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摘 要:公路是连接区域经济发展的重要通道,是现代交通运输体系不可或缺的组成部分,鉴于公路覆盖空间的广泛性和公路建设中存在的多样的施工环境、气候和地质影响,软土地基是较为典型的地质形式之一,在我国分布广泛,被视为一大难点,如不妥善处理,将导致公路软土地基工程结构不稳定,容易发生事故。公路施工中软土地基上的关键技术对于保证公路施工质量、提高整体运输效率有很大影响。软土地基处理技术的发展有助于提升公路施工的质量,对公路施工的进一步发展意义重大。本文分析了软土地基常见的工程问题和软土地基处理技术的发展现状,提出了软土地基处理技术的发展趋势。
关键词:公路施工;软土地基;处理技术
公路交通是我国经济发展的重要支撑,也是国民经济固定投资的重点支撑工程。公路密度在持续增长的同时,还为经济的迅速发展、国家的建设等提供了便利条件,但同时,公路作为地面交通的一种形式,其建设受到多种因素的影响,我国软土地基的形式分布广泛,容易引起建筑结构的不稳定,因此,在公路施工中对软土地基的处理非常重要。在公路施工的实施中,鉴于软土地基的独特性质,因此道路建设项目首先要对软土地基进行科学合理的处理,加固处理软土地基,既能满足公路施工的基础要求,又能提高地基的刚度、强度和稳定性,从而保证地基的施工质量,提高道路工程质量。新方法是探索工程实践中的成果,但应用范围不够广,积累的经验不够,存在理论落后于实践的问题。希望工程建设、设计单位、科研机构密切合作,使这项新技术更加成熟,应用更加广泛。在公路施工中,为了更好地提高施工质量,必须采取相应的措施有效地处理这一问题,针对当前公路建设发展过程中存在的问题,在分析软土路基处理方法的基础上,组合加固技术研究方法、工程应用等方面的最新进展,深部软基处理新技术的结合,希望能应用到工程中。
一、公路建设中软土地基的不利影响及人为因素分析
软土不是一个特定的土壤和土质,而是一类具有相同响应特性的土层建筑物,通常分为淤泥、泥炭、软黏土等的施工。软土地基的定义在公路行业中基本上和建筑业中大同小异,表现为强度低、压缩性高、渗透性差等,可归为软弱土范畴。软土地基在公路建设中的不利影响非常大,这主要是由于公路地面运输的性质,地形、地质、水文等有很强的依赖性,而对于任何一种建设项目来说,地基是最基本的组成部分。公路基础直接决定公路结构的稳定性,影响公路建设的成本和难度,影响公路的安全[1]。通过分析软土地基的不良影响,加强了有关方面的注意。一是路面沉降,地面沉降是影响公路路基施工质量的最大因素,也是最常见的现象,客观上沉降的原因很多,如地基下存在的洞室、裂缝,或施工工艺和施工过程中出现的问题。结合软土地基的分析,由于施工中未能掌握路基压实度,导致稳定性降低或在过渡段和衔接段施工过程不当,如采用传统的带式结构,容易导致超载交通下的带断裂。相对而言,高速公路过渡段,黏结沉降问题的可能性较大,这是因为沉降本身与周围环境的变化密切相关,如雨水进入土壤结构后会发生变化,导致水土流失,强度减弱,道路碾压后引起沉降。二是路面的侵蚀和松动,硬化是路面处理的基本要求。从技术分析,路面结构层主要由碎石、混凝土、沥青等材料组成。经过长时间的通行和雨水侵蚀后,材料的紧密性会受到严重破坏,特别是在雨季。铺筑的路基材料会被冲刷松散并渗透到土层中,软土地基会加速路面的稳定性。三是造成路面不规则硬化,由于混合模式在软土地基的组成、组成比例、缺乏统一性等方面,受软土地基的影响不稳定,且路面施工材料易出现不规则硬化现象,这是因为,沥青混凝土路面施工的主要材料,与其配套的路面硬化问题有很大关系,如果不在合理的范围内,就会造成膨胀、沉降等迹象,进而形成路面呈现不规则硬化的现象。
软土地基对公路施工质量、造价、进度等有着客观的影响,但同时,人的因素也不容忽视。施工人员作为公路建设中唯一的能动因素,具有对设备、材料和技术的控制能力。一是公路工程施工人员在勘察设计中由于对软土地基地处位置的不详细了解造成了不准确和不完整的问题;二是在公路工程施工人员忽视施工的基础上改善软土地基处理,导致路基和路面施工后期出现问题甚至危及附近建筑物;三是公路工程施工人员使用的施工工艺、工艺、材料、设备不合理,造成路面沉降或垮塌;四是公路建设中材料存放不当,如未按要求进行分层填筑,造成土体过快压实,易失稳。
二、软土地基处理方法
换层法:它是将不好的软土地基土换掉,然后将压实特性较好的土壤回填压实或夯实,形成良好的持力层,以改变地基的承载力来提高地基的抗变形和抗变形能力,在工程建设中,常用的方法有碎石垫层法、换填法、抛石压实法等。
排水固结法:软土深度比较大时,应在地面垂直排水使其能有效地使垂直排水管和排水管在方形上混合共同形成一个完整的排水系统,可以有效地促进水的有效排出,使土壤强度得到有效增强,同时使地基的抗剪强度达到有效的稳定性和安全性,在一定程度上加强了改进。在这种情况下,它可以有效地延长基础的使用寿命和减少地基在使用过程中的沉降。排水固结法施工过程中,施工工艺要求相对较低,在建筑中不需要很高的建设成本。
预压方法:在施工前,采用砂、土等材料临时加载的方法,对地基进行堆载,施加一定的预压期,使基础预压,完成大部分沉降,提高地基承载力。卸载负载后,开始建造。
深层搅拌法:水泥搅拌桩法,是在水泥施工过程中作为固化剂,将搅拌机械作为软土地基的基础和水泥,按照相关标准和要求对软土搅拌施工进行有效的提高硬度,更能满足施工的强度要求,具有良好的整体性和水稳性,使水泥搅拌桩和水泥土结构形成复合地基结构,从而使地基的整体承载力不断增强。
三、公路建设中软土地基处理的分析与建议
排水混凝土芯砂砾石桩加固技术,采用预制钢筋混凝土核心桩和碎石桩核壳组合桩芯和垫层组合桩,将混凝土芯砂砂砾桩组合成桩。预制钢筋混凝土桩作为斜交钢筋,砂砾石作为垂直排水体,碎石垫层或砂垫层作为水平排水,桩荷载作为一个压缩系统。该方法可通过地基土的固结,加速桩基础孔隙水压力的消散,在施工后控制沉降范围内的桩压固结,提高地基承载力和稳定性[2]。长板短桩法,长短桩法是采用塑料排水板和长短水泥搅拌桩基础,长塑排水板对排水固结作用,可以提高短水泥短桩的地基承载力和稳定性,弥补长时间的排水固结问题。我国使用的很多施工都是振沖桩,振冲桩施工加工过程中会出现很明显的挤压现象,这种现象会使桩体倾斜现象明显,甚至桩体断裂,影响周边群众房屋质量影响很大。路基在施工过程中也会出现失稳现象,影响了路基的稳定性,这也使得整个道路的施工质量大大降低,所以为了能够有效地控制这种现象,必须给予钢筋、桩,在设置适当长度的同时,为了提高路基的稳定性,也在后护道施工过程中,泵压钻孔灌注桩的施工过程可以反映很好的效果,可以有效地控制挤压效果,同时,还可以减少施工过程中的施工噪声,很大程度上影响了施工质量,但这种施工成本很高,在实施过程中消耗量比较高,要求很高。 抛石挤淤法是目前国内公路软基处理中的一种常用施工方法,其基本原理是,在路基的底部和中间各部位抛出一定比例的砂砾,淤泥通过物理机制将“挤出”路基的范围,以提高路基强度。在这种方法中,需要注意的是,砾石的尺寸不能太小(直径大于或等于0.3m)。在碎石材料的选择中,应避免使用易风化和破碎的石头。该方法具有施工方便、快捷、成本低的优点,非常适合排水困难、多年的水洼,而且这种软土地基下的厚度很薄,通常没有鳞块,所以可以满足快速排除的需要。但是,需要注意的是,抛石挤淤法并不是到处都有,以一些沼泽地区为例,虽然理论上为抛石挤淤法,但在操作中会发现大型机械零件难以接近,石料运输成本很高。因此,建议在石料丰富、运距较短的环境中采用该方法。
水泥搅拌桩法主要采用水泥作为固化剂,对各种形式的软土地基具有适应性。其使用原理是用搅拌机将水泥掺入土中,充分搅拌,养护后水泥(主)与软土成分发生反应,以达到提高稳定性的需要。实践证明,粉土搅拌桩对粉土等软土具有明显的加固效果。需要注意的是,虽然水泥搅拌桩法可以迅速投入使用,但仍要根据材料的注入状态进行选择,其中包括湿态和干态两种[3]。指“湿”是指以浆液为材料,易搅拌,但硬化时间较长,而“干”用水泥粉作主要剂,这种方法缩短了硬化时间,但搅拌均匀性效果不好。在选择时,可根据软土含水量和组成比进行考虑。
排水固结法又称“预压法”,其造价低的特点得到了广泛的应用,特别是在市政道路施工中,在软土地基中设置了多种排水渠道形式,一种水平或竖向排水方式,改善了旧地基的边界条件,增加了路基的通行方式。间隙水,利用自身的附加荷载或结构,去除土体中多余的水分,防止地基沉降,提高地基的強度。显然,排水固结法主要是一种缓解软土含水条件的方法,具体应用时,排水固结法可分为不同的形式,如降水预压法、排砂桩预压法、袋装砂井法等,同样适用于不同的软土土地形态。该方法的缺陷是明显的,在整个过程中必须严格控制充填率,施工期也较长,因此不宜在软土地基覆盖大面积的地区使用。
四、结语
公路建设水平的发展反映了一个国家的经济发展水平,同时也是现代交通运输发展最基础的组成部分,公路工程本身具有投资大、工期长的特点,要保证其在国民经济发展中的有效作用,就必须加强软土地基的重要性。客观地说,软土地基处理技术是一个国际性的问题,没有统一的标准和统一的模型进行处理,要综合运用技术面、整体布置,不断引进新技术、新设备,提高施工人员技术素质,才能有效地进行,保证工程质量。
参考文献:
[1]王飞,田艳红.浅议公路施工中软土地基处理技术及其主要应用[J].工程技术(文摘版),00214.
[2]张立取.浅析道路施工中的软土地基处理技术[J].城市建设理论研究(电子版),2016,006(008):3032.
[3]卢忠一.公路工程施工中的软土地基处理技术浅析[J].工程技术(全文版),2016,000(004):285.
关键词:公路施工;软土地基;处理技术
公路交通是我国经济发展的重要支撑,也是国民经济固定投资的重点支撑工程。公路密度在持续增长的同时,还为经济的迅速发展、国家的建设等提供了便利条件,但同时,公路作为地面交通的一种形式,其建设受到多种因素的影响,我国软土地基的形式分布广泛,容易引起建筑结构的不稳定,因此,在公路施工中对软土地基的处理非常重要。在公路施工的实施中,鉴于软土地基的独特性质,因此道路建设项目首先要对软土地基进行科学合理的处理,加固处理软土地基,既能满足公路施工的基础要求,又能提高地基的刚度、强度和稳定性,从而保证地基的施工质量,提高道路工程质量。新方法是探索工程实践中的成果,但应用范围不够广,积累的经验不够,存在理论落后于实践的问题。希望工程建设、设计单位、科研机构密切合作,使这项新技术更加成熟,应用更加广泛。在公路施工中,为了更好地提高施工质量,必须采取相应的措施有效地处理这一问题,针对当前公路建设发展过程中存在的问题,在分析软土路基处理方法的基础上,组合加固技术研究方法、工程应用等方面的最新进展,深部软基处理新技术的结合,希望能应用到工程中。
一、公路建设中软土地基的不利影响及人为因素分析
软土不是一个特定的土壤和土质,而是一类具有相同响应特性的土层建筑物,通常分为淤泥、泥炭、软黏土等的施工。软土地基的定义在公路行业中基本上和建筑业中大同小异,表现为强度低、压缩性高、渗透性差等,可归为软弱土范畴。软土地基在公路建设中的不利影响非常大,这主要是由于公路地面运输的性质,地形、地质、水文等有很强的依赖性,而对于任何一种建设项目来说,地基是最基本的组成部分。公路基础直接决定公路结构的稳定性,影响公路建设的成本和难度,影响公路的安全[1]。通过分析软土地基的不良影响,加强了有关方面的注意。一是路面沉降,地面沉降是影响公路路基施工质量的最大因素,也是最常见的现象,客观上沉降的原因很多,如地基下存在的洞室、裂缝,或施工工艺和施工过程中出现的问题。结合软土地基的分析,由于施工中未能掌握路基压实度,导致稳定性降低或在过渡段和衔接段施工过程不当,如采用传统的带式结构,容易导致超载交通下的带断裂。相对而言,高速公路过渡段,黏结沉降问题的可能性较大,这是因为沉降本身与周围环境的变化密切相关,如雨水进入土壤结构后会发生变化,导致水土流失,强度减弱,道路碾压后引起沉降。二是路面的侵蚀和松动,硬化是路面处理的基本要求。从技术分析,路面结构层主要由碎石、混凝土、沥青等材料组成。经过长时间的通行和雨水侵蚀后,材料的紧密性会受到严重破坏,特别是在雨季。铺筑的路基材料会被冲刷松散并渗透到土层中,软土地基会加速路面的稳定性。三是造成路面不规则硬化,由于混合模式在软土地基的组成、组成比例、缺乏统一性等方面,受软土地基的影响不稳定,且路面施工材料易出现不规则硬化现象,这是因为,沥青混凝土路面施工的主要材料,与其配套的路面硬化问题有很大关系,如果不在合理的范围内,就会造成膨胀、沉降等迹象,进而形成路面呈现不规则硬化的现象。
软土地基对公路施工质量、造价、进度等有着客观的影响,但同时,人的因素也不容忽视。施工人员作为公路建设中唯一的能动因素,具有对设备、材料和技术的控制能力。一是公路工程施工人员在勘察设计中由于对软土地基地处位置的不详细了解造成了不准确和不完整的问题;二是在公路工程施工人员忽视施工的基础上改善软土地基处理,导致路基和路面施工后期出现问题甚至危及附近建筑物;三是公路工程施工人员使用的施工工艺、工艺、材料、设备不合理,造成路面沉降或垮塌;四是公路建设中材料存放不当,如未按要求进行分层填筑,造成土体过快压实,易失稳。
二、软土地基处理方法
换层法:它是将不好的软土地基土换掉,然后将压实特性较好的土壤回填压实或夯实,形成良好的持力层,以改变地基的承载力来提高地基的抗变形和抗变形能力,在工程建设中,常用的方法有碎石垫层法、换填法、抛石压实法等。
排水固结法:软土深度比较大时,应在地面垂直排水使其能有效地使垂直排水管和排水管在方形上混合共同形成一个完整的排水系统,可以有效地促进水的有效排出,使土壤强度得到有效增强,同时使地基的抗剪强度达到有效的稳定性和安全性,在一定程度上加强了改进。在这种情况下,它可以有效地延长基础的使用寿命和减少地基在使用过程中的沉降。排水固结法施工过程中,施工工艺要求相对较低,在建筑中不需要很高的建设成本。
预压方法:在施工前,采用砂、土等材料临时加载的方法,对地基进行堆载,施加一定的预压期,使基础预压,完成大部分沉降,提高地基承载力。卸载负载后,开始建造。
深层搅拌法:水泥搅拌桩法,是在水泥施工过程中作为固化剂,将搅拌机械作为软土地基的基础和水泥,按照相关标准和要求对软土搅拌施工进行有效的提高硬度,更能满足施工的强度要求,具有良好的整体性和水稳性,使水泥搅拌桩和水泥土结构形成复合地基结构,从而使地基的整体承载力不断增强。
三、公路建设中软土地基处理的分析与建议
排水混凝土芯砂砾石桩加固技术,采用预制钢筋混凝土核心桩和碎石桩核壳组合桩芯和垫层组合桩,将混凝土芯砂砂砾桩组合成桩。预制钢筋混凝土桩作为斜交钢筋,砂砾石作为垂直排水体,碎石垫层或砂垫层作为水平排水,桩荷载作为一个压缩系统。该方法可通过地基土的固结,加速桩基础孔隙水压力的消散,在施工后控制沉降范围内的桩压固结,提高地基承载力和稳定性[2]。长板短桩法,长短桩法是采用塑料排水板和长短水泥搅拌桩基础,长塑排水板对排水固结作用,可以提高短水泥短桩的地基承载力和稳定性,弥补长时间的排水固结问题。我国使用的很多施工都是振沖桩,振冲桩施工加工过程中会出现很明显的挤压现象,这种现象会使桩体倾斜现象明显,甚至桩体断裂,影响周边群众房屋质量影响很大。路基在施工过程中也会出现失稳现象,影响了路基的稳定性,这也使得整个道路的施工质量大大降低,所以为了能够有效地控制这种现象,必须给予钢筋、桩,在设置适当长度的同时,为了提高路基的稳定性,也在后护道施工过程中,泵压钻孔灌注桩的施工过程可以反映很好的效果,可以有效地控制挤压效果,同时,还可以减少施工过程中的施工噪声,很大程度上影响了施工质量,但这种施工成本很高,在实施过程中消耗量比较高,要求很高。 抛石挤淤法是目前国内公路软基处理中的一种常用施工方法,其基本原理是,在路基的底部和中间各部位抛出一定比例的砂砾,淤泥通过物理机制将“挤出”路基的范围,以提高路基强度。在这种方法中,需要注意的是,砾石的尺寸不能太小(直径大于或等于0.3m)。在碎石材料的选择中,应避免使用易风化和破碎的石头。该方法具有施工方便、快捷、成本低的优点,非常适合排水困难、多年的水洼,而且这种软土地基下的厚度很薄,通常没有鳞块,所以可以满足快速排除的需要。但是,需要注意的是,抛石挤淤法并不是到处都有,以一些沼泽地区为例,虽然理论上为抛石挤淤法,但在操作中会发现大型机械零件难以接近,石料运输成本很高。因此,建议在石料丰富、运距较短的环境中采用该方法。
水泥搅拌桩法主要采用水泥作为固化剂,对各种形式的软土地基具有适应性。其使用原理是用搅拌机将水泥掺入土中,充分搅拌,养护后水泥(主)与软土成分发生反应,以达到提高稳定性的需要。实践证明,粉土搅拌桩对粉土等软土具有明显的加固效果。需要注意的是,虽然水泥搅拌桩法可以迅速投入使用,但仍要根据材料的注入状态进行选择,其中包括湿态和干态两种[3]。指“湿”是指以浆液为材料,易搅拌,但硬化时间较长,而“干”用水泥粉作主要剂,这种方法缩短了硬化时间,但搅拌均匀性效果不好。在选择时,可根据软土含水量和组成比进行考虑。
排水固结法又称“预压法”,其造价低的特点得到了广泛的应用,特别是在市政道路施工中,在软土地基中设置了多种排水渠道形式,一种水平或竖向排水方式,改善了旧地基的边界条件,增加了路基的通行方式。间隙水,利用自身的附加荷载或结构,去除土体中多余的水分,防止地基沉降,提高地基的強度。显然,排水固结法主要是一种缓解软土含水条件的方法,具体应用时,排水固结法可分为不同的形式,如降水预压法、排砂桩预压法、袋装砂井法等,同样适用于不同的软土土地形态。该方法的缺陷是明显的,在整个过程中必须严格控制充填率,施工期也较长,因此不宜在软土地基覆盖大面积的地区使用。
四、结语
公路建设水平的发展反映了一个国家的经济发展水平,同时也是现代交通运输发展最基础的组成部分,公路工程本身具有投资大、工期长的特点,要保证其在国民经济发展中的有效作用,就必须加强软土地基的重要性。客观地说,软土地基处理技术是一个国际性的问题,没有统一的标准和统一的模型进行处理,要综合运用技术面、整体布置,不断引进新技术、新设备,提高施工人员技术素质,才能有效地进行,保证工程质量。
参考文献:
[1]王飞,田艳红.浅议公路施工中软土地基处理技术及其主要应用[J].工程技术(文摘版),00214.
[2]张立取.浅析道路施工中的软土地基处理技术[J].城市建设理论研究(电子版),2016,006(008):3032.
[3]卢忠一.公路工程施工中的软土地基处理技术浅析[J].工程技术(全文版),2016,000(004):285.