【摘要】随着我国的经济快速发展,交通道路网扮演了不可或缺的角色。正是有了交通道路网,才连接起了我国的各个地方,蔬菜、水果、生活用品等都通过道路运输到天南海北。公路路基是在公路施工过程中最基础的部分,好的路基可以保证公路的设计使用年限。在施工时会遇到软土的部分,软弱土更容易发生变形和塌陷,在公路施工过程难以避免的软弱路基成了急需解决的问题。对于这部分,我们必须要采取有效的措施才可以保障公路的質量。本文主要介绍了在公路施工过程中面临软弱路基时的施工技术困难,并提出了相对应的技术解决措施。
【关键词】公路;软弱路基;施工技术
一、公路软弱路基的危害
(一)引发路基沉降变形
由于湿软弱路基的本身承载能力就比较差,再加上受到车辆的荷载压力,很容易就会导致路面较大的沉降变形的现象。而且这种变形还是不均匀的分布,如果忽视及时的修复和处理,进而就会产生路面开裂、沉陷的质量问题。这不仅会影响路面的外观美观,还会降低行车速度。
(二)降低了路基的强度和稳定性
因为抗剪能力的不足,直接影响了路基的强度和稳定性,使得其承载力大大减弱,这就直接导致了公路对车辆的有效承载力,给公路的工程运营带来了诸多的不良影响。公路在使用过程中,由于时间和负载力,路面会出现局部的塌陷和裂缝,如果不能及时地发现并维护路面,可能会引发路基的整体稳定性的危害。
(三)影响车辆的行驶安全
由于湿软弱路基的稳定性差,对车辆的承载能力会比较差,如果不重视软弱路基的施工技术,当车辆在荷载状态下,遇到自然因素的影响,会很容易引发路面坍塌、失去稳定性问题。车辆在这样的道路上行驶,就会有很大的危险因素,给车辆的安全行驶带来了不利影响。
二、公路软弱路基的施工技术
针对于在公路施工过程中遇到的软弱路基部分,需要认真的勘察实地情况,妥善处理好软弱路基易坍塌、易变形、不稳定等问题。如果不能很好地解决这个部分的施工技术问题,就会导致这部分的公路路面在经过荷载车辆和大自然的因素时,很快就会产生问题,影响公路的运营和维护。甚至还有可能造成车辆的不安全驾驶。因此,本文提出了以下几种针对软弱路基的施工技术的方法。
(一)袋装砂井法
袋装砂井是处理软弱路基的一种方法,其原理是用过透水型木工织物长袋装上砂砾石,在软弱土地基中布设形成排水砂柱,从而加速软弱土排水固结的处理方法。工程师首先要对原地基面进行断面复测,确定地基的处理边线,再用挖掘机清理地表,用压路机压实平整,其顶面向外设4%的横坡。摊铺砂垫层,要求砂垫层的厚度达到50cm,分成两部分进行填筑,第一层厚度30cm,为了保证砂垫层的压实质量,在碾压的过程中适当的洒点水;砂垫层填筑宽度应当超出路基的边角0.5m。在垫层中设置木工格栅,其材料采用单项的拉伸塑料木工格栅。孔位放样,首先采用全钻仪确定中线,然后根据设计图的处理宽度准确留住边线,中线和边线都确定好以后,再根据设计间距逐井进行定位,并给每个井编号,最后绘制出砂井的平面铺设图。沉入砂袋时,应当对砂袋进行严格的检测,确定合格后使用。用灌砂机进行灌砂,灌砂机的有效高度一定要大于1/2最大的砂井深度。在灌砂的时候,要两灌两振,然后人工监督,以确保砂袋都充分灌满饱和。砂袋的长度应该和砂井的深度保持一致,超长部分剪除。砂袋安装完成后要及时进行埋头,防止阳光暴晒导致砂袋老化破裂。
(二)真空联合堆载预压处理法
真空预压加固软弱路基的基本原理最早是由瑞典人杰尔曼教授在1952年提出来的。其主要内容是先将软弱路基处理区域作为一个封密的整体,在通过真空泵负压源把土地里面的孔隙水和空气抽排出来,然后加固,从而达到使土地固结,进而提高地基的承载能力。真空联合堆载预压是把堆载预压和真空预压相结合起来处理软弱路基的一种办法,在处理高速公路软弱路基中得到了广泛的应用。接下来,笔者就针对软弱路基的施工技术对此方法进行说明。
把要进行处理的地基表面进行清扫,清除一切的杂物。在遇到沟壑时进行回填处理,然后压实地基到规定的压实度,整平至整平高度。同时,要注意压膜沟5米范围内,必须要回填不透气的黏土压实,防止漏气。真空预压加固软基施工技术主要包括铺设砂垫层、开建排水体,挖掘密封沟,安装真空管,覆盖密封膜,安装真空泵和抽真空等程序。在砂垫层铺设的管道分为主管和虑管两种,其材质都是PVC管,主管的直径为90mm,虑管的直径为50mm,管壁的厚度控制在2.2—2.6mm。管子要能够承载400Kpa的水压。在虑管上面分布着均匀间距的孔洞,然后在管子的外面包裹起来有反虑作用的无纺土工布。在铺设过程中,首先要把虑管的末端用木塞或者PVC圆板密封死,再套上预先准备好的反虑布套,这时一定要注意反滤布要把虑管上的孔洞盖住,用细绳把虑布套的两端捆绑结实。在布设时虑管之间的距离为6米,一切安装结束之后,把整个主虑管埋入砂垫层下,在出膜装置的开口处用布包住防止沙子进入管中。铺设密封膜前应当先把周围尖锐的石头等物体清理干净,而且用人工细平垫层表面,等埋设完真空表测头及其他观测装置后,在加固区域内覆盖一层土工布,最后再铺上土工膜。要注意的是,在铺膜时不宜过紧,每侧多预留出几米,铺设一般从一边开始,几层一道的顺序同时由远及近进行铺设。膜在埋入密封的沟壑时,要注意不要被杂草或者树枝戳破,保证膜的完整性。在膜上放置沉降标志的时候,应该在标志下覆盖一层土工布,注意放平压重。上述工作完成之后,就可以开始抽真空,检验封密性。在膜下真空度稳定并达到了设计要求之后,才可进行堆载的施工。为了确保真空膜不破裂,在施工之前,预先覆盖40cm厚的砂垫层,整平后再用土填,要注意在覆盖砂垫层时一定要有人来施工,从而确保真空膜不被破坏。在堆载完后才能保证在80Kpa的真空下10天。当真空预压加固区的膜下真空度达到80Kpa以上的条件,连续抽真空作业90天,或者基地的固结度达到80%的时候,便可以停止施工了。
(三)复合地基法
复合地基方法是针对于处理软弱路基的最有效的措施之一,主要用空气压缩机、混合搅拌机、喷粉吹体机、稳压固化剂软管等施工设备。可以用机械裝置先将粉体固化材料和压缩空气进行混合,做好混合料的搅拌工作,然后用高压软管输送至混凝土搅拌叶片的喷嘴,接着用于软弱路基的施工处理。实现对路基便面的优先填补,达到加固湿软弱路基,提高承载力和稳定性的目的。复合地基中桩间土的性状不同,其加固的机理也不近相同。工程实践表明,复合地基置换作用的大小,主要取决于桩体材料的组成。散体桩置换的作用不太明显,高黏结强度桩置换的作用最明显。在复合地基的整体稳定分析中,地基具有加筋的作用,使得复合地基的抗剪强度要比天然的软弱土地基有了较为明显的提高。
三、结语
在针对公路施工过程中遇到的软弱路基时,因为软弱路基的强度低、稳定性差,不能够满足公路在使用过程中的要求。当遇到荷载的车辆时,加之自然因素的影响,这部分路段会很快出现塌陷、变形等问题。因此,我们在软弱路基的施工过程中,要根据具体的情况,有针对性地采取处理方法,从而改变软弱路基的不足,满足公路的正常使用,进而有效地提高公路的使用寿命和保证车辆的行车安全。
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作者简介:李冠军(1974.12—),男,汉族,山东巨野人,本科,工程师,研究方向:公路工程与管理。