公路工程软土地基处理面临问题及处理技术研究

发表时间:2021/6/30   来源:《城镇建设》2021年第4卷第6期   作者:张艺
[导读] 我国公路工程施工技术在近些年取得了长足的进步,在公路建设中经常会遇到软土地基的分布,这对于公路工程施工难度、工程质量和成本都会造成较大的影响。

        张艺
        中国电建市政建设集团有限公司   天津    300384

        摘要:我国公路工程施工技术在近些年取得了长足的进步,在公路建设中经常会遇到软土地基的分布,这对于公路工程施工难度、工程质量和成本都会造成较大的影响。我国幅员辽阔,地质情况较为复杂,软土地基的处理已经成为目前公路建设过程中的重要组成部分。
        关键词:软土地基;公路工程施工;控制措施

        一、公路工程软土地基的特点
        1.1流动性强,含水量较大
        黏土颗粒与淤泥是软土的重要组成部分,其孔隙相对较大,孔隙比在1~2之间。软土的含水量也相对较高,通常在30%~80%之间。软土地基中有机物通常呈絮状,易导致沉降。且软土地基受到剪应力的影响会发生变形,进而产生一定的流动性。而由于软土地基的含水量较大,从而使得其流动性较强。软土地基固结后,在后期的施工过程中还有可能再次固结,从而使得后期施工受到影响。
        1.2抗剪强度较低
        软土地基最主要的特点是抗剪强度较低。软土地基的抗剪强度通常在20MPa以下,内摩擦角在25°左右。若对软土地基施加一定的荷载,则会使得软土地基出现排水固结的现象,提高了软土地基的抗剪强度。
        
        二、公路软土地基的处理原则
        在进行软土地基处理之前,首先需要了解地基的实际情况,并明确土体的具体情况:对于黏性土,可以用压实的方式来处理;对于砂土,则可以通过振动和压实予以改善。施工人员需要根据实际情况,通过分析与讨论,针对不同的土质结构采取不同的应对措施。对于较浅的软土地基,可以采用较为简单的表面处理措施,通常采用的是填挖法。对于较深厚的软土层,则可以使用荷载压力法来处理。在进行土壤分析时,需要全面、详细调查土壤的实际情况,以免出现纰漏。

        三、公路工程施工中软土地基施工存在的不足
        3.1导致公路路面侵蚀
        在铺设公路路面的过程中,砂石颗粒、水泥混合成的材料为大部分铺设公路的原材料,该种原材料成本低,且实用性较高,能够对现阶段公路物料需求有效满足。但另一方面,该类材料存在特殊性,在下雨的情况下,牢固性并不是很高,容易因为雨水冲击流走,还会破坏地基材料,导致整体公路建设受到影响,需要采取有效的措施解决其中的不足。
        3.2路面沉降
        对于相关施工部门而言,路面塌陷一直是难题之一。受到不同因素影响,如操作不当、施工单位技术水平有限等,不能采取有效的措施,从而使得公路在施工的过程中,出现路面沉降、地基下沉的情况,从而导致公路施工工程安全隐患增加。
        3.3设备先进性不足
        我国的公路施工发展迅速,但另一方面,施工设备先进性却并未与快速发展的工程相适应,导致施工质量、施工进度受到影响。虽然一些施工单位应用了先进的施工设备,但在对设备应用的过程中,并未与施工现场实际状况相结合,不能充分发挥先进设备的作用。因此,为了对公路施工的质量有效提升,需要在足够重视施工设备基础上,促进先进设备进入施工现场,对施工的质量、进度有效保证。
        3.4处理技术选择针对性不足
        软土地基的特征如较高的塑形、较低的强度,对于淤泥质土、杂填土等类型的土质,其底基层土质都相对较为松软,但受到水量、矿物成分、形成原因等方面因素的影响,不同地区的软土地基需要应用不同的处理办法。但就现阶段实际情况看,很多施工单位在选择方法时,并未与现场施工情况相结合,未充分掌握现场的情况,选择的处理方法随意性较大,从而对软土地基处理效果造成影响。同时,对于公路平整度的要求也在不断提升,施工人员需要保证自身选择沉降处理方法的合理性、高效性,并结合施工现场具体情况,明确合理的处理方法。



        四、公路软土地基的处理方法
        4.1排水固结技术
        排水固结技术就是在软土地基中安设一个沙井,并且做好垂直排水工作,在进行公路工程施工前,通过加载预压法,将软土中的水分排空,促使软土地基产生固结反应,从而在一定程度上提高软土地基的强度。排水固结技术主要是利用了地基的荷载,进而将土壤中的水分完全排空,通过减少土壤中的孔隙来压缩土壤的体积,以此达到提高土体强度的目的。
        4.2砂垫层技术
        砂垫层技术采用粗砂作为软土地基的填充材料,能够有效排出软土地基中的水分。施工时,首先需要划分出砂垫层的界限,然后使用砂石进行灌注。在这个过程中,需要关注软土地基的沉降。首先,施工人员需要控制好初始宽度,防止对路基的标准宽度造成影响;其次,需要设置好挡砂堤,并确保挡砂堤的高度与垫砂层一致。
        4.3高压旋转喷射处理技术
        目前,高压旋转喷射处理技术已经被广泛应用于软土地基的施工当中。高压旋转喷射处理技术属于一种新型的软土地基处理技术,其能够利用高压,借由脉冲泵等装置来喷射化学浆液,与此同时将钻杆以相应的速度提升,在高压的作用下破坏原有的土壤结构,而喷射的化学浆液则能够硬化并形成均匀的圆柱体,以此来达到增强土壤强度的效果。
        4.4换填技术
        若施工地区的软土地基较浅,可以采用换填法处理。换填法又主要包含抛石法、挖填法等。其中,抛石法多用于不利于排水的施工环境。该方法适用于软土地基附近有大量可用的石头,且地面不具有坚硬的外壳,土层的厚度小于3cm且处于流动状态的情况。抛石法是将超过30cm的石片由路堤两边向中间抛掷,并挤压两侧的泥土,然后使用压路机压实露出的抛石,再在其上方铺设具有一定厚度的反滤层。而挖填法则多适用于较为软弱的土壤环境,不但便于挖填,同时还能够提高排水效果。在采用挖填技术进行施工的过程中,最主要的是需要铲除不符合施工要求的土壤,然后选取合适的填充材料来进行填充。
        4.5水泥深层搅拌桩技术
        水泥深层搅拌桩技术是软土地基处理中的一种常见方法。其主要原理是:将硬化之后的水泥作为媒介物,将其融入到软土地基当中,促使其与软土地基形成强度更高的混合物;同时,水泥的黏合效果较好,能够有效改善软土的性能,使得地基符合工程施工要求。水泥与软土融合之后能够发生反应,提高土壤强度,进而避免路面发生变形,并减缓土壤沉降速度。在采用水泥深层搅拌桩技术时,施工人员应当严格按照相应的标准和规范进行施工,对于特殊区域的软土地基,需要确保施工流程符合实际要求,从而达到预期效果。
        4.6机械碾压处理技术
        机械设备在软土地基施工中具有非常重要的作用。在软土地基处理过程中,软土的状态通常参差不齐,且土层的厚度不一,因此需要采用相应的机械设备来进行处理。一般采用碾压机碾压土层来解决软土土层厚度不一的问题,同时能够提高土层的密度和硬度,有效提高土层的承载能力,进而减小沉降。此外,在路面铺设过程中,采用碾压机碾压路面也能够起到平整路面的作用。

        五、结束语
        随着交通运输事业的发展,对公路施工的要求也随之提高。在施工过程中,由于公路沿线软土地基广泛分布,使得施工难度增加,因此选择适当的软土地基处理技术应用于公路工程施工中尤为关键。公路施工单位面对软土地基,必须依据施工现场实际情况,因地制宜地选择施工方案,保证软土地基处理后其强度等指标满足公路路基工程需要。本文通过对真实案例进行剖析,分析软土地基在进行处置过程中的技术方法与控制措施,希望为相关工程的顺利开展提供技术参考。

        参考文献:
        [1]张敏.市政公路工程软土地基处理技术探析[J].建材发展导向,2014(3):249–250.
        [2]冯灵明.市政道路工程中软土地基处理技术探讨[J].中华建设,2011(4):114–115.
        [3]李祝林.市政公路工程软土地基处理技术研究[J].工程技术(引文版),2016(9):122.
        [4]俞文,王秋萌.市政公路工程软土地基处理技术研究[J].工程技术(文摘版),2015(10):52–23.
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