公路施工中软土路基处理技术浅析

发表时间:2020/8/24   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:邓清勇
[导读] 摘要:随着我国公路事业的发展,对公路施工质量和进度提出了更高的要求,软土路基作为公路工程建设过程中常见的地基类型,对其进行工程处理,往往成为确保工程质量、降低工程造价和缩短建设工期的关键因素之一。
        重庆交通建设(集团)有限责任公司  重庆  401100
        摘要:随着我国公路事业的发展,对公路施工质量和进度提出了更高的要求,软土路基作为公路工程建设过程中常见的地基类型,对其进行工程处理,往往成为确保工程质量、降低工程造价和缩短建设工期的关键因素之一。本文对软土的工程特性、公路工程常用软土路基处理技术、处理方法的选择及存在的问题进行分析,为后续公路工程施工提供帮助。
        关键词:软土路基、公路工程施工、地基处理
        我国地域辽阔,地形地质情况复杂多变,在公路工程施工过程中难免遇到特殊路基,而软土路基是特殊路基中常见的路基类型。软土是一种特殊的工程土体,其主要特点有天然含水率高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高等。通常情况下,在软土路基地区修建公路,路基存在路堤填筑荷载引起软基滑动破坏的稳定问题和量大且时间长的沉降问题等一系列实际问题,严重影响公路的施工质量的后期的正常使用。因此,在软基处理的工程实践中,必须精心施工、精细化管理、合理做好软土路基的处理工作,克服软土路基产生的不利影响,以保证软土路基的长期稳定性及后期的正常使用。
        一、软土的工程特性分析
        1、含水率高、孔隙比大
        软土具有较高的含水率和较大孔隙比,大部分软土的天然含水率为30%~70%、孔隙比为1.0~1.9,软土的这一特性是造成其压缩性高和抗剪强度低的直接因素。因该土体的压缩系数较大,而且其压缩系数一般随着土的液限和天然含水率的增加而增大,在荷载作用下,其变形量较大而且整体变形不均匀,变形稳定所需时间也较长。
        2、渗透性差
        软土的渗透系数通常为10-8~10-7cm/s,由于其渗透系数低、含水量较高,不但使土体固结进程延缓,而且在加荷初期,常常出现较高的孔隙水压力,显著降低地基整体强度。
        路基施工中,水的因素始终是绕不开的话题,对施工质量的好坏有着极大的影响;由于软土的特性,如何使软土土体排水固结、将土体含水量控制在合理范围并减小工后水环境对路基的影响,将是软土路基处理围绕的重点之一。
        二、软土路基处理施工技术
        1、垫层和浅层处理
        垫层和浅层处理适用于表层软土厚度小于3m的浅层软弱地基处理。垫层类型按材料可分为碎石垫层、砂砾垫层、石屑垫层、矿渣垫层、粉煤灰垫层以及灰土垫层等。浅层处理可采用换填垫层、抛石挤淤、稳定剂处理等方法。
        2、真空预压
        真空预压适用于对软土性质很差、土源紧缺、工期紧的软土路基处理。真空预压是以大气压力做为预压荷载、在拟加固场地表面铺设一层透水的砂垫层,在其上覆盖一层不透气的密封薄膜,然后用真空装置抽气,在密封膜内产生一定的真空度,土体中产生负的孔隙水压力,在膜内外压差作用下使土体排水固结。真空预压施工应按排水系统施工、抽真空系统施工、密封系统施工及抽气的步骤进行。抽真空设备宜采用射流真空泵。真空泵空抽时必须达到95kpa以上的真空吸力。真空泵的数量应根据加固面积确定,每个加固场地至少应设两台真空泵。
        3、强夯法
        强夯法适用于处理碎石土、低饱和度的粉土和黏土、杂填土和软土等地基。采用强夯处理软土路基时,应在地基中设置竖向排水体。对于地下水位较高的地基,强夯前应采取降水措施,将地下水位降至加固层深度以下。强夯处理范围应超出路堤坡脚,每边超出坡脚的宽度不宜小于3m。强夯宜分主夯、副夯、满夯三遍进行,两遍夯击之间应有时间间隔,间隔时间根据土中超静孔隙水压力的消散时间确定。
        三、软土路基处理施工技术在公路工程施工中的选择
        每一种软基处理方法都有其适用范围和局限性,不存在万能的处理方法。

在处理方法的选择上,应综合考虑软基处理的目的、土的性质、设计要求的地基承载力、工期要求、造价预算、施工工艺及设备、地方材料来源、周围环境对施工的如振动、噪音、污染等的要求,选择最适宜本项目的软基处理方法。
        1、道路等级要求
        在软基处理的实际过程中,针对不同的道路级别,路基有不同的施工要求。道路级别对软基处理的技术选择也有所影响。在选择软基处理相关技术的时候,需要严格考虑道路级别。在工程设计和施工中需要结合具体的级别要求,对软基处理展开适当的处理,让软基处理满足实际技术要求,达到施工的标准。
        2、建设工期和工程造价的影响
        不同软基处理方法所需工期和造价有较大差别,相同的软基处理方法在不同工程所在地实施所需的工期和造价也有一定差别,因此,在满足处理质量要求的前提下,根据本项目现状,综合平衡工期、造价、材料来源、施工工艺水平等因素,达到项目建设经济效益和社会效益最优。
        3、施工环境的影响
        公路工程施工通常处于较复杂的环境,工程建设常受外部环境诸多因素的影响。在软基处理方法的选择上应尽量避免工程建设对周围环境造成不良影响,同时减小施工环境对项目进行带来不必要的阻碍。如果项目附近存在地下管线、高压铁塔、精密设备和仪器,就不宜采用强夯、强振的工艺。
        因软土路基的工程特性,在软基处理方法确定后,软土路基施工宜尽早安排,为后续施工做好充分准备。同时,软基处理宜避开冬、雨季施工。
        四、软土地区路堤施工
        软土地区路堤施工应尽早安排,施工计划中应考虑地基所需固结时间。填筑过程中,应严格控制填筑速率并进行动态监测。施工期间,路堤中心线地面沉降速率24h不应大于10-15mm,坡脚水平位移速率24h不应大于5mm。应结合沉降和位移观测结果综合分析地基稳定性。填筑速率应以水平位移控制为主,超过标准立即停止填筑。桥台、涵洞、通道以及加固工程应在预压沉降完成后再进行施工。
        五、存在的问题
        1、软基处理技术的选择不能因时因地制宜
        随着公路建设的不断发展,依托众多公路工程建设实践,软基处理技术也取得了巨大的发展,且证明其在各自工程实践中是适宜和有效的。然而,各工程项目实际情况各有差别,所需面对的外部环境多种多样,如果在设计和施工环节没有对不同工程和外部环境具体问题具体分析,而是一概而论,就很容易导致处理技术与工程建设实际不匹配,不能为工程建设带来最优经济和社会效益。
        2、软基处理技术的推广受限
        随着我国科学技术水平的不断提升和制造强国的遍地开花,各种工程机械、新型建材不断推陈出新并应用于工程建设实际,推动公路工程建设的快速发展,软基处理技术也有了日新月异的发展。然而因为地区经济发展的差异,特别是西部发展落后地区,仍受到设备老旧和技术人员缺乏的制约,一些先进的工程技术不能更好的推广发展并应用于工程实际,造成部分地区施工水平上的制约。
        六、结语
        由于软土路基的特殊性和在工程建设实际中的普遍性,软土路基的处理直接关系到工程建设的施工质量和后期使用。因此,充分认识软土路基的特性以及软土路基处理技术的适用范围和优缺点、并通过综合平衡选择最适宜本项目的处理技术对软土地基进行处理就显得尤为重要。随着我国公路建设和科技水平的快速发展,软土路基处理技术取得了重大进步,然而在实际施工应用过程中也存在一定问题,通过更加精细和务实的技术方案分析比选,通过更全面的新技术、新工艺学习推广,将会更进一步提高公路工程建设质量,产生更好的社会经济效益。
        参考文献:
        [1]罗仰通. 深厚淤泥质软土路基加固中塑料排水板堆载预压法的应用及分析[J]. 低碳世界,2018(7):322-323.
        [2]陈龙.高速公路施工中的软土路基施工技术分析[J].建筑与装饰,2020,(6):109.
        [3]张留俊,刘松玉等.道路不良地基处理理论与方法[M].北京:人民交通出版社,2004.
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