冯红学
(汇通路桥建设集团有限公司,河北 高碑店 074099)
我国幅员辽阔,地质构造多种多样,再加上自然因素的影响,工程地质复杂多样,导致在实际公路工程项目建设中,会遇到多种多样的地质情况,提高了地基处理的难度。特别是软土地基的处理效果对整个公路工程的建设影响很大。因此,在施工过程中,需要根据公路施工所在地的实际情况,对其软土地基采取相应的处理方法,并进行相应的质量控制,从而延长公路的使用寿命,为人们的日常出行提供便利。
目前,我国公路软土路基的处理取得了一定的成效,但是在公路开始投入使用后,大量的问题就开始呈现出来,如路面开裂、软土地基下降等,从而大大地影响了公路的正常使用,其原因主要表现在以下两方面。
(1)设计方面
对公路所在地区的地质情况没有进行科学的勘探,没有根据实际情况选用合适的软土地基处理方法,进而影响了公路软土地基的处理质量;
(2)施工方面
对施工技术控制不严,没有进行合理的质量控制,从而导致所选用的施工材料或施工工艺无法满足实际要求,进而影响了整个工程的质量。
软土主要是指部分淤泥或具有淤泥性质的土壤,也包括了部分土质虽好承载力却较差的土壤。一般而言,软土的承载力都是很差的,在公路工程建设的过程中,一旦出现负荷,这种软土都不能满足当前的需要[1]。因此,在实际的公路工程的施工过程中,相关的施工人员必须对软土进行相应的处理。如在工程施工前,进行相关的验算,并根据实际的情况计算出公路的使用年限,若发现工程地基为软土,就需进行必要的勘探工作,根据工程施工地的实际情况,选取相应的软土地基处理技术,提高工程的施工质量。
合理选择软土地基处理方法需考虑以下因素:
(1)地基状况:如施工地的土质为黏性土,那么除了压实法外,其他的处理方法均可采用;若软土层较薄,一般只需采用简单的表层处理方法,若软土层较厚,就需在表层处理的基础上再采用其他的处理方法;
(2)道路性质:道路的等级越高,对道路的平整度要求越高,因此,在施工过程中,必须采取行之有效的处理措施,对其软土地基进行有效的处理;
(3)施工条件与周围环境:对于不同的施工条件采取不同的软基处理方法,同时将施工地周围的环境考虑进去,从实际出发,制订有效的施工方案,从而大大地提高公路工程的施工质量。
浅层的软土地基,其最大深度通常不会超过5m,主要的处理方法包括表层压实法、加筋土法、换土垫层法以及强夯法等。对浅层软土进行合理的处理,可充分利用本地资源,施工简单、成本少,且造价低,施工质量比较容易控制。
(1)表层压实法
当施工地的表层软土主要为亚黏土或砂土时,一般就可采用表面压实的方法进行加固,而其处理效果一般取决于土质的含水率、压实机械的性能等,特别要注意将其含水率控制在最佳范围之内,从而达到最佳的压实效果[2]。
(2)加筋土法
该方法主要是将一些土工织物植入到软土地基中,使两者有机结合在一起,增大其压力的扩散角,从而起到有效提高软土地基的承载力并减少软土沉降的作用。同时,这种处理方法也适用于因回填土而形成的路堤上,对土质为软土、沙土及黏性土等的效果比较明显。
(3)换土垫层法
在实际的施工过程中,若地表的软土层为饱和状态下的淤泥质黏土,就需要通过挖掘机或推土机将表层土挖除,然后对其进行换土垫层。而这其中所换的土一般为碎石、矿渣、砂土等一些透水性比较好的材料,并且在分层填筑时,有效运用风积砂进行填筑,然后在其两侧使用含土量在5%以下的天然砂砾,且填筑的宽度一般要大于或等于1m。在这里使用风积砂主要是因为其透水性和稳定性都比较好,且遇水后不会快速的变软,但是,当积水过多时,就极容易失去承载力,因此,适当的运用天然砂砾可以解决这一问题,并且能够将路基中的多余水分排除,保证路基始终处于干燥状态,提高其稳定性[3]。
(4)强夯法
该方法就是运用重物挤压的方式将软土地基压实,加大其密实度,提高路基的承载能力。运用该方法对软土地基进行有效处理时,要注意在施工前进行必要的测量放样,选择适当的夯点位置与间距,提高工程质量。
深层软土地基是指其最小深度通常超过5m的软土地基。主要处理方法有深层搅拌法、碎石桩法、塑料排水板法等。
(1)深层搅拌法
该法是在软土层上加入水泥或水泥浆,然后通过深层搅拌机在地基的深处,将软土与固结剂两者进行强制性的搅拌,从而形成具有良好透水性、稳定性与高强度的加固型土体。同时这种加固型土体可以与天然的地基有机结合在一起,以形成复合型地基,大大提升了地基的承载力。该种方法具有操作简单、成本低且效率较高的优点。
(2)碎石桩法
这种处理方法主要是运用一个能够在水平方向振动的管状设备,在高压水流的冲击作用下,在软土层中形成孔状结构,然后将碎石等比较坚硬的材料分批填入到孔中,从而形成一根根的桩体,这样桩间土与大量的碎石桩体之间就形成了复合型的地基,从而大大提高了原始软土层基础上的承载力,并且减少了软土层的沉降量[4]。这种方法主要是由挤密砂石中的振冲技术发展而来的,并逐渐演变,它不受地下水位的限制,且成本也低,因此在高等级的公路施工中应用范围比较广(如图1所示)。
图1 碎石桩法软基处理技术
(3)塑料排水板法
塑料排水板属于一种垂直的排水材料,它能够使软土地基发生快速固结,从而大大提高软土地基的承载能力。目前,在我国公路施工实践中,一般采用复合型结构的塑料排水板。
为了更好地保证软土地基的处理效果,在施工过程中,需要对其软基处理质量进行必要的控制,以提升工程施工质量。
(1)对软土地基处理过程中的加固过程进行质量控制。由于地理环境与施工条件不同,在实际施工过程中,需要对施工组织进行有效管理,规范施工秩序,避免不合格工程的出现。例如,在软土地基上修建高速公路,为能及时发现问题,并对其进行必要的处理,在施工的过程中就需要对地基的沉降与稳定性进行相应的观测,从而有效地调整施工速度,保证施工的安全,同时也可以对施工设计方案中的沉降值进行验证。
(2)对路堤在填筑过程中的沉降速度进行必要的控制。对于软土地基而言,限制其路堤填筑的最高速率可以有效避免路基在施工过程中出现不稳定现象,因此,在实际施工过程中,要将其沉降速率控制在适当的范围之内,保证路基始终处于稳定状态[5]。同时,在施工的过程中,要对软基加土前后的沉降变化进行密切的观测,避免出现填土速度较快的情况。
对软土地基的有效处理,直接关系到公路的正常运行,同时也是保证公路行车安全与行车速度的关键。因此,在实际的软土地基施工过程中,要根据施工地的实际情况以及相应的施工条件,从实际出发,在保证高效益、低投入的情况下,选择合适的软土地基的处理方法,对其进行有效的施工。目前,对于软土地基的处理方法多种多样,有着各自的优点与不足,因此,在选择处理技术时,要根据路段的实际情况,因地制宜地制订相应的处理方案,同时,在施工的过程中,对其施工质量进行必要控制,以提高公路的施工质量,延长公路的使用寿命。
[1] 吴金权.关于公路施工中软土地基处理技术的分析[J].科技促进发展:应用版,2011,(2):78-79.
[2] 靳青林.软土地基处理技术在公路施工中的应用[J].中国城市经济,2011,(11):109-110.
[3] 李长杰.浅议公路软土路基处理技术[J].中国高新技术企业,2009,(24):123-124.
[4] 张宏涛,彭玉兴.高速公路软基处理设计和施工质量控制要点分析[J].科技向导,2011,(32):336-337.
[5] 赵承伟.软土地基处理施工组织设计及施工技术问题分析[J].科技创新导报,2009,(25):94-96.