杨 春
(贵州省公路工程集团总公司)
在公路施工中,软土路基处理技术发挥着重要的作用,不仅可以加快公路工程的施工进度,而且可以有效提高公路工程的整体质量,对减少公路安全事故的发生有着至关重要的意义。以下将以某公路工程为例,着重探讨软土路基处理技术在公路施工中的运用。
此公路是我市通向机场的重要公路之一,全长65.78 km,建设于1992年,其中城市快速干道10.23 km,占15.56%,郊区长度55.55 km,占84.45%。整个公路路基宽度设置为30.15 m,行车道宽设计为2 m×8.0 m。该公路工程在软土路基处理过程中,全部依据双向四车道的技术标准,同时严格参照高速公路技术标准,加强软土路基施工质量的控制。
该工程在加筋土过程中,将筋体呈水平方向置入土体,筋体在二者的相互摩擦下承受拉力,土体受到筋体间力的作用,在二者正常运用的过程中路基得到的稳固。土工织物具有强度大和任性好的性能,为使土体内应力得释放,我们可以借助土工织物,如土工格栅,土工织物的应用还可使土体的抗拉强度得到增强,土工织物与土体之间的作用还可以形成土工结构。软土路基承载力不足的问题,可借助树根桩的方法来解决,将小直径灌注桩置入软土路,两者形成的复合地基可以有效加固路基,还可降低沉降的可能性。锚固法是借助锚杆来作业,把锚杆固定在边坡或路基基层,水土对结构造成的推力经由锚杆减小,结构因而得以稳定。
该公路工程所应用的排水固结法,其主要涉及的系统有排水和加压两类,通过这种方法,孔隙水在地基和软粘土上部荷载的共同作用下从土壤中慢慢排出,孔隙比降低,地基由此发生不同程度的固结变形,土壤的效应力不断提升,强度也得到有效增大,地基土的抗剪强度可以通过排水固结法增加,这种方法还可以加固地基。与排水固结法不同的是,堆载预压法主要通过堆置与路面预期荷载相当的重物于软土之上,软土路基沉降因而能够基本达到完工标准。此外,借助路基土固结以使其承载力得到有效提高也是必须的,为了提高工作效率,在施工中,常借助其他辅助设施,如设置砂井等。通过堆置与路面预期荷载相当的重物于软土之上,使软土固结,路面沉降,这种方法被称为超载预压法。在浅图层或者遭遇粘土层但土层薄的情况下可以单独采用堆载方法,以砂井等作为辅助设施来处理其他软土路基,但如果遇到泥炭层较厚的情况则应慎重采用这种方法。真空预压法。先把砂垫层铺设于软土地基上,安置竖向排水通道,如砂井等,将不透气的薄膜覆盖在排水通道上以隔离制造一个密封层,为保持排水通道内部的真空度,可以用真空泵将空气抽出,土体在抽完孔隙水后便能得到固结。为实现土体内部在横正极区域达到固结,可将直流电导入土体,正极区域因而在内部含水中负极区域流动,这是电渗排水法。
该公路在施工过程中,所运用的振冲置换碎石桩主要有以下几种。(1)二灰桩:与石灰桩相似,只是部分石灰替换成粉煤,通过桩体将土体的间隙缩小加固地基,也可以通过离子交换加固地基,相较于二灰桩,石灰桩更易吸水,且易膨胀;(2)CFG桩:准备一根桩管,直径在300~400 mm之间,用打桩机将其打入土体,并在桩管中填入可以与土体混合形成复合地基的混合料,路基的承载力在这个过程中逐渐提高。(3)石灰桩:顾名思义,就是借助生石灰的作用来达到固结土体的作用,因为生石灰有脱水作用,打桩也可以将土体间隙缩小,桩体在桩身与土体不断相互作用下形成,软土路基在软土置换后得到加固;(4)强夯置换:用高锤夯出直壁坑,在夯坑内倒入能挤入路基的材料,如碎石等,因为其物理学性能突出,硬度大,碎石墩与土体相互作用,加固地基,路基出现沉降的风险也降低;(5)换土回填:挖除软土,以其他材料回填,但这些材料必须性质好,以高锤夯实加固,这种坚硬垫层比软土更难压缩,强度更高,因而使路基得以加固。
该公路在施工过程中,将能够充填和固结软土层的浆液材料通过高压设备注入软土层,由于土体颗粒之间的空隙过大,需填充物质以缩小空隙,如细沙,而要加固地层则需要依靠浆体来实现。深层搅拌法是指借助水泥浆充当固化剂,在路基深部依靠深层搅拌机械作业,把固化剂搅拌进软土,地基在软土固结后即可提高承载力。高压喷射注浆法适用范围广,但遇到涌水的情况应当谨慎,水流流速较快的情况也是。该种方法依靠对注入预定深度土层的浆液加压形成冲力以使土体切割,浆液在土层中与搅拌后土体混合并重新排列,对土体起到固化的作用。压密灌浆也是依靠浆液提高土体的支撑力,将压浆管通过土体钻孔置入土层,把准备好的浆液通过压浆管压入土体,在土层内,浆液对压浆点附近的空间形成了一种类似于灯泡形状的密封空间,浆液对其挤压形成的上台力可以使局部地层隆起,对顶层起到更好的支撑作用。
综上所述,在公路工程施工中,软土路基处理技术起着关键性的作用,加强公路工程软土路基处理技术的研究,可推动软土路基处理技术的发展,推动公路工程的迅速发展,对提高人们生活水平有着重要的意义。
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