公路软基处理常用方法及其路基填筑施工技术 邹焕

发表时间:2020/5/21   来源:《建筑模拟》2020年第4期   作者:邹焕
[导读] 软土地基处理是公路施工过程中经常遇到的状况,软土地基具有含水量较高的特性,其强度降低,压缩性较高。软土地基处理不恰当,可能会引起地表的沉降,进而导致路基的开裂損坏。在较大的荷载作用的情况下,软土地基会发生局部剪切等状况,使路面出现沉陷,造成极大的危险。因此,必须对公路软基的施工处理技术进行有效的探讨,提升路基的承载力与稳定性。
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        摘要:软土地基处理是公路施工过程中经常遇到的状况,软土地基具有含水量较高的特性,其强度降低,压缩性较高。软土地基处理不恰当,可能会引起地表的沉降,进而导致路基的开裂損坏。在较大的荷载作用的情况下,软土地基会发生局部剪切等状况,使路面出现沉陷,造成极大的危险。因此,必须对公路软基的施工处理技术进行有效的探讨,提升路基的承载力与稳定性。
        关键词:公路;软基处理;填筑施工
       
        公路软基处治是公路特殊路基施工中较为常见的施工技术问题,在现场施工过程中要科学选择相关施工工艺、方法,切实做好现场人员的培训、管理工作,从而确保路基施工质量。
        一、公路工程软基处理常用方法
        1、换填法
        换填法适用于覆盖厚度不大的软土层。它是指将路基内的软土进行清除,用无侵蚀性、稳定性较好的材料进行替化回填,并将材料压实。在进行施工时,可以先将覆盖厚度不大的软土层挖出,运用强度较高、性能稳定、质地坚硬具备抗侵蚀性的碎石、卵石、砂、煤渣、矿渣、素土、灰土等材料对土体进行分层回填,并运用机械或者人工的方法进行压实。该处理技术施工工艺和施工机械设备较简单,耗材量较少,适用于软土层不厚的施工路基。换软土层与原软土层相比,其土体承载力以及土体的强度等均有所加强,并且其变形较小,施工的造价成本低,具有普遍性。
        2、排水固结法
        排水固结法是指软土路基在堆载荷载的作用下,将土壤中含有的孔隙水通过排水井排出,排水井主要包括塑料或砂井排水带等。排水固结法是公路工程软土路基主要处理技术之一。该方法的操作步骤是在软土路基上设置塑料或砂井排水带,再在软土路基表面铺设一层砂垫层,然后在砂垫层上堆放填土石等材料来对软土路基进行预压。在预压的作用力下,软土路基孔隙中包含的水分慢慢排出,通过塑料或砂井排水带从砂垫层的两侧流出。孔隙水排出后,软土中的孔隙变小,软土路基会更加稳固,其承受力和对抗强度加大,降低了路基的沉降量,从而提高了路基的稳定性。通常情况下,预压排水这一阶段需要6个月左右的时间,若预压荷载不够,周期将会延长,因此,运用排水固结法来处理软土路基尽管工艺较简单,但周期过长且效果一般。该处理技术一般适用于饱和度较高、含水量较大的软土。
        3、挤密法
        挤密法适用于湿陷性土层和松软砂类土,它是指通过冲击或振动等方式形成孔隙,并在孔隙中加入石灰、灰土、石、土、砂或其他的填充材料,将填充材料捣实形成桩体。根据加入材料的不同可以将桩体分为砂石桩、石灰桩、灰土桩、砂桩、粉喷桩、水泥粉煤灰碎石桩等。使用打桩设备或者振动方法对桩体进行作用,可以使周边的土体产生横向挤密作用,通过挤密作用能加强土粒间的移动,使小颗粒的土粒进入到大颗粒的土粒缝隙当中,缩小土粒间的空隙,使得土体更加密实。与此同时,在挤密的作用下,软土中的孔隙水逐渐减少,能提高土体的稳定性。挤密法的原理是加速土体的固化速度,减少软土路基的沉降量以及土体间的孔隙,加强路基的承载力,从而进一步提升路基的稳定性。
        4、桩基法
        桩基法适用于软土层较厚并且处理面积不大的路基,桩基法主要包括钢筋混凝土桩和水泥搅拌桩。

钢筋混凝土桩是将钢筋混凝土加入软土路基当中,运用较强的抗剪力和承载力,加强软土路基的稳定性以及强度,减少路面沉降的现象,提升路基负荷性能。该种方法考虑到桩机在路基上行走时的荷载,对于施工工艺要求高,且施工造价较高。水泥搅拌桩是将水泥作为固化剂加入到土体当中,并运用搅拌桩机将其与土体充分搅拌,促进水泥与土体间的化学变化,加强土体的固结,提高软土路基的承受力以及抗剪性。在施工过程当中,需要注意水泥与软土间的充分搅拌,水泥与软土中的水发生水化和水解反应,产生含水硅酸钙、含水铝酸钙、氢氧化钙和含水铁酸钙等化合物,这类化合物经过化学反应最终以针状结晶的形式析出,将软土中含有的自由水以结晶水的形式固定下来,以减少软土孔隙比、软土含水量,从而促进土体的稳定性。在施工过程当中,需要注意控制水泥的用量,控制水泥浆与软土的比例,并且将两者进行充分搅拌,有效控制桩基的质量,提升软土地基的承载力,降低路基的沉降量,从而有效保证路基的稳定性。
        二、软基填筑施工技术
  1、路基沉降监测
  对路基的沉降状况进行监测,是进行公路软基填筑施工的前提。在施工前必须掌握路基的监测状况,相关工作人员要认真负责,将路基沉降的监测工作落实到位,为后续施工奠定良好的基础。在进行监测时需要采用合适的方法进行观测,常用的有采用位移观测桩和分沉降观测桩。前者需要在路基坡脚的五米处观察,深度需要在地面1.5米以下,还要将观测点设置在顶面。而后者距离较近,一般是在路中心半米处进行观测。在填筑施工中,不仅需要提高观测桩的高度,还要在此基础上做好保护工作,目的是为了使相关工作人员可以对路基的沉降状况做全面的观测。在观测期间,要根据实际需求调整观测方法,进行变形观测。一般情况下观测的时间周期范围为两个星期。在观测后,还要将所观测到的数据记录下来,分析数据。
  2、路基排水施工
  在填筑施工时,施工人员要在对路基沉降监测的前提下,应用相关的施工技术。由于软土地基排水性能较差,渗透性较高,因此需要对路基的承载能力进行调整,提高其承载能力。具体操作时,施工人员应当立足于施工的具体状况,选择合适的排水施工方案,目的主要是要将软土地基中的地下水通过一定的渠道及时排出去,避免路基出现变形,进而影响到公路的质量。为了保证排水施工的顺利进行,施工人员首先应当充分分析路基的稳定性与强度,其次要对排水施工的方案进行科学合理的规划。再次,对排水系统的运行状态进行检测。
  3、路基强力夯实施工
  在施工中首先要确定行强夯标准。在一定标准的前提之下,工作人员需要严格按照夯实的顺序进行,不能随意施工。施工中相关工作人员需要注意以下几个方面,首要的是保证施工场地的干净与整洁,要提前将障碍物进行清除。其次,施工人员要进行夯点位置的确定以及地面的相对高程的确定,确定后将强夯机组安排到指定的位置。再次,施工人员要利用吊机将机组调到预定的高度。最后,施工人员还需要进行检测工作,如出现歪斜的状况,需要整平坑底。
  4、路基填筑施工
  在路基的填筑施工方面主要需要做好以下两个方面的工作,首先是对于填筑材料的试验,其次是软基填筑施工。在填筑材料的选择方面,为了保证路基的填筑施工符合国家相关的标准要求,为后续的施工奠定良好的基础,需要进行填筑试验。在试验中,必须按照设计的图纸以及施工步骤,利用挖掘机等现代化的设备进行试验路段的路基挖掘施工,全面铺设填筑材料。之后,用压路机压实,再采取一定的措施,检验是否符合填筑的要求,进而确定填筑材料是否适用。在软基填筑施工方面,要充分做好施工前的准备工作,清理地面上的测点,严格按照施工的方案,利用以往的相关经验进行施工。
  结束语
  在公路工程施工中,有很大可能会遇到软土地基。由于软土地基存在的特点,必须要对软土地基进行处理工作,以提升其强度以及承载能力。施工人员要根据施工场所的实际情况进行检测,分析软土路基的处理以及其填筑施工技术的应用,保证公路的质量,延长其使用年限。
        参考文献:
        [1]林炳洲.公路软基处理及其路基填筑施工技术探索[J].建筑工程技术与设计,2014,(19):348.
        [2]邓树亮.浅究公路路基填筑施工技术与质量控制[J].科技创新与应用,2012,(25):207-207.
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