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摘要:软土地基是公路工程施工过程中常见的地质灾害,在软土地基处理不恰当的情况下会诱发路基失稳沉降的问题,最终破坏路面,也会影响汽车的通行。为此,文章在阐述软土地基内容和特征的基础上,结合公路工程建设情况就如何优化公路工程中的软土地基设计进行探究。
关键词:公路设计;软土地基;设计
软土地基是公路建设中的常见内容,软土地基的处理问题也是影响整个公路工程建设的重要内容,特别是对于一些沿海地区,公路软土地基处理就变得更加重要。为此,文章结合某高速公路工程建设实际情况和软土地基处理的基本内容,就如何优化公路设计中的软土地基处理进行探究。
一、工程概述
文章所研究的公路工程总体长度为7km,整个工程在设计的时候采用了双向四车道,行车速度设定为每小时100km。公路工程的路基宽度为25m,沿着整个公路工程会分布比较多的深厚土层。在公路施工的过程中一部分的路段存在高边坡的,具体参数如下:高边坡上部宽高比例为1:1.5,下部分的宽高比例为1:1.75,在8m的位置上会设置一个平台,填方高度要超过12m。
二、软土地基基本内容概述
软土地基是公路工程施工中的常见现象,基于我国地域广阔,各个地区的地质条件不同,由此所表现出来的软土地基现象也不同。按照定义划分来看,软土地基是土层含水量多、疏松的土质。和一般的地基相比,软土地基具有地基稳定性差的特点,如果施工的过程中遇到了软土地基,则是要求施工人员采取一定的技术手段来予以处理。
三、文章所研究公路工程中软土地基的设计
(一)地基极限高度分析
文章所研究公路工程沿线软土层区域路堤的极限高度为2m到5m,整个工程的软土地基主要位于山间低洼和湖岸沿线,工程施工所涉及到的土质包含淤泥质粘性土、淤泥质粗砂等,这些土质的物理属性比较少,无法作为工程建设的持久层存在。工程软土层较厚位置软土地基路基极限高度=5.52x(软土粘聚力/填土的重度)。均质薄层软土地基路堤极限高度=(软土粘聚力/填土的重度)x稳定因素。
对于软土土质性质不均匀路段,如果完全按照以上两个公式进行计算不可避免的会出现较大的计算误差,因而,在施工现场条件允许的情况下可以使用填筑试验的方式来确定路堤极限高度。在覆盖土的厚度超过1.5m,则是需要考虑应力扩散,计算公式如下:极限高度=0.5x覆盖层厚度+(软土粘聚力/填土的重度)x稳定因素。
(二)工程软土地基的处理对策
第一,在软土地基的埋深厚度不超过5m的时候,需要使用良好的土质来替换软土,采取换填的方式来更换土质。第二,在填土高度达不到4m的时候,使用塑料排水板超载预压处理,在填土的厚度低于6.5m的时候,整个工程施工的沉降数值会达到最小的状态,这个时候在采取以上措施处理的时候还需要在上面设置一层到三层的土工格栅。第三,在软土地基的深埋深度不超过13m的回收,可以采取水泥搅拌桩和土工格室复合地基处理方式来处理软土地基,在必要的情况下还需要适当的进行超载预压施工。在水泥搅拌桩和土工格室的相互作用下会形成一个增强版本的复合地基形式,地基承载力指标达到了规范的标准。第四,在软土地基深度超过12m的时候,可以采用管桩托板+钢塑土工格的处理方式,在处理完成之后要采取对应的超载预压方式。
(三)处理效果
在采取以上方式对软土地基处理之后,整个公路工程的路基、路面保持在良好的状态,车辆通行顺畅,没有出现龟裂、塌陷的问题,充分证明整个工程的软土路基设计、质量良好。
为了保证软土地基处理成效,如果有必需情况需要修筑路基,则是需要施工人员严格控制路基的填土高度。
四、公路设计中软土地基的处理
(一)砂垫层处理技术
将砂垫层处理技术应用到公路工程的软土地基处理中能够有效提升工程软土地基的排水效果。袋装砂井技术是砂垫层处理的重要技术形式,在具体处理操作的时候会牵扯到砂井、砂垫层、土工格栅。在使用砂垫层处理技术处理软土地基的时候不会消耗较多的工程成本,施工操作难度系数较小。为了能够达到理想的软土地基处理效果,在使用砂垫层处理技术的时候要注重将砂垫层均匀的铺设在袋装沙井的上部,并在上部设置合理的土工格栅,目的是达到路基加筋的作用,减少软土地基出现侧滑的问题。
(二)换土垫层技术
换土垫层技术在软土地基处理工作中的应用不仅能够解决饱和状态下的 软土地基问题,而且还能够解决淤泥质粘土地基层设置问题。在使用换土垫层技术的时候需要相关人员采取积极的措施将地基中的表层土去除,之后开展换土垫层施工。为了能够达到理想的施工效果,要选择透水性良好的砂土材料、碎石材料、风积砂材料。
(三)挤实砂桩技术
挤实沙庄技术在使用的时候会牵扯到两个振动形式,分别是振动形式的挤实砂桩技术和冲击形式的挤实砂桩技术。在具体实施的时候,在挤实砂桩技术的作用下会将砂石挤入到软土地基结构中,由此来增强公路工程地基结构的密实性和软土地基的强度。
(四)高压旋喷桩注浆技术
在公路软土地基处理工作中需要相关人员结合整个工程的实际情况来选择适合的高压旋喷桩注浆技术,根据施工现场实际情况来埋设注浆管,设置好注浆管之后,借助高压流来冲切土体,强化公路工程的软土地基强度。
在使用高压旋喷桩注浆技术的时候需要祝好控制压流的压力,一般将压流的压力设定在20MPa的状态。从实际应用情况来看,高压旋喷桩注浆技术十分适合被应用在粉土、碎石、砂土中,高压旋喷桩注浆技术应用所使用到的设备包含制浆机、高压泵。在准备好一系列的设备之后根据现场施工情况来选择适合的喷射方式,目的是提升公路工程地基结构的承载力,减少地基沉降问题的出现,进而为公路的长远、稳定建设提供重要支持。
(五)加筋土处理技术
加筋土是由土体和筋共同打造的复合土体,在填土操作的时候需要通过铺设加筋带或者土工格栅、土工织物等材料来增强土体的抗拉、抗剪强度,进而增强公路工程施工的安全性、稳定性。在实际应用中我们可以发现加筋土有 良好的加固作用,在和其他处理方式联合使用之后会达到理想的软土地基处理效果,且在公路工程施工的过程中能够保持结构物和路堤之间的稳定性、连续性。
结束语
综上所述,软土地基问题是影响公路道路施工的重要关键,软土的主要特征是各层之间的物理力学性能差异大,地基材料的含水量高、孔隙较大、压缩性强、抗剪强度低,因而如果是软土地基层作为公路工程的主要设计层,将无法保证工程的承载力。为了能够保证公路工程施工顺利进行, 需要相关人员加强对软土地基设计和处理问题的思考,通过一系列的优化调整旨在能够为我国公路工程建设发展提供更有益的参考支持。
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