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摘要:伴随着交通运输体系的发展,公路工程随之增多。公路工程作为城市基础设施建设的重要组成部分,其对于城市经济发展、交通运输的重要性不言而喻,但是公路工程能够发挥出更高的职能,很大程度上取决于工程施工质量,尤其是工程软土地基施工决定着整个工程的稳固性、可靠性,所以必须要对工程软土地基的特征进行了解,继而采取科学、有效的施工技术,确保其能够为工程质量奠定坚实的基础。
关键词:软土地基;处理技术;公路工程;应用
引言
软土地基增加了公路施工难度,对工程质量影响比较大。新时期下,公路建设的理念与技术都有了突飞猛进的发展,基于当前软地基的加固处理的现状,文章分析了公路软土地基处理方案,为施工单位方案选择提供参考借鉴。
1软土地基施工容易产生的危害
根据行业在软土地质条件下进行公路建设的实际经验,研究将软土地基容易产生的危害划分为:一是,软土地基导致的沉降危害,受到软土地质区域面积大小、沉积厚度、种类不同等方面因素的影响,软度地基上进行的公路工程施工会存在路面沉降的风险,其主要原因是土壤中含水量过大,力学结构复杂、面层构成多样,在施工和修建中因地下水体流失和土壤层固结不连续而产生整个路面或部分路基的超范围沉降威胁,影响公路与交通长远运行和长期发展。二是,软土地基导致的路面工程结构破坏,软土地基表现出的不连续、含水量过高等特点造成了其结构的不稳定和力学上的不连续问题,最终在公路路基和路面上表现出断裂、凹陷等现象,形成对整个公路工程结构上的破坏,既延误了公路建设的时间也构成了公路病害的隐患。三是,软土地基对公路施工造成的影响,软土地基的存在势必给公路施工的技术、管理带来复杂性提升和难度提高的问题,如果存在技术运用不合理、材料配比失当、处理方式不科学则会导致后续公路施工中出现开裂、下沉等风险,极大地提升了公路工程的建设经济与时间成本,还会延误公路建设施工的工期。
2软土地基的主要特征
软土地基主要有以下几点特征:第一,孔隙比较大,软土地基的土质通常十分松散,土粒与土粒之间有较大的空隙,因此它的空隙较正常土质地基来说更大一些。第二,含水率高,一些靠近河流湖泊的土体,它们的地下水含量较高,导致土地内部含有大量的水分,久而久之形成软土地基。第三,压缩性高,软土地基相对于正常地基来说承载能力较差,因此在受到外界负荷的时候,中间的大孔隙会受到压缩,且土体内部的水分会被挤出,导致土体体积迅速变小,如果此类地基出现在公路建设中,就会导致公路内部结构变形甚至出现开裂现象。第四,透水性弱,由于软土地基本身的含水量已经很大,当遇到多雨天气时,下部无法吸收水分,水源会长期积累在公路上部无法排走。第五,变动灵敏性高,软土地基由于内部存在大量的水分和气泡,导致地基体积十分不稳定,当受到一定荷载力时,极可能由于受力不均造成其体积发生各种变化。
3公路工程中软土地基处理的控制原则
在处理公路软土地基时,应该遵循防治结合的控制原则。首先软土地基的预防性控制的目的是尽量保证路基路面的完整性,及时进行预防性控制一方面能够有效延长公路的施工寿命,另一方面能够节省公路的施工资金。一旦公路的预防性控制工作没有做好,就会使公路桥梁的受损程度增加,同时增加公路修建的补救费用。而修复性控制则主要针对的是软土地基破坏较严重的区域,技术施工人员应该根据路面受损程度和受损类型及时选择恰当的补救方法,这样才能避免公路进一步受损,如果公路的修复性控制没有做好,不但会增加后续修复工作量和修复费用,甚至还会导致一系列不必要的安全事故,给人们带来财产生命威胁。总之,在公路施工建设过程中,只有对软土地基进行严格的预防和控制,才能保证整个施工工程的质量和安全。
4公路软土地基的施工处理措施
4.1深层水泥搅拌桩加固法
深层水泥搅拌桩加固法的基本原理是水泥加固土由于自身化学性质发生化学反应,在此基础上借助机械设备将水泥与即将作业的软土路基混合,并将两者在搅拌杠内混合均匀,促使两者快速完全发生化学反应最终生成稳定结构整体,提升深层土基耐受强度。常用的深层水泥搅拌桩加固法根据施工方法有干法和湿法两种,深层土质的含水量超过30%、塑性指数大于10的时候称为湿法,而其他方面则称作干法。这种方法在深层软土路基的作业中运用最为广泛,一方面是因为这种方法较为安全,操作较为简单,另一方面是这种方法较为实用,弱化软土缺点的同时利用软土地基的优势,充分体现了这种方法的高效性。
4.2软土地基高压旋喷注浆处理技术
高压旋喷注浆处理技术主要应用于软土层深度较大、分布不连续、粘性条件不足、有机物含量过高的区域,其主旨就是利用高压功能浆液的方式起到对弱质土壤层的固结和强化作用,是当前软土地基改造和加强的新型技术种类。使用高压旋喷注浆处理技术前应该掌握软土地基的基本信息,重点确定软土层深度、分布状况、粘性条件、有机质含量等重要数据,以此来确定功能水泥砂浆类型、钻机功率、高压泵性能、空气压缩机负荷等重要参数,为高效率的高压旋喷注浆处理工作提供技术上的支持。在高压旋喷注浆处理技术应用中要注意注浆管分布的特点和钻进的深度,以便在设计的深度内形成20MPa的高压浆和高压气体,通过水泥和功能剂的应用迅速形成对软土地基的有效强化。当前高压旋喷注浆处理技术中有自主旋转式喷浆处理技术新类型,这是通过注浆口在压力下旋转喷射方法将浆液连续、旋进、自动地喷射入软土地基,这里技术不但可以大大提升地基整体的承载力,而且也能提升地基的连续性,能够对较大岩石碎块和高有机质含量土壤有着广泛的适应能力。
4.3加载法
在公路工程软土地基施工中,为了有效的控制地基沉降问题最好的方式就是采用加载法,其不仅能够强化地基的稳固性,还能够防止路面结构因沉降问题出现断裂、坍塌等情况。加载法主要是对地基增加总压法及降低间隙水压法促使地基软土层不断的沉降、加固,如果地基土层上部存在砂层,可采用地下水法促使地下水位降低。通常加载法与载荷量、沉降时间、固结层厚、自身重力等因素有着密切的联系,所以必须要对地基沉降进行严密的监测。
4.4强夯法
在公路施工中,针对软土地基的处理方法很多,主要有预压法、挤密法等,但是效果最好、最常用的还是强夯法,采用重锤夯击方式,增强土地承重力。因为公路施工周期较长,设备使用成本较高,通常情况下只能对表层进行处理,无法对软土地基深层进行整体挤压。而采用强夯法实际上可以突破空间限制,深入软土地基深层,利用重锤高落差方式形成较大冲击力,将软土地基内部的大量物质强行挤入地基深处,增强软土地基整体密实性,从而增强软土地基承重性能。
4.5砂垫层法
砂垫层法通常适用于路基厚度较薄且土中含水量大情况,这种方式可以有效排出地下水,降低内部粉土降水量,从而为后续的机械作业提供良好条件,但是这种作业方式对材料等提出了较高要求,因此使用领域较为局限。砂垫层法利用砂石透水性良好的特性,采用颗粒较为均匀的中砂或者粗砂,而且含量不宜超过3到5个百分点,这样固结软土路基的效果更好;此外,砂垫层一般结合表层排水并铺垫特殊防水材料使用,横粗砂在路基作业时最常用到的,如果作业路段的粉土透水性较差,需要加以特殊处理,为后续作业提供良好条件。
结语
总而言之,公路施工数量的日益增多,随之让人们重视起了公路软土地基的处理工作。通过上述对该方面内容的深入分析可知,公路软土地基上的处理方案比较多,但为了更好的实现对软土地基的处理,施工单位必须根据工程具体情况选择最佳的处理方案。此外,施工单位还应注意施工的安全与环境等问题。
参考文献
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