公路施工中的软土路基处理技术分析

(整期优先)网络出版时间:2024-07-03
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公路施工中的软土路基处理技术分析

郭宏江

(镇坪县农村公路养护中心,陕西 镇坪 725600)

摘要:公路施工过程常常面临软土地基的工程技术处理问题,此种地基成因较复杂,含水量较大,土壤透水性差,物理承载力低,公路工程如在软土地基上进行建设,如不采取科学措施进行针对性处理,就会出现地基不均匀沉降,致使相应的土层结构损坏而导致公路工程安全性水平降低,从而无法正常营运。为保证公路工程的全周期寿命安全,维持质量,必须使用科学的处理技术,方可保证公路工程成品的运营效果。

关键词:公路施工;软土地基;处理技术;要点;措施

公路工程施工应当注重软土地基的施工质量,软土路基处理技术措施不对症,则无法保证公路的施工质量,为此须对软土地基的特性进行全面调查、统计、分析后,再对其处理方法进行择定。施工人员要依据具体情况,选择合适的软土路基处理措施,方可保证路基的稳定性,提升工程建设项目的运营安全水平。

一、公路软土路基产生的危害

为深入地解决公路软土地基处理技术问题,就当明确了解软土地基特性及带来的地基结构失稳隐患,如此方可做好公路施工软土地基处理工作。

软土的含水量相对较高,内部呈现潮湿状态,孔隙比较大,承载力极低,极易受到上部顶面的荷载压力出现变形与沉降等问题。因此软土地基在施工过程中,需使软土地基得到良好的力学承载能力改造,使其特性符合公路路基的技术指标,当各相应等级的公路承载能力达标之后,才可进行路面施工。

在对公路工程进行设计以及施工时,如果设计阶段的针对性不够和施工工序不闭环,工艺不够细致,则会导致质量缺陷问题的产生,如软土路基的抗剪强度等不能承受上部的设计荷载时,其上层的路面结构会出现变形直至致公路路堤的设计承载能力大大降低,从而至上部的路面结构层逐渐损坏,降低通行效果,减少公路设计使用寿命[1]。为有效解决上述问题,我认为前期必需做好地质、水文勘察基础工作,只有在对软土地基情况有清晰的了解及综合分析后,才可找到最为适宜的软土地基处理技术,从根本上避免软土地基带来的工程结构性危害,有效保证公路工程施工质量水平。

二、常见软土地基处理技术类型简析

(一)软土路基施工冻结技术

冻结技术主要是应用液态氮,对软湿土展开冻结的方法,借助一些装有液态氮的液压装备等相应设施,使得液态氮注入到软土壤内部,利用制冷原理使得软土路基冷冻、定型,从而提高软土强度,降低土壤压缩性,增强力学承载力。该冻结法是公路软土路基施工中较为常见的处理技术,此种冻结技术尤其适合在软湿土条件下运用,是公路施工软土路基的一种重要处理技术措施。

(二)排水固结处理技术

排水固结法是运用地基排水的特点,主要采用下渗和固结点,此法一般应用在地质为饱和性黏土的软土或者填土路基之上。在公路路基施工实施前,按照设计承载标准和经试验检测推定技术指标值,对地基进行按技术规范规定的工序流程和工艺标准堆载的指标加载预压,是软土地基强度加固的有效措施。排水固结处理技术主要应用到较为饱和的粘性软土地基之上,在相对饱和的粘性软土地基中设置竖向的排水体,同时与加载几何体充分结合,可加强路基下渗排水等性能。要强调的是排水固结法重要是应用到相对饱和的黏性软土路基之上,如使用得当,能较大大提高软土路基的整体承压强度[2]

(三)水泥搅拌桩加固处理技术

水泥搅拌桩是当下一种有效的运用较多的软土地基施工处理技术,此法在加强软土地基强度方面,具有比较明显的效果。此法常运用在粉土、松散砂土地基加固中有效,其原理是在软土路基施工中将水泥注入到土壤中,可以使得水泥与土发生各种物理化学反应,使得土壤形成固结及较为稳定的结构体,有效提升土壤承载强度和稳定性,达到加固软土路基的目标,设计荷载能力满足相应要求。  

技术优点是在施工过程中,对原路堤的几何空间干扰较小,较为适宜扩建工程施工。水泥搅拌桩加固法主要为两种,分别是湿法施工和干法施工,在两种不同施工的基础条件和要求下,水泥配合比的要求自然是有很大区别的。首先,针对两种不同的技术处理措施拟定不同的目标实验配合比,且做好试验数据科学分析、这样水泥搅拌桩配合比设计的试验工作,才可保证施工实体的质量,符合合同约定的行业质量检验评定标准的要求。

表一:水泥搅拌桩加固质量检验标准

项次

检查项目

单位

规定或允许偏差

检验方法

1

桩平面位置(纵横)

cm

±50

借助经纬仪测量

2

钻杆倾斜度

%

1.5

借助经纬仪测量

3

桩长

m

不小于设计值

检查原始记录

4

每米桩长水泥用量

kg

>55kg/m

现场计量检查

5

桩体无侧限抗压强度(28天)

MPa

>0.8

抽取芯样频率为2%

三、公路工程施工中的软土路基处理技术案例分析

(一)工程概况分析

大河至华坪三级公路改建工程位于陕西省安康市镇坪县,属山岭重丘区,历史气候较为稳定,沿途的大部分路段稳定性较好,但仍存在间断性软土地基现象。较长段落的施工作业可按照常规技术方法进行,但对于软土地基则须进行特殊的工程技术处理,如此方可确保该项目公路建设质量。该项公路路基总体长度在14.5km,路基宽度在7.5米,车道宽度为6.9米,车辆日常行驶速度在30km/h,荷载等级主要在Ⅱ级。

表二:工程情况

公路地形

工程长度

路基

车辆行驶速度

荷载等级

山岭重丘区

14.5km

6.9m

30km/h

Ⅱ级

(二)该项公路工程处理软土路基的技术针对性措施如下:

该工程团队在分析软土路基处理施工的有效性时,对软土路基含义、特性、应使用的合格材料等要求作了针对性的思考,同时按照软基的不同地质情况作了具体分析,并提出了不同软土地基的有效加固处理方法,现简明归纳如下:

首先是深度的地质勘察,其次是针对性设计和试验检测,再次是注重施工设备的选择。软土路基处理的机械设备是系列性的,大致上须有装载机、挖掘机、压路机以及推土机等辅助设备。该公路工程路基应注明桩号段落中的软土层厚度,来看整条公路在施工建设中,质量问题的突出环节就在该段,为治理质量隐患,在处理该段路基时,需确保路基底部的软土得到有效排除,在路基底添加稳固性良好的材料,增强路基水文稳定性和承载能力。当抛石挤软土的片块石高出软基之后,须再运用较大颗粒的碎石持续填充填实,再借助小中重型压路机进行逐层碾压,在铺设完反滤层后方可按规范进行填土作业。施工单位对抛石的底脚运用竹竿来确定坡角位置,之后按照原有公路向东,借助挖掘机、推土机等现代机械设备对软土部位进行抛石挤软土填筑作业,注重按施工技术规范的工序、工艺、并控制好石块的规格,通常需要控制在30cm规格,防止填充石块过大或者力学强度不足石块出现,当填充的石块直接超出了软土基面20cm时,借助石屑填筑和找平,再以小中重压路机进行规范要求的碾压,这样可确保软土路基的软土得挤出,当路基填筑完成后,工程试验检测人员对填筑的宽度、高度以及压实度等合规性情况,按照《公路路基路面现场检测规程》进行质量验收评定标准要求的各技术指标,尤其是关键指标压实度、弯沉值等进行检测,至试验检测工作完全合格之后,再进入后续施工工序[3]

(三)注重质量控制措施

施工单位为确保公路软土路基处理质量得到保障,施工试验检测人员需对该公路工程软土路基施工过程进行闭环控制和施工把关。具体措施为:首先,明确掌握路基表面和地下水系。工程人员在进行软土路基处理时,应当明确路基各水系来源和去向,控制好路基部位水对土质强度的影响,不致土质产生软化问题,其次在公路工程软土路基施工中,施工车辆和机械设备的多次重复通过,亦会对土质的承载能力产生一定影响,导致地基承载能力降低。

再次,须保证路基周围的填土得到有效清理。因为公路路基表层的杂质填土,会对公路软土路基坡脚,破面的密实质量产生不利影响,使得公路路基即使在完成压实工序之后,仍会出现使路基不均匀沉降直至不同程度的失稳问题。

在整个施工流程中,还需合理地安排施工时段。软土路基的施工工作需避免雨季,以免加大施工难度。

结束语

综上所述,主要从三个方面切入进行分析,一是分析了软土路基产生的危害,二是分析了常见的软土路基施工处理技术,三是结合工程案例进行了具体分析,并提出对公路软土地基的处理对策,加强公路工程的施工过程控制质量,为公路工程建设成品发挥基础设施正常功能提供支撑作用,助力国民经济和社会发展。

参考文献

[1]康喜东.软土路基处理技术在公路工程施工中的探索与应用[J].中国设备工程,2021,(20):254-256.

[2]齐立杰.高速公路施工中的软土路基施工技术分析[J].交通世界,2021,(25):117-118.

[3]赖盼真,徐礼辉.关于公路路基施工中软土路基处理技术分析[J].人民交通,2019,(11):76+78.