关于公路施工中软土地基处理技术的研究
2018-03-27魏鹏
魏鹏
摘要:随着社会的发展,我国交通行业迅速发展,以满足人们的出行需求。但公路施工过程中,会遇到各种问题,其中软土地基的处理将直接影响公路施工的质量。本文将分析公路施工中软土地基处理技术,阐述其处理方式,处理原则,以及注意事项等问题。以期能够强化我国在软土地基区域公路施工的质量,强化处理技术,为建设高质量的公路提供具有建设性意义的参考。
关键词:公路施工;软土地基;处理;质量
0.引言
软土地基是公路施工过程中常见的现象,地质条件不同、社会环境、气候环境等都会导致土质情况的差异。软土地基施工技术将直接导致公路施工的质量,影响公路的使用寿命,以及使用体验。因此,应重视软土地基的施工技术,充分了解软土地基的特点,解决施工过程中遇到的各种问题。继而实现工程造价最低、工程质量最优、工程周期最短。
1.软土地基的特点
软土地基本身的空隙非常大,且强度低、凝聚力低、渗透系数小、水分多。在公路施工过程中,难免会遇到软土地基的区域,严重影响施工质量。软土地基具有典型的特点,其变形性较大,抗剪强度低。在外力的振动的影响下,极易发生变形导致地基下滑,地基下部的土被挤出。且软土地基的沉降十分不均匀,在施工期间常会受到外界环境的影响,出现不均匀沉降的现象。加之软土的水分较多,地基荷载能力十分脆弱,但压缩性高,在施工期间会受到建筑物真身的重量而产生大幅度下沉。若未能采取有效的措施,公路在日后的使用中将影响使用体验,突发性的大幅度下沉将带来不可预期的后果。
因此,对软土地基采取适当的举措,可有效增加软土地基的承载力,尤其是不均匀变形现象将的得到有效的缓解。且改善地基压缩特性、动力特性、剪切特性、以及渗透特性等。在自然灾害时,可有效环节外界因素对软土地基造成的影响,防止公路发生恶性事故,确保公路运输安全。
2.软土地基施工影响因素
除软土地基自身特点的影响因素以外,还包括施工期间所带来的影响。
设备影响因素。我国公路事业的发展十分迅猛,且对公路施工质量的要求也在不断增加。但机械设备的发展速度与公路事业的发展存在矛盾,难以满足当前公路施工的基本要求,无法更好的满足地基处理技术的需要,导致地基处理质量低下,安全性较差。
工程管理的影响因素。当前,我国监管部门对公路施工过于重视形式,缺乏科学有效的管理手段,公路施工质量未能得到有效的控制。监管力度薄弱,监督力度过小,往往出现各种低级的质量问题,或安全问题。
处理技术影响因素。在施工期间,未能根据实际情况采取有效的举措,未能做到因地制宜,导致施工技术存在盲目、科学性依据不足等问题。若施工方法不当,自然造成施工成本的增加,工期的延长,以及质量的下降。
人员影响因素。公路施工人员素质问题也将对软土地基施工造成较大的影响。由于施工人员文化程度较低,缺乏熟练的操作技能,或未经过严格的技术培训,导致软土地基处理过程中存在明显的缺陷。也存在部分施工人员省时省料,使得施工标准未达要求,增加安全隐患。
3.软土地基施工处理技术
3.1常见软土地基处理技术
3.1.1强夯法
一般适用于范围较小、湿陷性黄土、碎石土、以及黏性土等土质。使用强夯法的过程中,要求重锤下落要稳,要快。要求基坑不可过深,保证夯击力度有效,周围无隆起。强夯法所采用的机械设备通常为25吨的轮胎吊车,配以自动脱钩装置,由高处自由下落,对地面产生打击力,使软土密度增加,变得更加坚硬。强夯法与其他技术相比较,更为简便,且材料使用数量上占据优势,成本低廉。能够有效解决大范围的软土地质情况,使用较为广泛。
3.1.2强夯换置法
随着技术的进步,在强夯法的基础上,出现了强夯换置法。在作业的机理上有着一定的共通性,但在施工作业技巧以及处理方式等方面仍旧存在一定的差别。如强夯法主要用于散沙类软土地基,可提升软弱土地基的紧密性。而强夯换置法则主要用于对粘性较高的软土地基的加固处理,可有效解决粘性土可塑性问题,并利用粘性土本身的结构性质,增强结构的强度,以满足公路施工中对地基的基本要求。
3.1.3深层水泥搅拌技术
主要包括:袋装砂井法、振冲碎石桩法、挤压砂桩法、塑料排水板以及粉喷桩等方法。袋装砂井法在处理高速公路等级较高的软土地基中具有优势,即将袋装的沙袋投入套管井内,并填满,密实后将套管拔出,在表面铺设砂层,保持凭证。此时,上部填土路基在承受荷载作用时,软基内的水分会使得砂与水平砂层之间联通,产生排水通道,进而将软基内的水分完全排除,以达到加固作用。
挤密砂桩法中,与沉管灌注桩的方法类似,即通过冲击与振动,将砂挤入土中,而起到加固作用。挤密砂桩在使用期间,可对地基起到排水作用,继而加固地基,提升地基的抗剪强度以及承载能力,有效减少不均匀沉降的现象。但该种状况仅适用于砂性土,对于饱和的软粘土地存在一定的缺陷。
袋装砂井与挤密砂桩所使用的砂标准基本相同,但挤密砂桩可以使用砂与角砾的混合料,用料途径较广。
3.1.4表层处理法技术
该技术主要用于稳定性较差的软土地基,根据其处理方式可分为三个步骤。表面水渠開挖,在施工场地附近建立一个小型的水渠,以起到排水作用。通过结构压实的方法,将软土地基内部的水分排出,降低其含水量,以提升软土地基的密度。处理软土层沙垫,在更深层软土结构处进行处理,以改变地基的稳固性,提升地基处理效果。最后待地基呈干燥状态后,对软土地基采取压实处理,以使得其符合公路施工的基础标准,避免软土地基遇水膨胀,提升其结构的稳固性。
3.1.5浅层软土地基处理技术
浅层软土地基处理方法主要包括表层压实、土工织物加筋垫层、以及换土垫层等方法。在实际施工过程中,要重点关注表面加固处理环节。主要在黏土以及砂土表面进行加固处理,结合土质以及含水量,确定其分层以及厚实度压实次数。若在施工期间,对水量有着严格的要求,则应在其中拌入石灰,或采取晾晒等方式,将其预压后在进行分层压实工作。而在换土垫层技术角度来分析,主要体现在将原有软弱的土质换成符合标准的土质,主要适用于淤泥质黏土表层,以及软弱土表层等处。
3.2施工注意事项
3.2.1技术选择原则
无论选择哪种软土地基处理方法,都应秉持以下几点原则:
经济合理。应结合软土地基的实际情况,合理选择机械设备,合理分配人力资源,以及材料的供应。
因地制宜。应结合软土地基的地质条件,选择合适的处理技术。并在施工期间尽可能就地取材,减少运输。以节省运输费用与材料费用。
缩短工期。在施工期间,应尽可能缩短施工周期,降低人工管理费用,机械使用费用等,以降低成本的投入。
3.2.2注意事项
公路软土地基处理中,应综合分析各种影响因素,采取对应的举措。在地基状况方面,应考虑地质条件对软土地基处理的影响。如粘性土通常采用压实的方法,在处理过程中应尽可能减少对地基的扰动,增加地基密度。砂性土通常采用挤实砂桩法,或振动压实法,通过增加密度,排水等途径,改善砂性土的液化状态。当地基的软土层较浅时,则简单处理即可,但若软土层较厚,则需要长时间的固结,排水,沉降,进而增加地基的强度以及承载能力。
在施工期间,也应结合公路等级的要求,对道路性质进行分析。公路道路等级越高,其平整度的要求也越高,对软土地基的承载能力处理的要求也随之增加。反之,若公路等级较低,可先对公路路面简单铺设,待地基沉降结束后,再铺设常规的公路路面,在节省成本投入的同时,也能够缩短施工周期。另外,路堤的设计宽度以及高度,也应纳入考虑范围内,并成为重点因素之一。通常,若采用换填土层的方法处理软土地基时,对宽而低的路堤常常会造成破坏现象。因此,对于高而大,且稳定性不足的路堤,应结合实际情况,采取正确的处理技术。
软土地基技术选择过程中,不仅要考虑地基地质情况,以及成本投入,施工周期等本质性问题,还应合理分析公路周围的环境,以及施工时对环境的影响。如在处理过程中,对地基进行振动、夯实等处理时,要考虑该动作对地下水位变化的影响,以及对泥水散落等的影响。应分析散落泥水是否会对施工路段造成影响,以及振动时,地下水位突然升高,对软土地基处理效果的影响等。例如,在处理路堤较高且软土性质较明显的路段时,施工周围往往会发生大规模的隆起或沉降,若施工周围存在村庄或民房等建筑物,将分析建筑物对地基沉降带来的加剧效果,以及剪切变形等现象的产生。
4.结束语
综上所述,本文主要分析了公路施工过程中软土地基的处理,阐述了五种处理技术,即强夯法、强夯换置法、深层水泥搅拌技术、表层处理法技术、浅层软土地基处理技术。并分析其施工注意事项,得出要合理选择软土地基的处理技术,结合公路等级要求选择合理的施工方案,要分析软土地基施工期间对环境的影响,以及环境对施工造成的影响。
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