公路施工中软土地基处理技术分析及应用

发表时间:2021/5/17   来源:《城镇建设》2021年2月第4期   作者:石鲁西
[导读] 公路工程是一项复杂的工程建设项目,关乎到了经济的发展和城乡人民生活的改善,其中,软土地基的施工是公路施工不可缺少的一个组成部分,提高软土地基的施工水平是目前相关部门必须要重点考虑的问题。

        石鲁西   
        聊城市传朋公路工程有限公司    山东聊城  252400
    
        摘要:公路工程是一项复杂的工程建设项目,关乎到了经济的发展和城乡人民生活的改善,其中,软土地基的施工是公路施工不可缺少的一个组成部分,提高软土地基的施工水平是目前相关部门必须要重点考虑的问题。根据该工程的实际情况,完成对软土地基的施工设计,工作人员需要尽量减少施工成本,软土地基的施工技术其中所包含的内容比较多,须综合进行统筹思考,提升设计的合理性,提升工程的质量。
        关键词:公路施工;软土地基;处理技术;分析应用
        引言
        软土地基本身存在的含水率以及压缩性较高,再加上其强度较弱,渗透能力不强,致使在达到一定程度之下会导致变形,因此软质土层不能像一般的土体可以直接作为地基,必须要对其进行一定的优化以及性能的改善,进而才能降低沉降或者变形问题发生的风险。当公路路面出现裂缝或者更为严重的破坏现象时,这主要是由于路基导致的,所以在进行施工的过程之中要对软土地基进行相应的处理,只有这样才能在根本上确保公路的质量,从而在最大限度上推动公路施工的有序进行。
        1软土地基的基本特点
        首先是压缩性高。正常固结软土层最大甚至可以达到4.5左右,而压缩的指数大概在0.75左右,与天然的含水量之间的关系比较固定。欠固结的状态荷重的作用下可能会产生比较大的沉降。超固结的状态图,应力没有超过固结压力时,地基的沉降比较少,固结压力、超固结比是一种能够表示土层固结状态最为重要的参数之一,会直接影响到土的强度变化。其次是抗剪能力低。软土地基抗剪能力相对较差,对公路公路排水的能力有可能会降低,对整个工程的质量也会产生一定的影响,甚至会导致比较严重的质量安全问题。
        2公路施工中软土地基处理技术分析及应用
        2.1排水固结法的应用
        为消除软土路基对于公路项目施工的影响,多数施工人员在进行软土路基的施工处理时,主要采用排水固结法,这种施工技术方案,操作难度相对较低,施工成本规模较小,因此具有较强的可行性。其技术原理在于,施工人员通过提前进入施工区域,掌握软土分布、厚度以及透水性等基本情况,在基础上,在软土层中设置相应的排水单元,利用这些排水单元,将软土中积累的水分快速排出到相关区域,这种排水方式,可以达到固结软土的目的,保证软土额定结构稳定性,在一定程度上解决了软土沉降的问题。与传统的排水系统以及加压系统有着明显的差异,排水固结法的应用方式更为多元,充分适应不同场景下的软土处理需求,以应用频率较高的堆载预压法、砂井堆载预压法为例,两种排水固结方案,不借助外力作用的情况下,充分利用施工区域的地形、地质条件,实现软土内地下水的排出。以排水系统为例,在排水系统设计、施工过程中,工作人员充分评估施工区域的土层特点,根据地形的变化,设置排水沟槽,通过在软土区域增加一定的外部压力,使得软土中富集的水分能够快速排出。砂井堆载法则是在堆载预压法的基础上,通过增设砂井的方式,加快整个水分排出的速度,增加软土地基的密实度,改善软土路基的承载能力。在排水固结法应用过程中,为保证实际的应用成效,施工技术人员需要做好软土性状的勘察、记录以及评估工作,以软土的性质特点作为突破口,结合过往的有益经验,选择排水设备,设置排水结构,制定相应的排水固结施工方案。例如从过往经验来看,对软土区域预压强度、预压时间的科学调控,不仅能够提升预压施工的成效,改善排水固结效果,还可以在保证施工成效的基础上,缩短软土路基的施工周期,提升整个施工项目的效率。


        2.2置换加筋法
        置换加筋法是通过置换土层或者加入筋材的形式实现软土路基的加固的重要途径。从置换的角度来看,各种浅层的软弱土地基能够用开挖后土壤回填的形式来减少沉降量,也能够通过建设上下量程的双层地基来形成软土垫层,有效地扩散基底层压力,使得整个路基的受力面积相对均匀,更好地保障路基的建设。而在一般的软土地基区域,可以采用碎石桩法来进行地基加固,也就是通过在软土中设置砂石或碎石等桩体进行土层置换,这样可以形成一种复合式的地基类型,而且砂石与软黏土也能够促成畅通性排水,加速地基土层的凝结。从加筋的角度来看,加筋能够通过加筋土法、锚固法等形式进行地基加固。例如在加筋土法中,施工组织可以在土体中加入起到抗压抗拉作用的筋材,这主要是为了通过相应的土工合成材料、金属材料来丰富土层的地质结构,通过筋土间的相互作用来达到减少或者抵抗土压力的作用,更好地调整基底层接触应力。
        2.3强夯法
        所谓的强夯法就是动力固结法,此方法本质上就是用过不间断地打击实土体来进一步提高软土地基的承载力,有效提高地基的强度,减小地基的压缩性。强夯法主要是利用15吨以上的物体通过自由落体运动来打击土体,达到公路建设的要求。强夯法是被一位法国的工程师于20世纪所提出,起初在使用强夯法的时候局限性较大,使用在砂石等地基使用。随着时间的推移,先进的施工技术涌现,致使强夯法逐渐开始应用于细砂土壤类型之中,并展现出成本低、造价低的特点。在中国,使用强夯法开始于20世纪70年代的末期,起初是在北京、天津等几个地区进行实验和探究,并取得了极大的成果,在此之后强夯法在中国开始大范围的推广。通过使用强夯法,不仅可以在一定程度上提高地基的抗剪性,而且还提高了土壤的抗震性。但是,强夯法对粉土处理效果并不是很好,需要依据实际的情况进行选择。
        3软土地基处治施工重点
        软土地基的处治效果一般采用沉降观测的方式进行检验,当地基沉降量连续两个月低于5mm时,即认为地基沉降变形已趋于稳定,可以进行卸载。然而,施工中由于受到各类外界因素的影响,也会造成路基出现沉降,必须对地基进行进一步处理。常用的沉降处治方法有以下两种:(1)石灰土处治技术。按照一定比例将石灰和优质土拌和均匀,回填后进行碾压。石灰土会产生一系列的物理和化学反应,起到减少地基土内部的水分、提高地基土强度、加速地基土固结的作用。石灰土可以是地基土快速板结,提高地基土的强度和承载能力。提高了地基土的整体稳定性,也提高了抵抗沉降变形的能力。(2)选用轻质路基填料。公路的设计标高的是一定的,通常不会采用降低路基标高的方法来降低路基土自重,可优先轻质路基填料。地基上部的很大一部分来自其上部路基的自重,采用轻质路基填料可以减轻地基土自重,进而降低地基上部的荷载。轻质路基填料密度小,可有效降低作用在地基上部的有效压力,进而减少或避免地基沉降,常用的路基填料有粉煤灰、EPS超轻质填料等。在降低路基土自重的前提下,还要提高软土沉降变形稳定的速度,保证路基土的抗剪强度。另外,采用轻质可减少土方用量,节约施工成本。
        结语
        综上所述,在开展公路施工的过程之中,倘若遇到软土地基的情况,就会在一定程度上加大工程施工难度。为从根本上确保公路施工的安全性与施工质量,在对软土地基进行处理时,施工单位要对软土地基技术进行细致的了解与掌握,熟练掌握并灵活运用软土地基处理技术要点,提升软土地基的承载力和强度,从而在最大限度上保障公路的施工安全和施工质量,为推动我国公路施工的可持续化发展奠定良好的基础。
        参考文献
        [1]王志强,郑军.公路施工中软土地基处理技术分析及应用[J].工程技术(全文版),00180.
        [2]师建军.概述公路施工中软土地基处理技术分析及应用[J].工业b,00298.
        [3]田璐.公路施工中软土地基处理技术的应用分析[J].建筑工程技术与设计,2018,000(022):539.
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