公路路基路面设计中的软基处理研究

发表时间:2021/8/30   来源:《城镇建设》2021年4卷第9期   作者:李宏勇
[导读] 当前,我国公路建设里程及公路建设技术已经处于世界领先地位,
        李宏勇
        北京路桥瑞通养护中心有限公司  北京市顺义区 101300
        摘要:当前,我国公路建设里程及公路建设技术已经处于世界领先地位,但是我国不同地区的地质条件差异大且有很多不确定性,导致在公路路基路面施工中出现较多软土地基(简称软基)问题。软基是一种较难处理的路基,施工单位应对路面设计方案进行试验与调整,保证软基的强度符合施工设计要求。软基路面常见的质量问题包括沉降、塌陷等,这不但影响了路面的美观性,还增加了交通安全事故出现的概率。
        关键字:路基路面设计;软基处理;公路施工
        
        1公路工程中软土地基的危害
        如果地基土质为软土,该土没有很强的抗剪强度,就不能承担起路堤和路面外荷载,当超载运行后,地基会在局部出现剪力破坏,直接导致路堤塌方、沉陷,还会造成结构失稳,甚至出现裂缝问题。另一方面,如果地基上部存在荷载,在外荷载的作用下,地基就会出现严重的沉降变形,路面进而发生开裂问题,直接导致道路不能正常使用。如果出现过大的不均匀沉降,路面发生开裂,构造物与路堤衔接处产生沉降不均,引起桥头跳车颠簸,一般道路路面都比较宽,中心较大,因此发生沉降量也大,公路下的涵管容易发生弯曲,涵身、通道还会发生凹陷,在沉降缝不断拉宽的时候,整个道路路面就开始漏水,路面横坡变缓,发生严重的积水问题。

        2公路路基设计中软基处理方案
        2.1工程案例概述
        某公路线路建设沿线地质条件较为复杂,降雨充沛,夏季受到台风的影响较大。公路岩土表面存在软土,其含水量较高且压缩性较大,厚度在2~3m,其中含有薄层粉细砂,厚度在8~50mm范围内。
        2.2软件处理方案
        2.2.1路堑处理
        开展路堑处理前,要将路槽内的湿土给挖出来,按照相应的比例,将生石灰给加入到其中,借助挖掘机设备,进行翻转与搅拌等操作。填料的使用,要经过1天闷料处理,再加入生石灰,重复进行操作,保证湿土与生石灰能够全部混合。当土壤中含水量能够达到标准后,按照设计流程,将土壤铺撒在路槽内,确保路
堑中的土壤颗粒能够达到路基施工规范。
        2.2.2路堤
        对于路堤,开展填充作业,要采取分层处理的方式。开展土壤填充前,需要对土壤进行处理,经过翻晒处理后,进行质量验收,确保其达到验收标准后,再开展施工作业。在相对干燥的路段中,土壤含水量少,则不需要额外加入白灰,可直接开展翻转碾压作业。在施工过程中,要做好土壤颗粒直径的控制,控制在50mm以下,压实度要控制在90%以上。
        2.2.3含水量高位置的控制
        开展公路路基路面设计,进行软基处理,针对含水量较好的位置,使用挖掘机,做好土壤翻晒处理,确保土壤内的含水量得以充分的挥发,达到路基施工标准。把湿土晒干后,给填入到路基中,进行粉碎处理,添加消石灰,使得土壤颗粒<50mm。
        2.2.4施工质控要点
        第一,控制填筑层的厚度。如果填筑厚度不能达到公路路基施工标准,则增加碾压施工的难度,增加公路施工成本,降低路基稳定性,因此需要合理控制填筑层厚度。第二,处理石灰原料。在进行软基处理时,若石灰消解不充分,极易造成路基膨胀,因此需要做好石灰原料处理。第三,控制含水量。如果路基含水量>30%,则会降低公路路基稳定性,因此,需要进行翻晒处理,降低含水量,以确保软基处理质量。在进行排水处理时,要使用排水工具,比如排水板,设置排水沟,以确保排水效果。

        3公路路基路面设计中软基处理技术应用方法
        3.1路基回填土处理技术
        第一,结构建设人员应通过开挖将软土路基中的软土,并在晾晒或是换填处理后,进行分层回填。第二,应用装载机来保证公路路基路面平整度。

当路面的平整度达到设计要求后,就可在一定次数要求压实震动下,保证回填处理技术的设计应用质量。第三,设计人员还要在图纸中体现对施工材料的要求,即采用碎石和粗砂,来增加公路工程路基结构的强度。第四,设计人员还要确定软基处理技术应用质量的控制,这是保证路面维护有效性的重要工作内容。
        3.2机械设备碾压施工技术
        当公路路基路面结构建设遇到的软基类型为黏性土时,设计人员就必须对路面的压实处理技术做出额外要求,即根据软土路基的软土层分布分散和表层土厚度较大特点,采用碾压机来保证公路工程路基路面结构的平整度。
        3.3排水砂垫层处理技术
        在软基条件下进行路基路面结构设计过程中,经常遇到的问题是路基状况土层会较薄,含水量较大。针对这种情况,设计人员应制定建设人员采用排水砂垫层处理技术。具体来说,排水垫层技术主要指的是在软土路基上铺上一层砂垫层。砂垫层可以让软土发生固结,使其和排水层的结构相似。排水砂垫层处理技术可以有效解决软基结构土层相对较薄和较大含水量这两种常见问题。
        3.4高压喷射注浆处理技术
        设计人员要通过高压喷射出水泥浆液,借助高压喷射形成的巨大冲力进行混凝土搅拌,并最终形成混凝土圆柱。高压喷射注浆软基处理技术能够实现对软基结构的加固,以防止公路路基路面结构出现渗漏问题,进而提高软基土层的密度。
        3.5挤实砂桩处理技术
        当公路路基路面结构设计针对的软基对象为砂性土时,设计人员可要求结构建设人员采用挤实砂桩处理技术来保证路基路面结构的作用稳定性。具体来说,挤实砂桩软基处理技术就是指采用冲击或是振动的方式,将回填土强行填入软土路基的土层结构中。这样一来,砂性土质的软基结构就能改变原有松软的状态,从而使路基路面的结构建设具有一定牢固性。在此情况下,砂性土就能与周围的土层较好地融合到一起,从而加强整个土层的牢固性。
        3.6深层水泥搅拌桩处理技术
        深层水泥搅拌桩软基处理技术的设计应用要点在于:悬挂吊锤,即为使水泥搅拌桩垂直度符合标准,就需要将吊锤悬挂在主机上,然后适当调整垂直度。第二是进行制定出处理技术应用质量的定期检查制度,也就是检查水泥搅拌桩,在这一过程中,最为重要的是对水泥的用量进行检查。第三方面,控制搅拌配合比,也就是对水泥搅拌配合比进行对比。此过程的实际设计要求,要按照国家相关管理部门制定的相关标准来进行确定。
        3.7表层排水技术
        公路路基路面设计人员可采用表层排水技术,来提高软基填土的固结程度。具体来说,就是在表层粘性土内加入增加其结构稳定性的添加剂,来保证填土的固结程度。相关研究表明,应用该施工技术不仅能够改善软土地基的压缩性能,还能够增强其结构强度。当公路路基路面结构所处的软土地基土层具有分布不均匀特点时,会导致土层结构中的存在不均匀侧向以及沉降变位等问题。针对这一问题,相关设计人员可通过敷垫材料的抗剪能力以及抗拉能力,来减小地基局部的侧向和沉降变位程度。这样一来,公路路基路面结构所处的软土地基建设就能够提高对机械设备通行的承受能力,同时还提高了地基结构的支撑能力。值得注意的是,该施工技术的具体参数设计,需要根据填土载荷的宽度情况、地基表层的强度情况,来选择具有适用性的敷垫材料。

        4结语
        总之,当前所面临的最为重要的问题就是道路建设过程中所遇到的软基问题,目前我国在针对软基道路建设过程中还没有出台相应合适的方式来进行规范,但已经注意到该方面的问题,并积极在进行该方面的技术改进。在后续施工作业中,需要充分结合工程实际状况开展施工,具体的软基处理方式需要根据项目要求确定,确保所用处理方法的合理性与有效性。
        
        参考文献
        [1]李东.公路路基路面设计中的软基处理问题[J].建材发展导向(下),2020,18(3).
        [2]符昌.公路路基路面设计中软基的处理技术[J].商品与质量,2020(31).
        [3]胡韶峰.公路路基路面设计中软基的处理技术分析[J].商品与质量,2021(18).
       
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