公路工程山区软土路基处理施工技术及其应用

发表时间:2021/6/9   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:马玲 崔磊
[导读] 摘要:软土路基因其路基含水量高、天然空隙比大、抗剪切能力差、压缩性能高,在荷载和自然沉降双重作用下,对路基稳定性具有长久的影响,进而影响到行车安全和公路的使用寿命。
        南召县农村公路管理所  河南南召  474650
        摘要:软土路基因其路基含水量高、天然空隙比大、抗剪切能力差、压缩性能高,在荷载和自然沉降双重作用下,对路基稳定性具有长久的影响,进而影响到行车安全和公路的使用寿命。本文从工程使用及设计角度出发,结合自身实践经验,深入的论述了山区公路软土地基处理施工技术及其应用,以供同行交流指正。
        关键词:山区公路路基处理技术、应用
        山区公路软土地基的沉降是其影响工程质量安全的主耍问题,软土路基处理目的是为了满足工程沉降要求和路堤的稳定性,保证工程的质量和使用安全。软土地基由于其形成过程和特点,承压能力不足,在实际施工中往往要对其进行置换、改良、补强、预压、加筋等处理方法。
        一、工程软土路基的特点
        软土路基主要是由于泥浆、有机质等承载能力低的土壤形成,是导致路基沉降、路面裂缝、沉陷等问题的主要原因之一,其具有内摩擦角较小,敏锐度较高、天然孔隙比大等特点,这些参数的特性决定了其强度较低、抗压性能、抗剪切性能低,程实际中就必须对其进行技术处理。
        二、软土路基处理方法
        在工程实际中,对于软土路基的处理主要是通过置换、改良、补强等措施改善路基的承载能力,这些方法各有优缺点。
        1 抛石挤於置换法 是指在软土路基上抛投一定数量的爆破片石,将路基范围内的淤泥挤出基地范围,以提高路基强度,这种方法施工简单、方便、快捷。在山区施工,由于石料充足,特别适宜于软弱路基机械无法进入,或者大垫方路基表面常年(或大量)积水难以排除情况下特别适宜。投抛片石的大小,一般随泥炭或软土泥质的稠度而定,抛投时应注意从路堤中部开始,有中部逐次向两侧扩展,以使淤泥向两旁挤出。当淤泥或软土底面有较大的横坡时,抛石应从高的一侧向低的一侧扩展,并在低的一侧多抛一些富裕石料,以形成路堤反压,增强路堤稳定性。
        2软土路基软土置换软土置换是指将原有的强度差的软土、素土置换成碎石、石渣等强度较髙的物质。这种方法的优点是能够从根本上解决软土路基问题,效果明显,缺点是若软土方量较多,被置换出来的软土需进行处理,施工量大。山区公路工程的爆破碎石加工处理后用于软土置换。
        3软土路基的软土改良软土改良,就是利用一定妁机械外力使得软土层的抗压能力得到改善。常见的方式有排水固结、重锤夯实、机械碾压、真空预压等。
        排水固结,是在软土层上方堆积一定的重物对软土进行挤压,让多余的水分排除,从而改善软土的强度,这种方法的有点是操作简单,不需要外填物质,也不会产生废弃物质;但是其实使用范围有限,效果不如置换法明显,仅适用于饱和的、渗透性较好的软土层,对于渗透性较低的土质不适用。
        重锤夯实,是指利用钢筋混凝土制成的重块,进行起落打击软土路基,起到压实、排水的作用,进而增加其强度,主要运用于高填方、路堤稳定性差且不宜机械作业环境。这种方法的机械原理和排水固结法相似,但是也有区别,排水固结法属于静作用挤压;重锤夯实属于动作用力打击。优点是比排水法速度快,也不会产生多余的废弃土质,但是由于是动力打击.均匀性难以掌握,容易造成不同位置的路基承载能力不一样,也造成潜在的不均匀沉降风险。
        机械碾压,是指利用压路机械对软土地基进行碾压,这种方法和前面两种方法原理大同小异,但是其对工序要求较髙,必须要按照:卸土方一平土一洒水一晾晒一碾压的顺序进行,其优点是均匀性较好,缺点是工序多,机械台班投入较多,施工造价略高。
        4软土路基的软土补强
        补强,故名思议,就是通过一定手段,使用软土自身的某些性能得到改善。软土地基的补强分为打桩补强和外加料补强两种形式。


        (1)打桩补强就是向软土层中打入桩,明显提髙其承载能力,桩基有两个作用,一个是挤压密实软土层,使其力学性能得到改善.承压能力增强;另一个是桩自身也有较高的承压能力,从而明显增强路基的承载能力。在实际应用中,打入软土路基用于改善其承载力的桩一般分为两种,一种是预制钢筋混凝土桩,一种是水泥粉煤灰碎石桩(又称CFG桩)。
        预制钢筋混凝土预制钢筋混凝土桩的布置应该对称布置,一般是等边三角形或者正方形,桩的长度应该根据地质情况确定,要确保桩尖深入稳定土层,要密切监控打桩时的桩打入深度,并做好记录,对于有异常情况的桩要进行处理。
        水泥粉煤灰碎石桩(又称CFG桩)主要是由碎石、石屑、粉煤灰和水泥,具有极高的粘结强度,和钢筋混凝土桩一样,水泥粉煤灰碎石桩(又称CFG桩)同样具备机密和桩体的双重作用。
        (2)外加料补强
        外加料补强是指向软土中加入石灰、碎石、粗砂、粉煤灰等掺合料以改善其土壤的粘性、流动性、孔源率等特性,从而改善其受力性能。相对打桩补强,外加料补强的改善效果不是特别明显,但其取材、工艺相比打桩补强容易,且经济合理性比打桩效果好。
        三、山区公路南路基处理方法选择的原则
        (一)优化设计、因地制宜原则
        山区软土路基处理方法有其多样性.但不同的工程实例中应该有使用适合工程实际的方法,设计图纸要结合实际,既要突出先进性,又要考虑操作性,能够切实指导施工,施工方案要在设计方案的基础上,强化其操作性。因地制宜的另一层意思,指的是在工程实际中,要根据本地区的水文地质资料和本工程的地质勘探资料,参考本地区相似地质条件下的软土路基处理方式,借鉴其成功经验,避免出现本地区软土路基处理过程中出现过的问题。
        (二)就地取材原则
        山区软土路基的处理方式选择要充分利用工程所在地的碎石、挖方素土、岩砂、岩土等天然村料.在保障工程质量的前提下就地取材,降低施工成本。就地取材,既降低了工程施工成本,也方便施工作业、减少环境污染。如利用本标段内隧道工程中爆破开凿的碎石、挖方工程挖出的多余素土等进行软土路基处理,既减少了土石方外运的工程量,又解决了软土路基处理问题。
        (三)综合评价原则
        要对山区公路软土路基处理方式出具多种方案,并就每一种方案的进度、质量安全、造价等做出全面的评估,确定最佳方案。在进行综合评估时,应该突出安全第一、质量为本的原则,即对质量不合格和安全风险较大的方案要一票否决,质量安全是工程施工的基本前提。涂一票否决部分外,给以其他部分如:进度、工序、成本、取材等因素给以不同的权重进行综合评分,得分最高者可以作为优选方案。总的原则就是,在确保工程质量和不影响安全施工的前提下,实现进度、成本和工艺先进可操作性之间的平衡。
        (四)过程管控原则
        任何一种工程施工都要以严格的过程监控作为其质量控制的重要手段,不然,不论多么先进的理念和设计方案,都不能有效落实。山区公路处理质量过程监控要以施工单位为主体,施工单位管理人员要做好工序交接和质量管理,在施工组织设计或施工方案中要提出切实可行的质量控制措施。充分发挥监理单位旁站监理、平行检验和质量验收等环节的作用,切实落实工程质量管理措施。只有有效的过程管控才能保证工程质量可靠。质量的过程管理要重视施工资料、影像资料的归档保存,确保质量问题可以追溯。
        结束语:
        软土路基易沉降、温度性差、承压能力差,是形成不均匀沉降和路面裂缝的主要原因之一。山区公路要本着优化设计、便于操作、因地制宜、就地取材、综合评价的原则.选择适当的路基处理方法,充分利用施工现场的碎石、砂子、岩土等天然材料,减少环境污染、降低施工成本,要坚持安全第一、质量为本的安全施工原则,不得以牺牲安全和质量为代价换取经济利益和减少必要的工序。
        参考文献:
        [1]王福伟.公路工程施工中软土路基处理技术研究,吉林交通科技.
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