公路工程软土路基处理方法探讨

2015-01-08李平

中国科技纵横 2014年12期

关键词：桩体软土土层

李平

(四川艺馨环境景观工程有限公司,四川成都 610017)

公路工程软土路基处理方法探讨

李平

(四川艺馨环境景观工程有限公司,四川成都 610017)

在进行公路工程施工的过程中,难免会碰到一些地基条件不符合筑路条件的情况。软土路基就是其中的一种。这种地基因为过分黏软,总体承载能力较低而无法满足正常的筑路要求。因此,在实际施工的过程中,需要对其进行加固处理。接下来,本文就以公路工程软土路基的处理为出发点,通过总结分析软土性质和分类,明确在不同的软土层上修建公路工程时的处理方法,并探讨在实际施工过程中应该注意的问题。

软土路基有效对策问题处理效果

作为公路建设当中必须面对的问题,软土路基的处理同样也是公路施工过程中的重大难题之一。软土路基处理也就是人们所熟知的地基加固处理。在处理的过程中,施工队伍需要通过加固土层、添加混合物等改变软土本身的性质,尽可能减少其中水分存在,提高其耐压性,增强软土加固后在公路建设当中的实用性。当然,如若处治不当除了会造成路面不够牢固,减少公路的使用年限,更有可能造成当前多发的路面沉降问题,形成一定的经济损失及人员伤亡事故。因此,在实际的施工过程中,施工队伍要按照不同土层条件、不同地区的气候条件、不同地域的土质条件等等进行相应的处理方式调整,尽可能利用较少的人耗、物耗来保证软土处理质量,保证公路工程的顺利开展。

1 公路工程软土路基性质与分类

软土主要指的是具有一定黏性且不具备坚硬性质的孔隙较大、可塑造性较强、承压能力较低的土层。一般情况而言,这类土壤与泥沼非常相似,因土层中所含水分较多,其所组合而成的地基一般较为柔软,无法形成满足在其上面修筑公路的承载力。不过,由于这类土壤是由泥炭经过长时间分化、融合而形成的,因此除去高度的软性之外,这类地基还具有高度的黏性,且因地下水位较低,这类软土层的黏性也使得其本身不具备成为水地的可能。

软土层根据不同地质环境的变化还分为不同的类型;在地势较低的地方形成的软土层一般被称为低地泥沼,在地势较高的地方形成的软土层则是高地泥沼。而根据所临水地类型的不同,软土层还被分为滨海型软土、河滩型软土等等类型。

2 公路工程软土路基处理的有效对策

2.1 表层处理法

与其他换置材料的方法相比,表层处理法主要指的是在软土处理过程中,结合软土本身的性质在其表面做一些文章。在利用这一方法进行处理时,施工队伍首先会对软土进行排水工作。利用排水沟等排水方法尽可能减少土层中地表的含水量;其次,对排完水的土层进行回填。在回填的过程中,施工队伍一般会在软土表面铺设一些透水性较好的材料。之后,通过对铺设材料的压实,强化软土本身的排水能力,以方便其尽快固化。而这些透水材料的厚度选择与软土本身的厚度、地表实际高度及软土本身的排水性能相关。当然,在压实的过程中,可以利用一些机械作业,尽可能减少人力输出,也相应的减少一些人工压实造成的土层受压不均等现象。事实上,这种方法一方面可以较大限度的减少施工的困难,适用度较强,另一方面也有助于提高整体的工作效率。

2.2 水泥搅拌桩法

水泥搅拌桩法属于深层固化方法的一种。其主要指的是利用水泥这类石灰材料与水进行一系列化合作用,进而提高水泥本身的坚实程度;而在水泥与水的化合作用完成之后,新形成的固化水泥就可以被当作较为坚硬的桩体,这些桩体可以用来和其周围的土层进行相互的结合,从而形成由多重材料混合的地基。就实际使用的状况来看,水泥的抗压能力较强,承载力较高。与水泥混合之后的软土中的水分也大部分被水泥所吸收用于土层本身的固化加强,因此路基整体实用性较高,耐压能力较好,同时也不会出现路面不均匀沉降现象。而且施工消耗量较少,对环境和地质条件要求也较低,且工作效率能够大大提高。

2.3 预应力管桩法

预应力管桩法初期工作与表层处理法类似。需要先在软土表层铺垫一定厚度的砂层。砂层一定要颗粒较大,保证其透水性的同时能起到缓冲软土所承接的压力的效果。之后进行一系列的试桩、吊桩、沉桩等方法对软土进行固化处理。这一方法的主要原理就是通过提高软土本身的承载能力和抗剪强度,来增强软土本身的坚实程度,尽可能避免软土断裂的现象出现。事实上,通过这一方法的运用,能够有效提高软土本身的坚实程度,增强土层的可塑造性和韧性;且这一方法对施工条件要求并不严苛,适用性较高,施工过程中的整体质量能够被及时的有效掌握,而且施工成本不会过高。尤其在软土面积较大,土层所含水分较多的南方,这一方法得到了众多公路建设者的认可。

3 应注意的问题与处理效果思考

在对不同的路基进行软土处理的过程中,公路建设者应该注意首先需要提前检验地基类型,尽可能清除淤泥,避免某些孔隙较大、杂质较多的地基状况造成的沉降现象。其次,在铺筑工作开始之前,需要根据地基情况选择不同的施工方法。

而在选择施工方法时,就以上介绍到的三种方法,需要注意以下内容。

在使用表层处理法对软土进行加固时,首先需要对软土本身的土质结构进行分析处理,明确其排水性和可塑性,了解其坚实程度和被加工后的稳定性。就现实情况而言,有些土层虽然具备软土的性质,但是由于其中的沉积物较多,可能混杂一些矿物质或者其他性质的土壤,虽然这些物质对软土本身的排水效果影响不大,但是对施工过程中的软土压实工作可能会产生较大的影响;其次,要根据之前的分析处理进行合理的铺垫层材料选择,明确铺垫层的厚度以及夯实过程中的压力大小。尤其要注意的是,选择的材料透水性要较高,否则软土本身虽被压实,但水分依然会被存积于土层当中,可能导致软土回复本性,进而造成路面的不均匀沉降现象,最终影响公路的使用;最后,要根据软土加固过程中的具体状况进行处理工作的调整,有些软土层可能土壤成分较为单一,相邻土层也没有影响软土排水的性能,否则需要对排水方式进行一定的调整。当然,依据软土排水过后的性能表现,施工队伍还可以考虑是选择在土壤中混合进性质较为稳定的加固材料,还是直接利用机械作业进行软土的压实工作。

在使用水泥搅拌桩法进行施工时,首先,被加工的软土层在排水工作完成之后,其在被剪切时的断裂程度应该低于45kPa;其次,某些含水量高于70%且酸性较强,具备较大的泥沼特性的地段不适宜用此种方法筑造路基,不仅人力、物力消耗较大且填充工作困难,相对于整个施工工作来说,得不偿失;再次,如果软土层并非单纯的土质结构,而是混有其他一些矿物质,同样不适于采用水泥搅拌桩的方法,因为虽然软土层可以被加工固化,但是矿物质本身的结构复杂,如果简单的进行固化处理,可能损坏矿物质本身的结构或者被矿物质所破坏,土层的承载力也会大大降低,固化工作达不到原有效果。最后,还要根据不同的地质条件进行施工程度的改变。一般来说,这类方法的改变可以通过对水泥控制量的高低来改变。对水泥量控制较好的方法常适用于含水量较少的软土层,其加工较为方便,施工过程也可以相应简化;而对水泥量控制较差的方法则相对应的适用于含水量较大的软土层,虽然水泥本身的用量无法控制,但是可以通过此方法尽快吸收路基中的水,减少路基压实过程的困难,提高路基本身的坚固程度。

而在使用预应力管桩法时,则要注意:首先,在下桩之前的缓冲土层铺垫过程中,施工队伍需要注意铺垫层本身的透水效果和缓冲效果,避免承受压力过大而破坏软土实用性能的现象发生;其次,下桩之后,由于软土本身的软黏特点,之前下沉的桩体可能会因为土层的变化而变化,而这些变化的桩体如果坚实程度较好,则可继续使用,而如果坚实程度较差,则应该根据当前的条件进行再次下桩固化,并需要施工队伍反复进行桩体抗压能力试验。再次,根据地质条件的不同,打桩的顺序也应该被控制。一般来说,在那些孔隙较大的软土中,需要使用跳打或者梅花桩的打法。另外,有些桩体由于施工过程中不够坚实,因此需要施工队伍对其进行沉降观察,保证桩体不会因为路基沉降造成路面不够平整的问题之后再进行下一步工作。最后,需要根据实际情况进行施工速度控制。即需要按照软土水平和能力进行一定的填充工作控制,而实际的施工速度则需要按照施工现场的数据分析得出。

就处理效果而言,三种方法都能达到固化软土,提高软土本身稳定性,减少沉降现象发生等效果;而就实际效果而言,表层处理法由于施工过程简单易操作,本身成本较低,不会涉及太多专业化器械的使用,施工队伍可以根据自身监测到的施工过程中软土地基的处理情况进行相应的方法选择,因此适用度较广;水泥桩搅拌法则由于需要石灰等材料,且需要使用特殊的专业器械,因此比较适用于一些土质本身含水量较高且黏性较大的土层中;而预应力管桩法本身承载能力较好,施工周期较短且施工队伍能够根据实际状况进行工作调整,施工成本较低,因此受到广泛应用。当然,这一方法最适宜用于降水量较大,软土层较广且厚度较大、实用性较差的南方。所以在实际的施工过程中,要根据土质本身的条件和土层结构进行有效的处理方法选择。