摘要:在公路工程建设过程中,最容易出现的地质问题就是软土地基。和普通路基施工相比较,软土地基施工需要应用特殊的建筑材料和施工方法。同时应用到换填技术,以此来增加路基的稳定性和承载力。文章基于公路工程软土路基施工,论述了软土路基施工技术及应用措施,目的是提升路基稳定性,满足公路变形的需求,从而给施工单位一定的借鉴。
关键词:公路工程;施工;软土路基;施工技术
1导言
保证公路工程软土路基的施工质量,不仅关系到路面路基的使用寿命,而且保障了大型车辆的行车安全,防止路面变形或塌陷造成安全事故。从目前我国公路工程软土路基的处理现状来看,还存在一些不合理的施工现象和问题,因此如何通过有效的施工手段来对软土路基进行整治,从而提升路面的总体质量是本文研究的重点。
2软土地基的危害
顾名思义,软土地基的主要含义是指强度低、压缩性强的软土层。这些软土层中大多含有一定的有机物。国外将软土地基定义为:包含黏土、粉砂以及细碎颗粒较多的土壤,空隙较大,包含有机物和泥炭等。软土地基的结构稳定性较差,容易发生沉降等危害。在日本还对软土地基做出了重要的分类,并针对软土地基的主要类型进行了说明。
进行软土地基的处理过程主要是提升路基的稳定性,使其不发生变形等病害。在不同的环境下,软土地基的表现形式和组成也存在着不同的差别。因此施工单位需要根据现场环境的不同,对软土的主要内容物进行分析,并对症下药。常见的软土地基施工问题包括以下内容:
首先,设计部门对软土的勘探不准确,因此设计方案存在漏洞。其次,软土地基的处理关系到工程的质量和安全,一旦处理不到位,会造成路基塌陷等病害,甚至威胁到周边建筑物的安全;第三,不正确的施工方法,会影响软土地基的处理效果,容易造成路基不稳定的现象;第四,进行路基底层填筑时,需要进行分层填筑,在分层过程中,如果压实材料出现过厚的情况,会出现压实不均的现象,造成路基的失稳;第五,软土路基的上部结构,一般是有一层硬质的土壤层,这层土壤可以起到扩散应力的作用。在公路投入使用之后,基础层受到外界越来越多的荷载力,路基向外的压力也逐渐变大,软土地基由于受力过大也开始出现变形。但是最外层的硬质土壤层可以帮助缓冲作用力,使变形情况控制在一定范围之内。一些施工方在勘探过程中往往忽视了硬质层的作用,影响公路后期的使用效果。
3软土路基处理技术在公路工程施工应用中存在的问题
3.1受到机械水平的影响,技术难以发挥到位
随着我国机械化水平的不断提升,公路工程施工过程变得越来越简单,工程机械也在不断的更新换代。但是在一些公路工程施工过程中,施工机械设备没有及时更新,先进的施工技术没有设备的支持难以发挥其作用。对工程建设没有起到非常好的效果。在软土地基的施工过程中,一旦机械设备跟不上工程的需求,工程设备相关的技术支持指标难以满足软土地基的整治要求,软土路基施工技术就无法发挥其真正的作用,不仅影响施工质量,更造成了施工资源的浪费。
3.2软基处理技术的选择不能因地制宜
影响软土地基处理效果的重要因素中,施工现场的环境因素是比较关键的一个。公路工程施工中需要面对各种各样的施工环境,技术人员需要因地制宜,根据现场施工的要求和设备的要求选择合适的施工技术,有些不匹配施工现场的情况,需要施工人员与技术人员共同研究,根据地质情况制定符合现场施工的方案。同时不同路段中可能出现不同的地质情况,要做好方案的必选,充分结合现场工作环境,减少建设材料的浪费,同时达到改善软土路基结构的目的。
4公路工程施工中软基处理关键技术
4.1桩基法
桩基施工方法比较适合用于软土层比较厚且面积比较小的路基工程。桩基法包含两个部分,分别是搭设钢筋混凝土桩和水泥搅拌桩。前者是通过在软土路基中加入钢筋和混凝土,使路基结构具有更强的承载能力和抗剪力。减少路面出现变形及沉降的现象。钢筋混凝土桩可以大幅度的提升路基的荷载能力。桩机在路面上作业所产生的荷载力能够被抵消一部分。这种方法需要用到比较高超的施工工艺,工程成本也比较高。水泥搅拌桩的工作手法是将水泥作为固化剂与土壤融合,利用搅拌机将土体与水泥进行充分的搅拌,使水泥和土壤之间产生化学变化,强化土体的硬度,并提升软土地基的承重力和抗剪力。在具体的施工环节,需要特别注意的是,需要将土壤与水泥进行充分的均匀搅拌,当水泥与软土结构中的水分发生反应之后,会产生一定的水硅酸钙、氢氧化钙等化合物质,这些化合物最后会以结晶的形式析出,将软土结构中的水分固定住,从而更好的减少软土中的水含量,减小空隙,增加土体的稳定性。此外,还需要对水泥的用量进行把控,将软土与水泥的配比工作做好,充分控制好桩基的质量。减少路基出现沉降的问题,保证软土结构的稳定。
4.2换填法
换填法是处理软土地基中最常用的方法。换填法比较适合用于深层的软土处理。使用换填法进行路基处理时,需要将软土路基表面的杂质进行清理,之后选择合适的施工材料进行有效的填充工作。填充工作需要遵循相关的技术标准,确保施工材料具有充足的抗压性能以及稳定性,不易于其他物质发生反应。让软土路基能够具有更强的荷载能力。工作人员施工过程中,要对路基进行紧密的压实工作,换填的材料需要经过特殊的处理之后在进行换填,换填施工完成之后,还需要对软土路基进行加固措施,进行充分的再压实工作。此外,还需要结合现场的施工环境和施工设备来确定是否应用换填法。
4.3排水固结法
排水固结法的工作原理主要是软土在荷载力作用下,土体中水分会通过空隙利用排水井进行排出。排水井分为两类,分别是塑料排水井以及砂井排水带。作为公路施工软土路基处理工艺中主要应用的技术之一,排水固结法需要遵循一定的施工工序。首先在实施的软土结构处安装排水井或者排水带,在软土路基上方铺设砂垫层,这样做可以承载土石等重物的压载,用来对软土地基进行预压,帮助水分的排出。在预压有效果的前提下,软土地基中的水分被缓慢的排出,通过排水带以及砂垫层周围排出。经过一段时间的排水工作,软土结构变得更加密实,空隙变小,结构变得更加稳定,对于外界的荷载力承受力更强,从而提升了路基的强度。进行预压排水需要经过大约半年左右的时间,如果压载力不足,还需要延长时间。因此,排水固结发适用于工期不太紧张的公路工程,其处理工艺虽然比较简单,但是周期过长,只适合土体中含水量较大的软土路基。
4.4碎石桩处理法
碎石桩处理方法主要是运用替换的手法将软土路基中的软土进行更换,选择合适的碎石桩作为替代材料,从而强化路基的稳定性。同时能够最大化的减少施工成本。具体的操作流程是:首先对需要进行处理的土层进行钻孔,将出现破损的部位进行充分振捣,并清理,减少杂物的堆积,其次将碎石加入到孔洞中。软土结构中加入碎石可以提升结构的承载能力,使其更加稳定。碎石桩法应用过程比较灵活简便,施工成本也比较低,因此应用比较广泛,对路基的处理效果也十分显著。
结束语
综上所述,公路工程施工软土地基的处理是非常关键的环节。软土的处理关系到施工安全及质量。因此需要对软土地基的处理引起重视。文章针对软土地基的危害以及处理技术进行了细致的说明,希望通过文章的论述,能给一些工程及施工单位一定的借鉴,促进路面工程质量的提升。
参考文献
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[2]程世明,黄维方.浅析农村公路路基施工技术[J].技术与市场,2014.