公路软土路基施工技术研究

发表时间:2020/6/1   来源:《基层建设》2020年第4期   作者:谈世军
[导读] 摘要:近年来,随着我国经济社会发展和党的十九大作出建设交通强国的战略部署,交通尤其是公路建设显得更为重要,这就要求必须对公路施工技术进行深入研究。
        广安市广安区交通运输局  四川省广安市广安区  638001
        摘要:近年来,随着我国经济社会发展和党的十九大作出建设交通强国的战略部署,交通尤其是公路建设显得更为重要,这就要求必须对公路施工技术进行深入研究。在我国科学技术和施工建设技术不断发展过程中,对软土路基处理虽然取得了一定的成就,但在实际施工过程中还存在一定的问题,在处理软土路基时,应结合施工实际情况,科学合理把控软土路基施工各个环节。严格按照公路施工技术要求,科学处理并强化软土路基的刚性和稳定性,切实避免在公路施工过程中出现因软土路基导致的质量和安全问题。
        关键词:公路;软土路基;施工技术
        引言
        软土路基是一种特殊的路基形式,软土路基地质成分主要有“软黏土、粉尘、有机土、泥炭”等。就我国现阶段各类公路工程而言,公路施工过程中软土路基的施工技术是影响公路工程施工质量的重要因素,所以在开展施工的过程中需要严格把控细节质量,确保路基处理符合下一步施工需求。
        1软土路基的定义
        软土路基的具体概念主要涉及到以下方面:软土路基主要是指在路基的组成部分中含有粉土与黏土等成分,这些成分降低了土基对上部基层结构和外部荷载等外界压力的承载能力,导致路基强度和稳定性降低进而影响路基的使用性能。为了避免这种现象的出现,在公路路基施工过程中,应严格遵守规范与标准,根据设计图纸要求的施工方法进行施工,确保在最大程度上提高路基自身的安全性及稳定性。同时,由于软土路基自身的结构极易受到降水等外界不良因素的影响,会在很大程度上加快路基自身的沉降速度,影响道路工程自身的质量与使用寿命,为此,相关人员需要在具体的施工过程中,加强采取有关工程技术措施,控制路基沉降变形量,避免出现因沉降过大产生的路基失稳和工程质量问题。
        2软土路基处理的必要性
        公路施工对土基要求相对较高,而未经处理的软土路基则无法满足公路施工的实际需要,必须采取一定的工程措施,改良路基结构,确保路基稳定和安全。一般情况下,软土路基的地下水位相对较高,路基具有高液限、高压缩性和抗剪强度低等特点,如果未对软土路基进行处理,当公路工程投入运用之后,很容易出现大规模的沉降问题,当公路路基出现沉降之后,会直接造成路面开裂、路基失稳等现象,直接造成严重的安全问题,不仅无法满足公路使用质量标准,而且还影响了公路工程美观性,大量的返工与检修,会造成严重的人力物力财力损失,无法实现公路工程经济效益最大化,甚至出现公路工程无法使用,进而还会对交通运输及人民群众生产财产严重影响。在开展公路施工之前,结合项目建设所在地区工程地质情况,对软土路基的状况进行综合分析并采用合理的施工技术,能够从发展的角度对整个公路工程潜在的安全隐患进行研判。在满足公路工程施工要求的基础上,也能够起到为公路施工、运营和养护带来基础性的安全保障作用,同时还避免了工程投入使用之后频繁出现安全质量问题。软土路基处理技术作为一种具备科学性、高效性的技术手段,可以很好的展现出我国公路施工的技术水平,在更好的体现公路社会服务性能和保障公路运输安全的同时,最大程度上发挥公路工程的经济效益与社会效益。
        3公路工程软基处理及其路基填筑施工的影响因素
        在处理公路工程软土路基时,除了受处理技术的影响,还受机械、天气气候、人为等因素的影响。在施工过程当中,机械设备的落后、相关人员的操作不当以及不断变化的天气等都将影响施工的质量。因此,在对公路工程软土路基进行施工过程中,需要安排技术能力强、经验丰富的专业人员来进行处理。并且施工时尽量避开雨季,提前采取相应有效的应对措施来减少天气对路基的影响。此外,施工单位应当综合考虑人员、材料、机械等因素,对资源进行整合,做到最优的配置,从而保证公路工程软土路基处理的质量,提升工程的整体水平。
        4软土路基施工技术及工程措施
        4.1表层排水技术
        表层排水技术在实际开展施工的过程中,可以有效改善路基的强度和稳定性能。在运用表层排水技术施工时,可以在软土路基上部敷设砂垫层。因为软土路基的含水量较高,并且土层相对薄弱,通过敷砂垫层的手段,可以有效强化软土路基的排水能力,将软土路基表层的水分排出。此外,砂垫层在路基当中可以起到排水的功能,若路基土层中水不能有效排出,将会导致路基出现土层沉降不均的问题[3]。若发生该现象,便可以通过敷垫材料的手段,借助土体抗剪力抗拉力等有效改善路基不均匀沉降现象,切实增强路基的承载力,确保施工工作的科学有效进行。
        4.2预压沉降法
        预压沉降法主要目的是为了降低路基后期沉降发生的概率。具体施工的过程中,先要预估路桥承重,对每个区域的应力进行分析,在得出结果之后,预先使用大于路桥承重的负载压实路基,从而确保路基的软土层的稳定性可以得到保障。在撤除预压负载之后,软土层在应力的作用下,土层中的间隙会减少,密度会增高,可以达到路桥工程施工的需求。该技术的施工难度较低,较容易实现,施工人员只需要确保负载下放到位即可。但是,就实际应用而言,该技术同样存在弊端,主要体现在两个方面,其一是效率上,预压沉降法主要依靠的是负载自身的重力实现压实目标,由于没有外力干预,所以耗时较长,整体效率过低会直接导致市政路桥工程无法如期交付。其二,沉降法针对小面积软土路基处理优势明显,对于大面积软土而言无法短时间内配置相应的负载,而且大面积软土处理的质量不好把控。
        4.3排水固结法
        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。
        4.4表面处理技术
        在市政道路软土路基的施工过程中,为了保障施工过程的效率与质量,工作人员需要通过挖掘排水沟,将路基的两侧进行架高,以此来加强路基表面的排水,降低软土路基表面的含水量。在路基表面加入砂石、碎石等材料,以加强路基的抗压能力。优化提升路基的性能,进一步提高路基结构的稳定性。
        4.5碎石桩处理技术
        在软土路基的施工过程中,还存在一种较为传统的碎石桩处理技术。它主要是通过冲击或振动的形式,在路基表面进行钻孔处理,以提高相关碎石处理效率。该技术能够通过对碎石的有效处理,利用相关的黏接剂来提高路基自身黏合性,进而加强软土路基的抗压力。
        4.6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。
        4.7过渡段路基的维护技术
        公路过渡段软基路基处理时,作业方式也会对处理效果起到直接的作用。比如,在一些工程的过渡段处理上,常常会应用维护技术来实现过渡段的处理。在路基施工时,对于作业方式的要求相对较高,如果作业方式应用不当,甚至会打破软土路基原有的平衡状态,使得原有结构受损,因此,为避免这种情况,需要强化路基。此外,路堤边坡防护也是一种重要的维护技术,比如,应用预制板防护形式,能够实现对路堤的加固,进而有效避免各种施工因素、外力因素对路堤产生的不利影响,保障施工活动的正常进行,提高路基结构的稳定性与安全性。
        5工程实例
          
        西部某省一条省道,技术等级为二级公路,双向两车道,设计速度60km/h,因该项目所在地为丘陵地带,局部沟壑纵横,水田和鱼塘较多,路线经过地区常伴有淤泥质软土路基和高填方等特点,在两阶段施工图设计中,设计单位多次对该问题进行分析研究,结合该地经济发展水平和施工技术水平最后决定采用表层排水+换填法。目前该项目已竣工通车2年,经后期监测,路段未出现较大规模不均匀沉降,路基使用状况良好。
        结语
        总之,公路施工中对软土路基的处理意义重大,不仅可以保障公路的施工质量,而且还可以避免公路出现安全隐患。在实际开展软土路基处理的过程中,必须要结合软土路基的实际情况,科学合理的选择合适的软土路基处理方式,在实现经济性原则的同时,满足公路施工要求,促进我国公路建设领域可持续发展。
        参考文献:
        [1]陈韬.分析软土路基施工技术在公路施工中的应用[J].低碳世界,2017(4):206-207.
        [2]羊壮多杰.公路施工中软土路基施工技术分析[J].科技风,2017(18):81-81.
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