广东深圳中国水利水电第四工程局有限公司 赵桂巧 518100
摘要:软土工程是公路修建过程中较困难的一个工程,主要是由于压缩量较高的软土层的存在,而且在这些土壤中都会含有一定的有机物质,如果未进行及时的处理,对于公路工程会造成很大的影响。因此,本文公路施工中软土地基的特点及其影响,对相应处理技术。
关键词:市政公路;软基处理技术;应用策略
引言
公路工程是保证地区与地区之间经济交流、文化往来的重要因素,做好公路工程建设施工势在必行。但是在实际的公路工程施工中,难免会遇到一些特殊的施工情况,比如说软土地基就是最常见的、挑战性最大的一种施工条件,施工人员必须要利用软基处理施工技术对其进行处理,使之性能符合施工的各项要求。
1.公路施工中软土地基的特点
1.1强流变性
所谓软土地基的流变性,即软土地基在受到持续荷载时,所产生的地基形变与时间成正比,并导致软土的强度远小于瞬时强度,从而对公路地基结构造成严重影响,降低了地基的应用稳定性。从现代公路工程而言,在快速发展的社会背景下,交通负担日益加重,路面承载力也随之大幅提升,在面对软土地基的流变性问题时,应科学选择处理技术,避免软土地基受压而产生形变,提升公路运行安全指数。
1.2 含水量高
通常而言,软土地基处于软土层,该层土壤中含水量较高,并且内部存在大量淤泥及黏土,使周边负电荷大量集聚,导致其吸收空气中水蒸气的效率升高,使软土地基中的含水量始终处于高位,进一步增加了软土层的孔隙。尤其是我国南方地区,由于受到降水因素的影响,空气中水蒸气浓度高,致使软土地基中水分日益增加,给公路施工带来了显著影响。
1.3高压缩性
软土地基的土质中含有大量孔隙,由于其孔隙比大于1,造成土质中含水量增加,容重减小,加之土质中富含大量的气体、微生物及腐烂植被,进而使软土地基的压缩性明显增加,难以达到稳定的状态,也使公路工程质量受到影响。
2.软土地基对公路施工的影响
2.1路面下沉
软土地基内部的空隙比较大,且含有非常多的水分,这给压实施工带来了一定的挑战,处理不当很容易导致软土地基上公路工程路面下沉问题。另外,还有一部分软土区域地下水系十分发达,土壤结构长时间受地下水的冲刷,很容易发生变形、强度下降等问题,最终导致路面下沉。
2.2压实度低
软土地基区域的土壤结构不稳定、土质较为疏松,所以软土地基的承载力普遍较低,在受到外界应力影响的情况下很容易变形,这给软土压实处理带来了一定的挑战。目前,中国的软土地基压实处理效果并不能尽如人意,在提升地基稳固程度、提升公路工程施工质量方面并未能发挥应有的作用。
2.3路面容易损毁
软土地基本身的硬度非常小,难以进行固化处理,同时其土壤颗粒之间的缝隙又比较大,因此,在软土上进行公路工程施工十分困难。中国大部分公路工程的材料都是沥青混凝土等,其质量容易受到压力、温度的影响,再加上软土地基本身强度不足,整个公路工程路面结构十分容易变形。在长时间的使用以后,必然会出现路面开裂、变形等问题。
3.市政公路施工中的软基处理技术应用
3.1夯实技术
在软基处理技术中,夯实技术属于比较传统的方法,也可以应用在市政公路的施工中,主要是通过物体自由下落带来的冲击力,从而对软土的密度造成一定形式的改变,加强土壤颗粒之间的紧密性,使其成为一个整体的结构。对于市政公路来说,夯实技术的原理就是将物理的动能转变成势能,从而改变土壤密度,以此来提高路基的承载能力,减少土壤之间存在的空隙。现阶段来说,可以通过人工夯实及机器夯实2种方法来达到对路基进行处理的目的,强夯法就是其中的主要方法,也是在市政公路施工中最常使用的一种方法。一般来说,在强夯法中,会使用十几t甚至几百t的重锤进行相关操作,保证对土体造成一定范围的冲击力,应用在软土路基中,是非常有效的一种方法。
3.2换填技术
换填技术也是软基处理技术可应用在市政公路施工中的主要技术。换填技术主要是指将基础底面以下范围中的软土进行更换,重新填充强度高、压缩性能好的优质土壤。因此,换填技术就是为工程施工进行换土的过程,可通过机械挖掘机的方式将影响路基工程的软土清除,通过分层填筑、分层压实及检测的方法重新进行土壤的填充,从而改变路基的整体结构,从根本上提高道路的稳定性。在换填技术进行的过程中,需要注意的是对土壤的材料要求,新进的土壤须保证整体上的结构与原有市政公路不能存在太大差异,还要确定土壤中的含水量,按照技术规范进行相应的配比。在施工过程中,工作人员应注意施工要点,保证压实的程度,避免出现质量问题,在铺筑的过程中,还应清除土壤中含有的杂质,做好相应的排水工作,注意工程细节上的稳定性,填充之后要做好质量验收工作,可通过分层排查的方式来确定公路路基的整体结构,通过现场随机取样的方式为公路的质量提供进一步的保障。
3.3化学加固技术
化学加固技术的主要原理是通过改变软土路基的性能,产生相应的化学反应,从而改变软土中的含水量及空隙间距。一般来说,在软土路基中,加入一定的水泥或者其他物质,经过外界条件的变化后酸钙之间会产生一定的反应,从而达到吸收水分或者蒸发空气的目的。化学加固技术的主要方法包括硅化法以及旋喷桩等。硅化法是指通过水玻璃等类似材质的混合溶液与软土路基进行融合,然后通过加电的外界条件,达到对软土路基加固的作用,这种方法的优点是时间短、见效快,但是造价较高。旋喷桩是指通过旋转喷射的方法向路基中喷射一些水泥等含有酸类物质的化合物,与软土路基形成相互作用,从而进行加固的一种方法,在这种操作过程中,具有一定的高效性,适用范围较广。
3.4排水固结技术
在公路道路工程的施工过程中,针对软土地基的施工需要应用到排水固结施工技术,能够在一定程度上有效提高公路软土地基的强度,针对公路路基上的沙井做好排水处理工作。例如,在公路工程开工之前,需要对预压的方法进行灵活运用,确保公路路基能够获得较好的排水处理效果,在针对软土地基处理的过程中,需要在软土地基的部分挖一个沟槽,了解施工地区的实际地形情况,防止存在地面坍塌的情况,通过对排水固结处理技术的有效应用,能够减小软土地基结构中的缝隙,确保软土地基的质量。
3.5水泥土搅拌桩技术
水泥土搅拌桩技术是软基处理技术的一种,在市政公路的施工中,都是利用水泥作为固化剂,通过搅拌机对其进行强力搅拌,从而使固化剂与软土路基之间形成一种反应,使软土改变其性能,达到凝结的目的。在水泥土搅拌桩过程中,其基本原理就是水泥水化后的化合物通过搅拌进行离子交换的过程,通过凝结反应的作用,提高软土路基的强度。在具体施工中,工作人员应确定桩机的位置,并且对其进行一定的调整,注意其与水平线的平衡程度,在搅拌下沉的过程中,可通过改变搅拌头转速,对速度进行有效的调节,最后重复搅拌。
4.结语
市政公路施工对于人们的日常生活和工作来说有着重要的意义,由于市政公路中软土性能上的缺点,在施工中存在一定困难,有关人员可以将软基处理技术应用到公路施工中,根据现场形式和工程整体选择合理的技术方案,做好质量管理工作,从而促进市政公路施工的发展。
参考文献:
[1]刘旭珂.公路桥梁施工中软土地基施工技术要点[J].交通世界,2019(34).
[2]刘银芳.软基处理措施现状探究[J].中华建设,2019(8):172–173.