公路施工中软土地基处理技术分析及应用

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牛坐山

汇通建设集团股份有限公司 河北省 保定市 072750

摘要

软土地基作为公路工程建设过程中遇到的常见地基类型,对公路施工质量有着极大的影响。随着市场经济的不断发展,人们生活水平的不断提高,道路的设计与建设要求越来越严格,良好的路基基础是建设高质量道路的保证。在施工过程中,道路建设易受地形条件、土壤性质等自然客观条件的影响,在公路建设中会遇到软土地基,若未及时采取针对性的措施进行处理,会影响地基的稳定性、牢固性,导致路面发生塌陷,威胁人们的出行安全。施工方需要充分重视软土地基的施工工作,在施工过程中遇到软土地基时,应进行多方面考虑,确保施工的安全。


关键词

公路施工;软土地基;处理技术;应用

正文

引言

路基是道路的重要结构之一,不但承受着本身的自重、路面的重量,还要承受路面传递的行车荷载,因此,承载能力、刚度和稳定性必须满足要求,同时保证地基沉降、弹性变形和塑性变形不超过设计的规定范围。软土路基是公路工程中最常见的一种不良地基,由于承载能力达不到设计要求,因此,在公路施工中必须对软土路基进行加固处理。目前,处理软土路基有不同的施工技术和工艺,应综合考虑施工地段的地质状况、自有设备情况及对周边环境的影响,因地制宜地选择合适的软土路基处理措施。

1软土地基的特点

路基土层的高孔隙率和高含水量,导致其具有高膨胀特性。土壤层中的微生物、腐殖质和可燃气体成分都很高,不易保持长期稳定性。此外,土层吸水率较差,已经不能达到公路工程垂直向下透水的施工要求,无疑加大了该路段排水系统施工难度。荷载释放初期,由于过度的地面应力,很容易降低路基的抗压强度进而引发一系列的问题。由于公路工程的局部施工路段具备了软土地基的流变性、触变性和不均匀性等特征。在连续荷载的作用下,路基土层的变形持续增加,导致路基的长期抗压强度远小于瞬时抗压强度。此路段只有在不破坏土壤性质的情况下才能很好地保持软土地基结构的抗压强度。在工程施工的振动下,抗压强度会迅速降低,并产生稀释。由于软土层中角砾岩的晶状体很多,其在垂直方向上显露出的特点与水平方向上显露出的特点有较大区别,会造成路面基础施工过程中出现沉降不均匀的现象。基于软土地基的特征,公路工程施工过程中必须采取和制定能够有效解决这一情况的施工方案,严格控制施工质量,提升地基的功能性和稳固性,以达到公路工程的施工需求。

2软土地基处理技术运用原则

软土地基处理技术是指为提高建筑地基的承载工作能力或改善其变形特性或渗透特性而采用的一种施工技术。软土地基处理技术运用原则:①以现场勘察为主:由于我国幅员辽阔,地质环境复杂,各个地区的土壤成分会有所不同。因此,在工程地质勘查环节,应由相关专业技术人员对当地软土地基进行现场勘察。②以市政路桥工程的施工要求为重点:公路工程在基础施工期,如果施工工程规范不同,则对公路工程的稳定性造成影响。当要求较高时,需要在公路工程地基阶段应用软土地基技术进行结构加固处理,使地基抗压强度满足建设工程规范要求。③有效分析周边环境:在建设项目前期,一般对周边环境进行有效评估,对施工期噪声、地表水、燃气等环境因素进行综合分析。如果陡坡地斜角很大,并且是特高坡施工中的软土基础,则需要注意是否对周围环境及其构造物造成影响,从而降低建筑物的整体地基沉降水平,促进周边房屋建设的可靠性。

4公路施工中软土地基处理技术分析及应用

4.1水泥搅拌桩技术

水泥搅拌桩主要是将水泥和其他固化剂加入软土地基中,通过搅拌机械进行强制搅拌的一种处理方法。原理是利用具备凝结作用的外加材料,通过搅拌设备不停地搅拌,在搅拌过程中将水泥等固化剂与软土混合均匀,然后产生物理、化学反应,与软土形成稳定的凝胶体。其中,钠离子和钙离子相互交换生成稳定的离子。经过水泥搅拌,软土可以硬结成具有水稳性、整体性和一定强度的水泥加固土体,从而大幅提高软土路基的强度和增大了变形模量。软土和水泥等固化剂等通过机械强制搅拌产生化学反应固化成新的桩体,形成复合型路基,复合路基的水泥搅拌桩与四周软土结合,依靠新的桩身摩阻力与桩的端承力与周围土体共同受力使路基更加稳定。水泥搅拌桩的优点在于该技术最大限度地利用了原状土,搅拌时无污染、无噪声、无振动,对周围的建筑物和地下管线、管沟影响很小,可以在密集建筑群中施工,而且可以根据施工需要,灵活选用柱状、格栅状、壁状、块状等加固的形状。该技术目前已经比较成熟且应用广泛,不仅用于公路的软土路基,也可以在其他建设项目的软土中应用。水泥搅拌技术主要适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、素填土、粉细砂、中粗砂、粉土、饱和黄土等土质,不适用存在大孤石或者阻碍物较多、硬塑及坚硬的黏土、欠固结的淤泥土层中。

4.2强夯法

强夯法是工程中最常用到的一类专门针对于软土地基施工环境的施工方法。而实际上其主要就是通过具有一定重量的锤体在一定高度下进行自由落体,在不断的锤击下可以达到较好的夯实效果。我国引入强夯法的时间较早,可以追溯到20世纪70年代,并且在多年来的应用和发展中也已经较好地提高了该工艺的安全性能和施工效果,做出了相应的质量标准和规范。强夯法的具体功效就在于其可以有效地提高软土地基的抗剪强度,并且能够有效达到抗液化和抗震能力。当然,强夯法也有其自身的使用条件,例如,对含有较厚淤泥和淤泥层的土壤来说,使用强夯法是无法达到预期的目标的,所以强夯法应该根据具体的土壤含水量、特殊性质、粒径分布、孔隙比等进行合理使用。就目前来说,为提高强夯法的施工效率,在工程上可以采用复合处理的办法来进行施工,如以强夯加固法、强夯与沙井的结合等,这些对于一些特定的土壤结构有着较好的处理效果。另外,在强夯法的使用过程中,施工人员必须要保证施工过程以先周边后中间的顺序进行,并且要对表面的浮土进行严格的清洁,最后还需要加强质量的检验工作,确保施工质量。

下水位高的道路。但在工程建设过程中,要防止砂石的地基沉降不均匀,影响施工质量。项目施工后应立即检查路基抗压强度,达到工程的施工标准后才能进行下一步施工操作。

为软弱土、填土、砂土、边坡填土和桥梁道路过渡路段。

4.3挤密法

挤密法也是公路工程施工中一种常见的软土地基处理方法。挤密法应用于软土地基的处理时,主要是通过夯实软土地基,来提高其强度以及密度,以此使地基满足使其满足公路工程施工要求。在采用这种方式处理软土地基时,需要考虑到地基土层的下沉,由此就需要以一些土壤材料来对其进行夯实填充。除此以外,公路工程施工建设中要做好软土地基的钻孔工作,发挥出桩孔的实际作用,对软土地基两侧形成挤压,从而提高软土地基的强度和密实度。为了有效避免道路桥梁因地基结构不稳而出现移位现象,施工技术人员可以采用耐拉性能比较好的材料对软土地基实施预埋,这样有利于提升公路工程施工摩擦力,保证其结构稳定性。

4.4表层处理法

第一种,表层排水法。在从事路面施工过程当中,在前期的勘察环节当中,也有很多时候会遇见具有较高水量的土壤结构,因此业界人员称为软土地基。一般针对该构造的施工处理工作,在施工中的主要目标便是希望可以确保地土含水率的合理降低,并且正确的结合了砂砾与碎石等建筑材料,使其含水率满足行业施工的标准时,才可以完成接下来正式的施工建设。而所谓表面冲刷方式,是指施工时在土层构造中加入某些建筑材料,进行对表面部分的冲刷工作,最后使得土层构造达到极高的坚硬和承重特性。第二种,垫敷建筑材料法。对于软土地基构造沉降问题,主要的源头在于地面构造内在土质发生了一定的改变,此时施工若要想办法改善地面构造的承载力特性,此时就可结合化纤无纺布、土工布等建筑材料,并利用专门的施工机械设备进行处理。第三种,排水砂垫层方式。这种技术最常用的地方是在有着相对较薄的土壤结构,再加上土层含水量很大的基层上,施工人员就能够利用这些软土地基的处理形式。在实际使用中,施工人员要把0.5~1m以下的砂浆垫层,平整的铺到土壤的中上部分,一方面达到土层稳定的目的,同时便于顺利排水等工作。另一方面也可以保证施工者对整个操作过程迅速完成,并在最短的施工周期内,更高效的进行处理工作。

4.5稳固剂技术的应用

稳固剂的表层处理方法主要是利用生石灰和熟石灰以及各样稳固剂对表层的软土地基进行相应的强度改进,实现整体稳定性的提高。这一技术的应用和稳定地基层的施工技术大体相同。在施工前应将软土层的含水尽量排空,以防止在实际的技术操作过程当中机械被动陷入土壤当中。同时在实践过程当中,所准备的原材料不宜过多,因为在实际的保存过程中很容易造成水泥或者石灰等原材料的潮湿,从而影响实际的应用效果。同时对于软土地基表层的处理要根据实际的结束语

综上所述,在公路工程,工作人员要依据实际状况选用合适的方式对软土地基予以建筑施工,以确保软土地基的各方面机械性能均良好。此外,还必须重视施工环境对软土地基质量的影响程度,对公路工程施工建设中根据不同的条件需要选择采用合适可行的建筑施工技术来进行施工操作,以进一步提高软土地基的性能,使建立在软土地基上的公路工程能够质量达标,能够在后期使用中顺利,进而为带动我国公路工程建设的现代化进程做出贡献。

参考文献

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