软土路基作为新建公路工程建设中的常见问题,由于软基具有承载力低、含水量高、蠕变性强等特点,极大地增大了软基施工难度,如果处理不好会影响公路工程整体质量。这就需要针对软基实际情况来做好处理,合理选择加固方案,确保软基工程整体质量,保障人们出行安全,更好地发挥公路工程的社会经济效益。
        关键词:公路施工;软土路基;处理技术
        前言
        软土地基含水量大、承载力低,不能满足施工需要,有必要采取适当措施进行处理。目前常用的软土路基处理方法主要有换填法、堆载预压法、真空预压法、灌浆法、排水固结法、搅拌桩法、强夯法等。这些方法各有自身特点和优势,作为施工单位,要根据公路软土地基施工现场具体情况,有针对性地采取处理技术,并加强施工过程质量控制,保证公路工程软基处理效果。此外,随着施工技术创新发展和经验总结,新的软土地基处理技术出现并得到推广和应用。
        1软土路基特点
        1)路基土壤含水量高、孔隙大,多数都是黏土、淤泥构成。
        2)缺乏抗剪力,这是由于不同地段的路基强度不同,减弱了路基抗剪性能。大部分软土路基的抗剪性都不足20kPa。
        3)受到上部荷载作用会产生很大的流动性,降低路基结构的稳定性,严重影响公路整体质量。
        2公路工程处理软土路基的原因
        2.1变形与沉降
        软土路基在荷载作用下可能会出现严重的沉降和变形,影响公路的正常使用,如果发生不均匀沉降,路堤和人工结构连接处可能会出现开裂和沉降。所以,在处理软土路基时,要仔细分析施工区域土质,采取科学的软土路基处理技术,这样才能增加施工过程的稳定性,控制软土路基沉降和开裂。
        2.2土壤强度、抗剪切强度低
        软土结构比较单一,如果软土一直暴露在外界环境中,会破坏自身的絮状结构,降低土壤强度,使得土壤变成流动状态,但是一段时间之后,土壤会逐渐恢复原来的强度。除此之外,软土的压缩性较高,但是渗透性较差。软土的压缩模量通常小于4Pa,和液限指数成正比。垂直方向的软土渗透系数为10-8~10-6cm/s,软土经过很长时间后才能固结,具有较低的抗剪强度,软土的内摩擦角为20°~35°,经过排水固结,软土结构的抗剪强度会产生一些变化。
        3公路工程软土路基处理的安全隐患
        软土路基是公路施工的关键,受软土路基性质和其他地理条件的影响,公路施工潜存安全隐患。软土路基具有较强的压缩性,容易导致沟槽基坑边坡出现变形,甚至造成路基塌陷和位移,进而影响路基周围其他建筑物的安全。另外,软土路基具有较高的含水量,严重影响施工进度和施工质量。作为一种重要指标,土壤含水量可以用于评价承压水对路基的影响程度。如果含水量过高,承压水就会影响路基质量,地下水浮力也会破坏路基。软土路基发生开裂。软土路基的沉降量较大,在施工过程中,软土层的空隙较大,也不均匀,容易出现不均匀沉降,这种沉降会影响路基质量,导致路基开裂、承载力减少。
        4公路工程软土路基处理影响因素
        为了保证公路软土路基处理质量,在进行公路施工时,人们要充分考虑相关影响因素。一是公路周围环境直接影响施工难易程度,要根据实地情况,对路基进行不同的处理,重点关注路堤较高和地基不牢之处,避免地基下沉,消除施工隐患。二是要仔细分析公路软土路基土质,针对不同土质选择不同的处理方法,保证地基质量。三是要考虑公路等级,不同公路等级具有不同的标准,例如,等级较高的公路对平整度的要求较高。四是公路形状影响公路施工质量,在处理软土路基时,只有先保证软土路基的质量,才能有效地控制整条公路的形状和质量。


        5公路施工中软土路基施工技术处理方法
        5.1置换法
        软土路基施工前做好准备工作可以确保后续施工顺利开展。为了保证路基的承载性,可以选择置换法施工,就是将软土路基中的软土更换为性能更强的土壤,从而提升路基的承载洼、稳定性。置换法方案确定前,要重点考虑施工成本,由于置换法需要更换大量土壤,因此,置换法更适用于浅层路基施工,否则若采用别的处理方法,施工成本将会过高Ⅲ。置换法要考虑软土路基地势状况,提前勘察周围是否有可置换的土场。施工中,要将软基中的土壤挖出,并在底部铺设1层碎石,保证基部的稳定性。大多数情况下,需要更换为砂石、砂砾等,从而提高路基承载力,满足地基上部承载性能。
        5.2强夯法
        强夯法是指重物(锤)从高处落下锤击地面,实现路基土壤压实。施工中要使用重量大的重锤设备,重复锤击来减小软土孔隙,加强土壤、砂砾之间的紧密性,从而提高软基的承载力,保证路基强度。此外,强夯法施工过程中要保持路基面足够均匀,避免出现凹凸不平的情况,要用环刀法检测路基压实度,合格后再开展后续工作。强夯法软基处理工艺原理简单、成本低,但耗时较长、施工效率低。同时,在软基强夯中,要做好材料振捣工作,确保软基土质的透气性。
        5.3高压注浆法
        高压注浆法即深层搅拌法,是将水泥砂浆通过压浆机压入到事先打好的孔洞中,将土壤、砂浆充分混合和固结,有助于提升路基的整体性能。在注浆前,做好打孔工作十分必要,要根据设计方案控制钻孔深度、孔径,钻孔到指定深度时保持空钻2min,并清除孔底杂质,之后再打入砂浆。在高压注浆过程中,需要从以下几点出发:
        1)根据软基土层深度设计钻孔深度,同时做好清孔工作。
        2)正式注浆前,要严格控制砂浆注入量,避免砂浆不足或过多现象。否则会影响施工效果。
        3)在压浆机运作中,要将注浆管插入到孔底部,连续喷浆,中间不可停顿,待到孔洞中不产生气泡且砂浆缓慢溢出之后才撤回喷浆管,保证砂浆固结质量,提高软土路基的支撑性能。
        5.4碎石桩加固法
        碎石桩加固方案也是常见的软土路基处理技术,碎石桩加固是指在路基中设置多个碎石桩体,从而提高路基的荷载性能。在应用碎石桩加固方案中,要对工程情况进行勘测,确保土壤结构能够达到工程标准。考虑到软土路基硬度较低,通过设置碎石桩负责承载上部压力,提高地基强度,多数工程都是采用复合桩施工方案强化路基结构。在碎石桩施工中,要提前确定施工方案是否满足工程标准,选择高强度、小粒径的碎石与砂石,正式施工前要做好试桩工作,严格控制桩体的间距与数量,在碎石桩强度可以满足工程要求后再大面积施工。先准备好碎石桩材料(石料砂浆),并统一灌注到路基桩体孔洞中,放置钢筋笼,同时避免钢筋笼上浮。此外,碎石桩施工完毕后还要做好保温保湿养护和强度试验工作,这样才能够保证软土路基的整体陛能。
        结束语
        公路工程施工中,采取有效措施,加强软土路基处理是十分必要的。作为施工单位,要组织工作人员认真开展施工现场调查,根据软土路基实际情况,有针对性地采取处理方案。并严格按要求施工,把握质量控制要点。此外,软基处理施工任务完成后,还要注重工程质量检测,加强沉降观测,获取详细的数据指标并认真开展研究分析。从而提高软土路基处理效果,增强结构承载力与稳定性,延长公路工程使用寿命,使其更好满足车辆通行需要。
        参考文献:
        [1]王鹏.深厚软基路段钢花管注浆补强施工工艺要点及改进措施[J].交通世界,2019(29):70-71.
        [2]王豹.钢花管注浆技术在高速公路病害治理中的应用[J].四川建材,2019(9):178-179.
        [3]刘山坤,刘红军.广东某高速公路沉陷路段软基处理技术[J].五邑大学学报(自然科学版),2019(2):29-35.
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