公路路基路面设计中的软基处理问题与优化对策

发表时间:2021/5/31   来源:《基层建设》2021年第3期   作者:张雷雷
[导读] 摘要:有别于其他施工地质,软土地基更为脆弱,普遍存在含水量大的问题,无论是承载能力还是抗剪强度都不够理想,是典型的流塑性地质。
        济源市路通路桥工程有限公司  河南济源  459000
        摘要:有别于其他施工地质,软土地基更为脆弱,普遍存在含水量大的问题,无论是承载能力还是抗剪强度都不够理想,是典型的流塑性地质。当淤泥受到持续性的冲刷后便会形成软土,在此基础上建设的建筑物无法得到有效的支持,严重影响了建筑物的安全性。受淤泥土质较差的影响,明显加大了土颗粒间的空隙,一旦外界压力处于较高水平,会引发土层沉降现象。本文主要分析公路路基路面设计中的软基处理问题与优化对策
        关键词:路基路面;软土路基;设计
        引言
        软基处理是公路路基路面设计施工中的重要组成部分,若处理不善,易引起许多不良问题。因此,公路施工单位必须充分重视软基的处理工作,分段、分区域勘测软基的地质情况,明确软基类型,再选择合适的处理技术对软基进行有效处理,并注意严格控制软基处理全过程的质量,优化软基处理效果。此外,相关技术人员也应加大公路软基处理技术的研究及创新力度,提高公路软基处理技术水平,推动我国公路事业更加快速、稳健地发展。
        1、公路软基的特征
        在公路项目建设过程中,软基的主要特征为土质较为蓬松、土壤湿度大、硬度低等,这无疑会增加公路路基路面设计及施工的难度。同时,软基处理不善也会降低路基路面的抗变性、承载力及抗压力,进而引发公路路基路面的沉降问题,最终影响公路的高效使用。因此,在公路路基路面设计工作中,必须结合软基的特征及现场条件,选用合适的技术对软基进行有效处理,以增强公路路基路面的质量、安全性及稳定性,从而为加快公路工程行业稳健发展奠定基础。
        2、公路路基路面设计中软基处理问题
        2.1公路条件的影响
        公路路基在设计中有一定的等级要求,在设计的过程中,设计人员应根据工程的需要选择合适的软土路基处理技术。项目施工过程中需要考虑铺面铺设与沉降方面的要求,并且在整个施工地区中完成自然沉降处理之后才能开始后续的建设施工。对于软土路基,在公路路基路面设计过程中应采取有效措施处理软土路基部分,以满足当前交通运行的需要,从而确保人们的出行安全。
        2.2建设地形的影响
        在软土路基的处理过程中,设计人员应充分考虑施工所在地区的地形条件。就目前来讲,我国的内陆平原、盆地山间中的软土路基分布较多,这也就表示在公路路基结构设计中应考虑各个地区中的差异性。设计开始之前,设计人员应充分考虑当地的地形条件,消除复杂地形所产生的影响。要全面地提升路面结构性能以及施工效率,需要避免在地形复杂地区中进行施工,并且采取合理措施解决软土路基问题,实现公路性能的提升。
        2.3人员综合素质普遍偏低
        软基处理是一项系统性工作,包含多方面的专业技术,对工作人员要求较高。纵观现状,因人员失误而导致设计方案不合理、软基处理效果欠佳的问题屡见不鲜。另外,路基路面设计阶段的参与者专业水平不足,未采取与实际情况相适应的软基处理技术,也难以保证软基处理效果,且引发了质量下降、工期延长、成本增加等连锁问题。现阶段,软基处理工作中的可选方法较多,但技术适用性存在一定的差异。对此,公路建设单位需考虑处理面积、排水状况、软基含水量等方面的因素,而软基处理人员一旦缺乏全面考虑,其作出的选择将会偏离实际需求,最终导致软基的处理效果偏离预期。
        3、公路软土路基处理方法
        3.1换填法
        软土路基施工环境复杂,对施工技术提出了较高的要求,在实际处理工作中常应用到换填法,主要适用于软土深度小于3m的情况。在传统方式下,多数工程都利用机械设备展开清理作业,但对软土的处理效果相对有限,且辅以人工作业方式也难以达到工程要求,出现资源过度浪费的问题。针对高强度砂粒与黏性土,通过换填施工的方式更具可行性,有助于提升地区承载性能,但此方法的应用需建立在可靠换填深度等参数的基础上。纵观工程现状,部分设计单位以石头作为换填材料具有可行性,此方式在避免软弹现象的同时还大幅度提升了路基结构稳定性。
        3.2深化路基路面设计质量效果,确保施工现场安全
        在对公路路面进行施工设计时,设计人员承担着非常重要的责任,设计人员的专业水平和综合素质水平会对整个设计工作的质量带来巨大的影响,因此为了达到预期的设计质量和效果,必须要在充分掌握公路现场地质条件的基础上,才能够开展进一步的设计工作。

在整个设计工作开展中,需要注意的是如果公路施工区域周边存在河流以及护坡问题的话,技术人员在方案设计时,还要能够考虑到路基路面结构的稳定性问题,要能够对软土地基的含水量进行详细的检测。除此之外,如果在现场勘查工作开展的过程中,发现部分施工条件还未达到施工要求的话,则需要采取改善措施,尽可能避免地基不均匀沉降问题的出现,使施工现场的安全性得到可靠的保证。
        3.3水泥搅拌桩法
        水泥搅拌桩法是指利用特制的深层搅拌机,将水泥和软基中的土体进行搅拌,软土中的水与填充的水泥在化学反应中形成具有胶结作用的溶液,土体与周围的软弱体层在这些溶液的作用下结合一起,进而形成有较强稳定性和承载性的水泥土桩。该技术一般用在素填土、黄土等软基处理中。在具体施工中,需要保证搅拌机处在最佳性能当中,并做好桩机定位,搅拌机钻杆、钻头以及桩位中心点要保持在一条垂直线中;严格按照设计标准制备水泥浆,制成之后将其导入集料斗内进行压浆处理;搅拌机预搅下沉完成设计标高之后,开启压力设备,将水泥浆压入地基当中,喷浆阶段应不停的搅拌,然后根据设计要求提升喷浆搅拌机,控制好注浆量;集料斗内的水泥浆全部压入地基之后,需要在规定范围内进行复搅,保证地基中水泥浆的均匀度;复搅之后,搅拌桩施工完成,需立即提出钻头,对喷浆管道、钻头等进行冲洗。
        3.4高压旋喷桩
        高压旋喷桩一般用在淤泥质土、砂土和黄土等软基等中,包含了旋喷、定喷和摆喷3种类别。在实际施工中,根据工程需要和土质的实际条件,分别采用单管法、双管法以及三管法,其加固形状主要有柱状、壁状、条状以及块状。高压旋喷桩主要利用高压喷射技术进行地基加固的技术。利用工程钻机钻孔后,将带有高压喷嘴的喷射管插入设计处理深度之后,用高压脉冲泵,将水泥浆喷到土层当中与土体混合,形成连续塔接的水泥加固体。该技术占地较少、噪声小,施工操作简单且加固的质量均匀,可有效降低地基总沉降量。但是容易造成环境污染,成本相对较高,也不适用在场地狭窄的区域内。
        3.5抛石挤淤法
        抛石挤淤法是指将符合要求规定的一些硬质材料,如碎石等抛到软基当中,通过力的作用将地基表面淤泥质土挤出路基范围,其实这也是对土体的置换,主要应用于液性指数大、流动性大的软基处理中。在具体施工中,抛石的速度和高度对软基处理效果有直接的影响,当软基中的淤泥质土处在失稳状态时,抛石的速度越多,高度越高,那么其落在地面的能量也就越大,随着抛入的碎石逐渐增多,地基中的淤泥质土也就越来越少,相应的路基的承载力和稳定性也就越高。该技术通常用在表土层薄、流动性大的地基以及长期积水的池塘等范围当中,施工工期短且操作简单。施工材料主要是碎石,碎石的大小一般在300mm,具体还需要根据实际工程确定。在具体施工中,利用机械沿路基中线开始抛石,逐步向两侧推进。在抛石过程中要保持对称,最大化地将淤泥挤出路基。抛填之后利用压力机进行碾压,碎石下沉后再抛入碎石,直到碎石不在下沉。抛入的碎石要高出原地面,然后利用一些小的石渣将碎石间的空隙填满,最后进行碾压,压实。
        3.6分区域、分阶段进行地质勘测
        软土地基是公路路基路面施工中一大难题,并且软土地基处理不到位易引起路基路面的沉降问题。由于有坡度的软土公路会引起路基的滑塌问题,因此在公路路基路面施工前,必须深入施工区域实施全面且详细的地质勘测工作,掌握软基的实际地质情况。同时,不同类型的软基所需的技术也不一样,因此为保障不同类型的软基都可以应用合适的技术,并得到有效的处理,那么就应在地质勘测过程中依据实际情况实施分区域、分阶段的勘测工作,明确各段、各区域的软基地质情况。同时,在软基勘测过程中,除了要对土壤结构进行调查,也要对坡度、地质水平差及层次等情况进行详细的调查,从而为后续软基处理做准备。
        结束语
        综上所述,路基的质量尤为关键,它是衡量公路工程整体质量的重要指标。当前,在软土分布地区,为增强公路路基的施工质量,有必要采取可行措施对软土进行处理,较为常见的有回填与挤压技术,但在实际工程中要考虑工程环境等因素,确定合适的处理技术。
        参考文献
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