云东升
摘要:软土地基是公路工程建设中最常遇到的情况,由于其特殊性,所以加大了沉降、变形等问题的产生概率,增加了公路工程建设的安全隐患。因此在公路工程设计中,需要采取合理方式对软土地基进行有效处理,避免问题的产生,保证公路工程的建设质量。文章主要对公路软土地基设计方法进行了分析与阐述,以供参考。
关键词:公路工程;软土地基;设计方法.
软土地基设计一直都是公路工程建设的重点内容,只有保证设计的科学性、合理性,才能更好的提升地基承载能力,提高公路结构的稳固性和安全性,避免后期使用中因荷载压力增大而导致的沉降、坍塌等问题的出现。同时软土地基设计的合理性,对于降低工程造价,保证工期也有着显著效果。一、软土地基设计分析
软土地基的材质主要是淤泥、粘性土层泥炭土等,具有含水率高、孔隙率大、可压缩性强、内摩擦角小等特征,这些特征使得软土地基的承载能力较差,很容易受到外界压力的影响而出现位移、坍塌等问题,影响公路路基的稳定性。所以一旦公路建设中遇到软土地基,就需要加强对其处理力度,在设计过程中,做好相应的勘察工作,并结合勘察结构制定合理的处理方案,同时通过测试确保方案的可行性后,方可应用到软土地基处理中来,提高公路工程的安全性和稳定性。
二、软土地基设计的原则
在公路软土地基设计过程中,需要遵循标准原则,以确保软土地基的承载能力能够达到公路建设的既定要求,保证公路的整体质量,延长公路使用寿命,避免行车过程中危险的发生。具体来说,公路软土地基设计中需要遵循的原则主要有:一是在设计过程中,应尽可能避免具有深厚软士层或者高填土路基的软土地段,且在方案设计完成后,应通过对比分析的方式从众多方案中选择可行性最高、经济性最好的方案作为施工参考;二是要保证方案设计的经济效益,根据现场施工情况,结合工程造价以及工期要求等因素进行合理分析,进而在保证公路建设质量的基础上,提高公路的整体经济效益。
三、公路软土地基的处理方法
(一)夯实法
夯实法是利用重锤或者专业加压设备对软土地基进行反复压实,以此来缩小软土层之间的孔隙率,将其中含有的水分有效排出,进而更好的加强软士层的固结能力,提高软土地基的承载效果,保证地基坚固性。
(二)填石法
填石法主要是利用石块、砂砾等抗压能力和伸缩能力强的材料对软土地基进行填充,以此来提高软土地基的承载性能和抗压实力。不过在填充过程中,要对材料规格和尺寸进行合理选择,避免不规则石块出现影响最终压实度,导致路面出现凹凸不平的现象。
(三)挤密法
挤密法属于一种综合性软土地基处理方式,在设计过程中,需要先利用振捣设备软土地基进行处理,之后将振碎的石粉与软土地基进行夯实处理,将两者有效结合起来,以此来提供软土地基的承载力,增强地基的坚硬程度。
(四)高压喷射注浆法
高压喷射灌浆是将调和的水泥浆料注入到软土地基的处理控制,浆液凝结后会形成圆柱状,进而在外力作用下与原地基结合形成复合型地基,以此来提升软土地基的荷载能力,保证路基的稳定性。
(五)冻结法
该方法需要先对软土地基进行注水处理,之后再通过冷冻机的应用对水进行冷冻处理,形成一个凝固的整体,进而提升地基承载效果。不过在使用冻结法的过程中,对于施工区域以及现场的地质条件有着特殊要求,设计人员需要做好现场实际勘察工作,选用合理的施工工艺,以保证该方法使用性能的充分发挥。例如,当土壤颗粒之间的间距较大,含水量较多时,需要在注水后使用液氮或者液氮二氧化碳对其进行冷冻处理,提高冻结效果。
四、公路软土地基处理设计
(一)地质条件
软土地基处理设计中,对于地基条件的考量需要从四个方面进行综合分析,即软土硬壳层、软土地层中夹有硬士层、软土地层中夹有多层砂层、软土厚度及物理学参数。这主要是因为硬壳层内的土体大多为粘弹塑性体,其会随着外力作用的变化而变化,这种板体效应的存在对于路堤填土起到了支撑、保护作用。当路堤荷载在硬壳层软如地基临界荷载的作用范围内时,可直接利用硬壳层的支撑作用来实现软:土地基处理效果,无需在采用其他方式对软土地基进行处理;当软土地基中含有较多的薄层硬土层时,在设计处理过程中则需要采用深层处理方式来提升软基硬度和质量,不过这种方式对于软土层较厚区域来说有着很大的限制作用,在使用前需要做好现场勘查工作,保证使用效果;当软土层中存在多层砂层,且排水效果较好的情况下时,需要对排水设计进行合理控制,因为这时不管如何添加竖向排水体都不会在排水上有着明顯效果,同时还很容易对周边结构体系造成影响和破坏。一般情况下,会采用砂垫层互补预压处理的方式进行设计处理。此外,在设计软土层处理方案时,需要对体层厚度、物力参数等数据指标进行统筹考量,以此来保证方案设计的合理性、可行性,提升公路路基质量。
(二)处理位置
对于桥头路基的设计处理最好采用复合地基处理方案,虽然固结排水方案也有着显著效果,不过在实际处理过程中,其存在的不可控因素相对较多,且对于地基抗剪能力提升的效果不太明显。同时采用固结排水方案和预压方案还很容易增加软土地基处理时间,影响填筑速率和强度系数等。对于暗构造物施工处理时,由于地基结构很容易出现较大的变形情况,所以一般会采用复合地基处理方案来提升整体效果和质量。
(三)路基高度控制
受传统设计理念的影响,人们普遍认为软土路基填筑高度越低,相应的路基稳定性也就越高。但通过实际作业证明,路基稳定性与填筑高度之间并无明显联系,在沉降量的控制上无任何显著效果。这主要是由于公路在使用过程中,由于各部分荷载水平的不同,导致路面经常出现凹凸不平,进而影响路面美观性和安全性。所以在设计过程中,无需过分注重路基高度控制效果,直接采用复合地基处理法或者超载预压处理法即可。而排水固结法虽然也有着显著效果,但是其对于路基的高度有着严格要求,需要其超过路面、路床以及垫层厚度的总和方可使用,否则很容易影响路堤的整体效果和质量。
五、结语
总之,为保证公路的正常使用,就需要加强软土地基设计效果,合理规划设计方案,并结合现场实际情况,合理选择施工工艺和技术,以此来提升软土地基的承载能力和强度,提高地基的质量和稳固性,确保后期通车使用的安全。
参考文献:
[1]王继宁.软基加固技术在道路施工中的应用[J].黑龙江科技信息,2015(13).
[2]张树锋。浅谈软基加固技术在市政道路中的运用[J].河南建材,2016(03).