公路设计中软土地基的设计探讨
2015-08-04王旭斌
王旭斌
(青海蓝图公路勘测设计有限责任公司,青海 西宁 810000)
公路施工过程中,最重要的是地基的夯实,只有稳固坚硬的地基,才能保障公路施工建设的安全。而我们国家幅员辽阔,地形条件比较复杂,南方一些地区的土质比较疏松,形成了特有的软土地貌,如何提高软土公路地基的稳固性,就成为了制约公路施工建设的一个重要瓶颈。为此,笔者通过大量的信息调查和数据分析,提出了一套可行的软土地基设计方案,希望能够给国家的公路建设贡献出自己的一份力量,同时也希望能够通过本文的介绍,为广大老百姓谋取福利。
一、软土地基概念及基本特征
为了严格的界定软土地基的基本概念,并将软土地基的设计和管理更加系统化,我们国家的公路法对于软土地基的概念进行明确的界定,规定滨海、湖沼、谷地河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高及抗剪强度低的细粒为软土,凡是在这些区域进行公路设计施工的工程,则需要解决的地基施工就为软土地基。简言之,所谓的软土地基就是人们常说的那些含水量比较多,图纸比较疏松,承载地比较低下的地基。这些地基稳定性极差,即使采用了相关的技术手段进行了公路的设计施工,那么后期的公路养护工作也十分繁琐,总之软土地基的公路设计要远比正常公路设计复杂得多,所需要考虑的问题也相对来说比较繁琐。
二、公路中软土地基处理设计原则分析
对于软土地基的设计和施工,我们的最低要求就是软土地基能够有一定的稳固性,并能够承载公路运输所需要承担的负荷。在公路的正常使用年限内,不能够发生比较严重或者是比较明显的地基下沉,确保公路上车辆和人员通行的安全性。由于这个设计和施工的难度比较大,座椅在进行软土设计的过程中,首先需要遵循的原则就是尽量的避开软土地基路段。在平原地区,公路的选址应该远离河流和湖泊,在丘陵地带,公路的选址应该尽量远离水源或者是小河流。尤其是南方地区地势复杂,水量充足,在进行公路选址之前,必须充分的调取和考察当地的近年来的降水量。同时,在选择相应的软土地基处理办法时,要充分利用当地的资源,尽量降低施工成本,减少施工量,确保公路建设高效的开展起来。
三、公路软土地基常见的处理方法及适用条件
虽然软土地基的施工难度比较大,但是并不是我们就无法应对软土地基,我们在总结了大量的软土地基处理方案的基础上,通过反复的数据分析和调查研究,提出了几点比较可行的软土地基处理办法,下面进行详细的介绍:
(一)软土地基常用处理方法
1 动力固结法:这是最简单也是最为原始的施工方式,即利用比较沉重的夯石,通过机械设备将其吊起,并突然放松,使夯石出现自由落体运动,利用夯石的本身重量和惯性,使软土变得致密,最终形成一定的稳固性。这种放大的操作比较简单,成本比较低廉,但是对于那些含水量比较大的突然来说,效果不是很明显,因此具有一定的局限性。
2 置换法:既然对于那些比较难以处理的软土,我们不能够很好的解决,那么就可以思考将这些软土剔除掉,这种思路就演变成了现在所应用的置换法。所谓的置换法就是将土壤中的软土挖除一部分,然后代替填充上具有一定承载能力的砂石,将软土地基变成普通地基,从而降低施工难度。需要注意的是,这种方法中对于剔除掉多少软土,需要具体结合当地交通运输的能力而科学的确定下来,同时砂石的运输途径业需要进行充分的调查。这种方法能够有效的跳公路的使用寿命和使用质量,是一种常见的软土地基处理方法。
3 复合地基法:软土地基中通常含有大量的水分,利用化学中的中和反应原理,我们可以在这些软土中搅拌入一些石灰石和水泥,他们与水发生化学反应,吸收水分,释放热量,同时还能够产生新的坚硬的物质,这样,软土就在无形中变成了普通的具有一定承载能力的土壤,施工的难度就降低了。采用这种方法时需要考虑经济成本,利用石灰石和水泥的数量也需要进行科学的规划。
4 土工织物铺垫:在软土地基表层铺设一层或多层土工织物,可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降,又可以提高地基的承载能力,同时也不影响排水。对于淤泥之类高含水量的超软弱地基,采用砂井及其他深层加固法之前,土工织物铺垫可作为前期处理,以提高施工的可能性。
(二)软土地基处理方法的适应条件
对于软土深度较厚、路堤较高、工期要求紧的高等级公路,为解决工后沉降,采用刚性桩复合地基法处理其桥头路段,一般路段采用排水预压进行软土地基处理,而桥头路段和一般路段的连接过渡段之间差异工后沉降采用变桩距或变桩长的刚性桩复合地基法处理逐渐向预压法处理的一般路段进行过度。
四 公路软土地基设计
某公路全长60km,要求设计为双向四车道,路面宽度为25.0m,设计速度为75km/h,由于该公路主要以软土地基为主,并且该地层从上到下为软可塑性亚粘土、砂性土,其中,顶部软可塑性粘土的厚度为1.0m~1.5m,沿线分布有几段高边坡。因此,针对该公路的设计,行车道的宽度应为2×2×3.75,中间带应为4m,硬路肩应为6m。
结语
公路设计和施工是国家基本设施建设的一个重要组成部分,我国的公路设计和施工都是由政府机关组织领导的,因此,必须对广大的人民群众负责。因此,在进行软土地基的设计时,首先要参照国家的相关法律法规来进行,任何违反国家法规的设计都是不可以的;其次,对于软土地基的设计要充分利用当地的现有资源,并具体问题具体分析,尽量缩减成本,在以最低的经济成本换取最高质量的公路建设。希望通过广大公路设计人员的不懈努力,未来我国的软土地基设计将会越来越精良。
[1]何宁,高凯,王国利.公路软土地基处理设计方法探讨[J].现代交通技术,2010(06):18-21.
[2]阿布来提·吐尼牙孜.公路软土地基的勘察设计方案探析[J].交通标准化,2013(24):32-34.