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摘要:随着我国经济的飞速发展,人们的生活水平也不断提升,道路上行驶的车辆也越来越多,为了满足当前道路交通及人们出行的便利需求,我国近些年来大力加强公路项目的建设工作。然而,在公路工程施工过程中,往往会遇到复杂的软土路基。为了确保路基施工质量,需要对软土特殊路基采用相应的特殊技术处理。本文分析了公路建设软土路基的处理和加固技术。
关键词:公路;软土;路基;技术
1导言
公路作为我国的最基本最常用的交通运输线路,路基是一个路面的支撑,承载着公路的主体,而我国国土面积广阔,地质和路况条件复杂,软土路段经常出现,如何保证软土路段路基的稳定和持久耐用成为了一个建设难点。软土路基是一种较为常见的特殊路基,其变形程度大,强度低,一旦处理不好,易引起路面沉陷、滑动、断裂,易在路堤与人工结构连接处会产生沉降差和跳车,从而造成重大事故。
2软土地基对公路质量的危害
2.1承载力不足
随着公路交通重载车流量逐年增大、公路设计等级越来越高,对路基的承载力要求也会越来越高。软土地基由于具有含水量大、孔隙率较高大特性,导致土层承载力不足、易发生剪切破坏,达不到路基基底的强度要求。如果没有正确合理的方法处理软土地基,工程完工的在一定时间内,会发生路面下沉坍塌、结构物破坏等重大质量安全隐患。
2.2沉降变形
软土路基孔隙率大、易压缩、变性大。软土地基如果没有处理或者处理不完善,在施工过程中,很容易导致路基础边坡变形、垮塌和移位。公路工程通车后,在工程自身和道路荷载共同作用下路基会产生沉降变形。常见的变形有路基不均匀沉降、路面开裂、结构物台背下沉跳车、涵洞及挡墙基础下沉等质量事故,严重影响了工程的使用寿命。
2.3软土结构成分分布不均,路基成分复杂
公路是线性工程,每一条公路要经过的路段都很长,所经过的软土路段在组成成分上存在着差异,不同的软土路基其密度和软弱度也不相同,当受到压力时所产生的形变也不一样,在路基下沉时下沉的程度也不一样,路面极易断裂和出现不同程度的坑洼。
3高速公路软土路基的特点
3.1变形与沉降
软土路基在外荷载或自身荷载作用下,会发生严重的变形和沉降,对道路的正常使用产生较大的影响,特别是在不均匀沉降较严重的情况下,会导致路面开裂和沉降在路堤和结构的交界处。因此,在设计处理软土路基时,必须进行详细的研究,详细了解软土层的地质特性,并采取合理的施工措施。只有这样,才能保证软土路基的稳定性,从而控制公路施工后的沉降。
3.2土壤强度、抗剪切强度低
由于软土结构比较单一、清晰。因此,在软土结构中,原土暴露在外界环境中会破坏絮状结构,大大降低土壤的强度,易引起土壤的流动状态,但软土会随着时间的推移逐渐恢复其强度。另外,软土具有压缩性高、渗透性差的特点。软土的压缩性一般小于4Pa,其压缩性与液限指数成正比。由于软土本身的渗透性较小,锤击方向的渗透系数一般为10-8-10-6cm/s,根据这种情况,土与土之间的重量和荷载需要很长的時间才能达到固结效果。而且,软土的抗剪强度相对较低。在我国天然软土结构中,软土的不排水抗剪强度小于20MPa,软土的内摩擦角一般为20°~35°。软土路基在荷载和排水固结条件下,其抗剪强度将发生较大变化,软土将发生排水固结。
4施工中软土路基存在的问题
4.1违背因地制宜的原则
在选址建设中,高速公路必须严格遵守当地条件,不能盲目选择。鉴于道路施工过程中不同位置和施工技术之间存在很大差异,数据主体应检查施工前后的现场环境。然而,就目前情况而言,由于软土处理技术不完善,对不同技术的比较,不可能开发出完整的程序。
4.2施工中的滑坡问题
软土加固技术实施比较缓慢,强度低,在高速公路建设过程中可能发生山体滑坡。施工时间越久,道路堵塞的时间越长,经济损失和质量问题就越严重。在道路施工过程中,开发基础稳定性有关的处理方法从而不影响施工期的进度和质量,这是道路施工的迫切问题。
4.3软土路基的沉降问题
软土地基的沉降问题是道路基础中最常见的问题。由于软土的特性,如流变性和高含水量,这些将极大地影响公路软土地基路基的稳定性。在公路建设结束时,容易造成软土路基,它影响高速公路的正常使用,生产安全隐患,为此应加强技术研究,避免公路建设中的公路沉降问题。
5公路路基施工中软土路基处理技术应用
5.1软土地基的表层处理方法
针对于软土地基的表层处理工作,主要可以分为三种方式:第一,在软土地基的表层添加固化剂。这种情况主要基于地基的表层是粘性土,在粘性土之中添加相应的固化剂,搅拌将软土层固化。常见的添加剂有水泥、熟石灰等,首先在软土层内加入石灰等固化剂,然后充分搅拌,将软土层的含水量大幅度降低,使土壤胶结成整体、坚实、稳定的板块结构,从而增加软土层的强度,降低软土的压缩性,提高了基底的承载力。
第二,在软土层上铺垫材料。在软土地基中的软土一般都呈现不均匀分布的特征,因此针对于这些不均匀的地基要进行特殊处理,才可以保证在实际公路路桥施工中,地基才不会出现不均匀的变形,或者是局部发生沉降的情况。利用铺垫材料的方法来处理软土地基,不仅可以提升地基的抗拉能力,同时还提升了地基的抗剪力,进而提升了地基的整体稳定性,可以保证在后续的施工生产中,施工机械设备可以进行顺利施工工作,一般采用的铺垫的材料中,多为化纤无纺布、玻璃纤维格栅等。
第三,砂垫层法。在软土层之中具有很高的含水量,并且这部分土层非常薄弱。如果在该软土层地基部分,铺设一层砂石,就会有效提升该图层的承载能力。一般情况下,如果软土层是在0.5到1.2米之间,就非常适用于软土层砂石铺垫的方法。这个厚度可以发挥所铺垫砂石层的排水功效,同时还可以固化软土层,进而方便在日后的实际施工中,各种施工机械进出施工现场。 第四,表层排水法。在进行软土地基的处理过程中,需要充分考虑具体的施工环境,进而在处理方法上结合施工环境采取正确的处理方法,例如,如果软土层具有良好的土质,单水分含量很高,就可以采用表层排水的方法,具体做法如下,首先在填土之前先开挖沟槽,目的在于将地表水排出,这样就降低了软土表层土壤中的含水量。
5.2垂直排水固结法
施工技术的原理实际上就是基坑降水。为有效降低地下水位,应根据具体施工规范设置相应的水井。同时,应选择功率较大的泵送装置,以排除积水。该施工工艺适用于厚度较大的软土路基,具有原理简单、操作简单、效果显著的特点。在实际应用中,施工技术还存在一些问题和不足。如果大量的地下水被抽出,将间接增加沉降的可能性。因此,在采用垂直排水固结技术处理软土路基时,有关部门应加强对地形和地下水的现场监测,通过细致准确的检测获取相关数据,制定最合理的排水固结技术。以离子施工方案为依据和标准,有效防止上述过量泵送,避免事故的发生,保证施工技术应用的实际效果。
5.3控制建设的宽度和路面厚度
因为软土路基结构的不稳定,所以在建设过程中,还需要更好的控制公路的建设宽度和路面厚度。在宽度上,尽可能的相对宽一些,这样一来,路面受到压力后,可以承受压力的面积也就变大了,对于路基的破坏可以适当的减轻;面积增大了,公路路面的厚度也应该适当增加,这样才能更好地分散路基承受的压力,降低对于路基和路边的损坏,提高公路整体的稳定性。
5.4高压喷射注漿法
这种方法主要是在施工开始之前,先要进行挖孔,这就是注浆所需的孔洞,其大小应该充分结合现场的环境和软土层的情况才可以开挖。首先要调制好水泥砂浆,主要保证砂浆要符合实际施工的质量需求,在此之后将这些砂浆注射到事先打号的孔壁之内,这个过程需要使用专用的高压喷枪。在实际进行喷射的过程中,高压喷枪必须保持旋转的状态,一直要保持到所有的注浆孔之内都填满了砂浆。通过使用这种方法,可以将软土地基与天然土壤、人工材料三者之间进行紧密的结合,进而提升软土层的抗压力和密度。
5.5软土路基抛石挤淤工艺
部分的软土路段,是原来的水田、鱼塘或者是因为坑洼而形成的积水区域,面对这样的路段,通常采用抛石挤淤工艺来进行建设。通过一定的手段向路基中加入片状的石块,来置换路基中的淤泥,提高整体的承压能力,对于水分的处理上也要注意,必须将水分排放到水系中,避免因为土壤结构的原因,再次形成积水区域。
5.6强夯法
这种处理方法已经是一种非常成熟的软土地基处理方式,这种方法需要利用重锤,一般为10-40吨,通过提升重锤至一定高度后自由落下,使之产生的势能转化为冲击能量,进而就会在地基上产生巨大的瞬间作用力,对土层中的孔隙进行压缩,同时排除其中的水分子和空气,进而实现了压缩和密实土壤的目的。这种方法施工非常简易,设备也相对简单,并且还具有速度快、原材料用量少等特点,因此得到了广泛的应用。为了保证施工中过程各项参数的科学性和准确性,首先应先进行试夯,各项目施工参数及夯实验收后数据达到要求,才可以进行正式施工。可以采用两遍点夯或者是满夯的方法,如果局部土层比较复杂,则可以采用三遍满夯以及四遍点夯的方式。如果有很差的土质,还要进行加强处理。
6结束语
综上所述,公路对于经济的建设是非常重要的,为了经济建设得到更好的保证,必须加强公路建设的质量保证,针对不同的路段情况,进行有针对性的公路路基建设,尤其是在软土路段的公路建设,在实际工作中,要具体问题具体分析,正确选择合适的处理技术方法,并对其进行不断优化和改进。软土路基的影响应控制在一定的允许范围内,以保证施工质量。
参考文献:
[1] 朱克南.公路施工中的软土地基处理技术探究[J].山东工业技术,2019(09):127.
[2] 王猛.高速公路施工中的软土路基施工技术[J].江西建材,2017,10(17):166.
[3]武晓燕.公路桥梁工程中软土地基施工技术分析[J].山西建筑,2019,45(05):138-139.
(作者单位:河南省洛阳市洛宁县公路局)
关键词:公路;软土;路基;技术
1导言
公路作为我国的最基本最常用的交通运输线路,路基是一个路面的支撑,承载着公路的主体,而我国国土面积广阔,地质和路况条件复杂,软土路段经常出现,如何保证软土路段路基的稳定和持久耐用成为了一个建设难点。软土路基是一种较为常见的特殊路基,其变形程度大,强度低,一旦处理不好,易引起路面沉陷、滑动、断裂,易在路堤与人工结构连接处会产生沉降差和跳车,从而造成重大事故。
2软土地基对公路质量的危害
2.1承载力不足
随着公路交通重载车流量逐年增大、公路设计等级越来越高,对路基的承载力要求也会越来越高。软土地基由于具有含水量大、孔隙率较高大特性,导致土层承载力不足、易发生剪切破坏,达不到路基基底的强度要求。如果没有正确合理的方法处理软土地基,工程完工的在一定时间内,会发生路面下沉坍塌、结构物破坏等重大质量安全隐患。
2.2沉降变形
软土路基孔隙率大、易压缩、变性大。软土地基如果没有处理或者处理不完善,在施工过程中,很容易导致路基础边坡变形、垮塌和移位。公路工程通车后,在工程自身和道路荷载共同作用下路基会产生沉降变形。常见的变形有路基不均匀沉降、路面开裂、结构物台背下沉跳车、涵洞及挡墙基础下沉等质量事故,严重影响了工程的使用寿命。
2.3软土结构成分分布不均,路基成分复杂
公路是线性工程,每一条公路要经过的路段都很长,所经过的软土路段在组成成分上存在着差异,不同的软土路基其密度和软弱度也不相同,当受到压力时所产生的形变也不一样,在路基下沉时下沉的程度也不一样,路面极易断裂和出现不同程度的坑洼。
3高速公路软土路基的特点
3.1变形与沉降
软土路基在外荷载或自身荷载作用下,会发生严重的变形和沉降,对道路的正常使用产生较大的影响,特别是在不均匀沉降较严重的情况下,会导致路面开裂和沉降在路堤和结构的交界处。因此,在设计处理软土路基时,必须进行详细的研究,详细了解软土层的地质特性,并采取合理的施工措施。只有这样,才能保证软土路基的稳定性,从而控制公路施工后的沉降。
3.2土壤强度、抗剪切强度低
由于软土结构比较单一、清晰。因此,在软土结构中,原土暴露在外界环境中会破坏絮状结构,大大降低土壤的强度,易引起土壤的流动状态,但软土会随着时间的推移逐渐恢复其强度。另外,软土具有压缩性高、渗透性差的特点。软土的压缩性一般小于4Pa,其压缩性与液限指数成正比。由于软土本身的渗透性较小,锤击方向的渗透系数一般为10-8-10-6cm/s,根据这种情况,土与土之间的重量和荷载需要很长的時间才能达到固结效果。而且,软土的抗剪强度相对较低。在我国天然软土结构中,软土的不排水抗剪强度小于20MPa,软土的内摩擦角一般为20°~35°。软土路基在荷载和排水固结条件下,其抗剪强度将发生较大变化,软土将发生排水固结。
4施工中软土路基存在的问题
4.1违背因地制宜的原则
在选址建设中,高速公路必须严格遵守当地条件,不能盲目选择。鉴于道路施工过程中不同位置和施工技术之间存在很大差异,数据主体应检查施工前后的现场环境。然而,就目前情况而言,由于软土处理技术不完善,对不同技术的比较,不可能开发出完整的程序。
4.2施工中的滑坡问题
软土加固技术实施比较缓慢,强度低,在高速公路建设过程中可能发生山体滑坡。施工时间越久,道路堵塞的时间越长,经济损失和质量问题就越严重。在道路施工过程中,开发基础稳定性有关的处理方法从而不影响施工期的进度和质量,这是道路施工的迫切问题。
4.3软土路基的沉降问题
软土地基的沉降问题是道路基础中最常见的问题。由于软土的特性,如流变性和高含水量,这些将极大地影响公路软土地基路基的稳定性。在公路建设结束时,容易造成软土路基,它影响高速公路的正常使用,生产安全隐患,为此应加强技术研究,避免公路建设中的公路沉降问题。
5公路路基施工中软土路基处理技术应用
5.1软土地基的表层处理方法
针对于软土地基的表层处理工作,主要可以分为三种方式:第一,在软土地基的表层添加固化剂。这种情况主要基于地基的表层是粘性土,在粘性土之中添加相应的固化剂,搅拌将软土层固化。常见的添加剂有水泥、熟石灰等,首先在软土层内加入石灰等固化剂,然后充分搅拌,将软土层的含水量大幅度降低,使土壤胶结成整体、坚实、稳定的板块结构,从而增加软土层的强度,降低软土的压缩性,提高了基底的承载力。
第二,在软土层上铺垫材料。在软土地基中的软土一般都呈现不均匀分布的特征,因此针对于这些不均匀的地基要进行特殊处理,才可以保证在实际公路路桥施工中,地基才不会出现不均匀的变形,或者是局部发生沉降的情况。利用铺垫材料的方法来处理软土地基,不仅可以提升地基的抗拉能力,同时还提升了地基的抗剪力,进而提升了地基的整体稳定性,可以保证在后续的施工生产中,施工机械设备可以进行顺利施工工作,一般采用的铺垫的材料中,多为化纤无纺布、玻璃纤维格栅等。
第三,砂垫层法。在软土层之中具有很高的含水量,并且这部分土层非常薄弱。如果在该软土层地基部分,铺设一层砂石,就会有效提升该图层的承载能力。一般情况下,如果软土层是在0.5到1.2米之间,就非常适用于软土层砂石铺垫的方法。这个厚度可以发挥所铺垫砂石层的排水功效,同时还可以固化软土层,进而方便在日后的实际施工中,各种施工机械进出施工现场。 第四,表层排水法。在进行软土地基的处理过程中,需要充分考虑具体的施工环境,进而在处理方法上结合施工环境采取正确的处理方法,例如,如果软土层具有良好的土质,单水分含量很高,就可以采用表层排水的方法,具体做法如下,首先在填土之前先开挖沟槽,目的在于将地表水排出,这样就降低了软土表层土壤中的含水量。
5.2垂直排水固结法
施工技术的原理实际上就是基坑降水。为有效降低地下水位,应根据具体施工规范设置相应的水井。同时,应选择功率较大的泵送装置,以排除积水。该施工工艺适用于厚度较大的软土路基,具有原理简单、操作简单、效果显著的特点。在实际应用中,施工技术还存在一些问题和不足。如果大量的地下水被抽出,将间接增加沉降的可能性。因此,在采用垂直排水固结技术处理软土路基时,有关部门应加强对地形和地下水的现场监测,通过细致准确的检测获取相关数据,制定最合理的排水固结技术。以离子施工方案为依据和标准,有效防止上述过量泵送,避免事故的发生,保证施工技术应用的实际效果。
5.3控制建设的宽度和路面厚度
因为软土路基结构的不稳定,所以在建设过程中,还需要更好的控制公路的建设宽度和路面厚度。在宽度上,尽可能的相对宽一些,这样一来,路面受到压力后,可以承受压力的面积也就变大了,对于路基的破坏可以适当的减轻;面积增大了,公路路面的厚度也应该适当增加,这样才能更好地分散路基承受的压力,降低对于路基和路边的损坏,提高公路整体的稳定性。
5.4高压喷射注漿法
这种方法主要是在施工开始之前,先要进行挖孔,这就是注浆所需的孔洞,其大小应该充分结合现场的环境和软土层的情况才可以开挖。首先要调制好水泥砂浆,主要保证砂浆要符合实际施工的质量需求,在此之后将这些砂浆注射到事先打号的孔壁之内,这个过程需要使用专用的高压喷枪。在实际进行喷射的过程中,高压喷枪必须保持旋转的状态,一直要保持到所有的注浆孔之内都填满了砂浆。通过使用这种方法,可以将软土地基与天然土壤、人工材料三者之间进行紧密的结合,进而提升软土层的抗压力和密度。
5.5软土路基抛石挤淤工艺
部分的软土路段,是原来的水田、鱼塘或者是因为坑洼而形成的积水区域,面对这样的路段,通常采用抛石挤淤工艺来进行建设。通过一定的手段向路基中加入片状的石块,来置换路基中的淤泥,提高整体的承压能力,对于水分的处理上也要注意,必须将水分排放到水系中,避免因为土壤结构的原因,再次形成积水区域。
5.6强夯法
这种处理方法已经是一种非常成熟的软土地基处理方式,这种方法需要利用重锤,一般为10-40吨,通过提升重锤至一定高度后自由落下,使之产生的势能转化为冲击能量,进而就会在地基上产生巨大的瞬间作用力,对土层中的孔隙进行压缩,同时排除其中的水分子和空气,进而实现了压缩和密实土壤的目的。这种方法施工非常简易,设备也相对简单,并且还具有速度快、原材料用量少等特点,因此得到了广泛的应用。为了保证施工中过程各项参数的科学性和准确性,首先应先进行试夯,各项目施工参数及夯实验收后数据达到要求,才可以进行正式施工。可以采用两遍点夯或者是满夯的方法,如果局部土层比较复杂,则可以采用三遍满夯以及四遍点夯的方式。如果有很差的土质,还要进行加强处理。
6结束语
综上所述,公路对于经济的建设是非常重要的,为了经济建设得到更好的保证,必须加强公路建设的质量保证,针对不同的路段情况,进行有针对性的公路路基建设,尤其是在软土路段的公路建设,在实际工作中,要具体问题具体分析,正确选择合适的处理技术方法,并对其进行不断优化和改进。软土路基的影响应控制在一定的允许范围内,以保证施工质量。
参考文献:
[1] 朱克南.公路施工中的软土地基处理技术探究[J].山东工业技术,2019(09):127.
[2] 王猛.高速公路施工中的软土路基施工技术[J].江西建材,2017,10(17):166.
[3]武晓燕.公路桥梁工程中软土地基施工技术分析[J].山西建筑,2019,45(05):138-139.
(作者单位:河南省洛阳市洛宁县公路局)