农村道路施工过程中软基的处理方式分析

2020-01-06 02:42张仁桓
科学技术创新 2020年8期
关键词:软基垫层软土

张仁桓

(福建省福州市永泰县交通运输局,福建 永泰350700)

农村道路修建不仅可以方便农民的正常出行,同时还能与外界建立密切的联系和经济往来,对促进农村经济的繁荣发展具有重要的意义。路基是道路结构的主要承重结构,其稳定性会直接影响公路的正常使用质量和使用年限,基于路基对公路的重要性,因此,对于农村道路建设中出现的软基问题,要引起高度重视,采取科学有效的处理方式,提高路基的稳定性和承载能力,解决软基给农村道路带来的危害,保证农村道路正常使用,减少安全隐患,保证广大群众正常出行。

1 软土路基的特性

软土路基的主要特点有:第一,软基内的软土含水量高,使得粉土粒、黏土等成分组成了软土的主要成分,并且这种成分长期暴露在空气中容易吸附空气中的水分,造成软基内部水分含量增加,造成软基的强度减弱,容易变形。第二,软基中软土的孔隙比较大,孔隙比过大,会影响路基的可压缩性和固结渗透作用,如软基中土的孔隙较大会使土体结构形成一个单独体,如果孔隙形成的是粒料间的空隙,会对软基产生较为严重的影响。第三,软土路基透水性差,固结时间加长,造成软基的强度形成的时间也随之延长。第四,抗剪强度低,在外力作用下,软基的土层会产生排水固结,土体的强度会随着外力的增加而不断增强,但是,如果在外力作用下,土层没有发生排水固结,土体的强度会随着外力的加大而加大,随着土体剪切变形的减小而减小。第五,软基本身具有一定的稳定结构,如果该结构受到破坏,轻则造成土体强度降低,重则土体发生流动,而且随着时间的加长,这种破坏是不可恢复的。

2 软基对农村道路的危害

农村道路施工过程中容易遇到软基问题,由于软基土质的特殊性,不仅影响农村道路施工质量,也会影响道路使用年限,严重危害农村道路正常使用。软基由于含水量高、孔隙比大以及抗剪强度低,容易造成路基变形沉降,不稳定,这也是软基对道路建设的主要影响。在软基上修建的道路,由于软基含水量高,要做好道路排水措施,如果排水措施不做好会降低路基的承受力和稳定性,最终导致修建道路质量不达标。此外,要做好道路过渡段软基的处理,如果该区域处理不恰当,路基失去稳定性,出现开裂或者下降,道路连接处存在高度差,会导致过往车辆出现跳车的安全隐患,而且路基局部下沉造成路面不平整,长此以往会给道路造成很大的破坏,道路的维修保养次数也会不断增加,甚至严重的还需要对道路重新修建。此外,软基渗水量超过施工标准,会引起路基发生渗透现象,影响路基的稳定性。福建省福州市长乐区营滨路修建出现质量问题并造成的重大损失,就是路基软基处理不当和不到位的最好例证。因此,在农村道路施工过程中,要针对性的对软基可能造成的影响,进行分析和处理,在道路修建前要对施工路段进行实地考察、勘测,充分掌握该施工路段的路基软基形成和存在实际情况,采取积极有效的措施,降低软基对道路的影响,保证道路的质量。

3 软基处理方式

3.1 换土垫层法。换土垫层法是将路基一定范围内的软土,利用人工或机械设备进行挖除,再将性能良好的材料填到被挖的区域,并将换填材料压夯成压缩性小,承受能力高的垫层。使用的换填材料要具有一定的稳定性,不易受环境的影响,一般常选砂石材料作为换填材料。由于不同换填材料其特性有所不同,所以在选择换填材料时要与当地路基的特点相结合,从而选择最佳的材料。在换填材料的过程中要保证换填的高度,要与换填之前一致,从而避免由于换填层厚度不够发生剪切变形的软土层破坏。换填材料时要对换填材料进行分层压实,这样可以有效的提高路基的承受能力,减少路基的沉降量。换填的材料代替部分软土,有效的提高持路基的承载力,并且通过扩散作用可以减小传递到软土层的应力。换土垫层法施工简单,成本低,一般适用于浅层地基处理,如淤泥质土的地基处理以及暗塘、低洼区域等浅层地基处理。此外,在路基施工过程中,出现挖的基坑超过设计的深度时,也会影响土层的稳定性,导致基低软土的强度减弱,因此,道路路基换土时一定要严格按照设计的要求进行,不能随意变动,保证道路的建设质量。

3.2 加筋法。加筋法是指在道路施工中,将加筋材料铺设成一层或多层的网格片,同时结合相应的填料复合,形成具有一定厚度的加筋垫层。这种方法可以提高路基的稳定性,将路面的承载力均匀分散的传递到基层,使路基受力更加均匀,避免局部集中荷载导致路基遭到破坏,从而有效的减小路基沉降,提升了路基的承载力。常见的加筋方式有土工合成材料加筋法、土钉加筋法以及锚定板加筋法,这些处理方式可以有效的提高土体的抗拉强度。另外,加筋法在实际应用过程中,可以考虑与其他软基处理方式联合一起使用,如在厚度较深的软基,可以将水泥搅拌桩和加筋垫层两种处理方法结合在一起使用,这样可以比单一使用加筋法的处理方式加固效果更好。加筋法成本低,技术含量相对相低,比较适用于农村道路施工过程中软基的处理。

3.3 排水固结法。排水固结法是提前对路基做加载处理,用于路基排水,可以使路基土发生固结作用,最终实现路基承载能力的提升,减少道路建设完成后发生沉降的概率。由于软基渗透性差,以及一般位于地下水位较高的地区,从而造成土层中的水无法渗透出去,影响路基的稳定性和承载能力。排水固结法通过提前在路基土层中安装排水设施,如沙井,再采用逐级加载的方式,将软基土层中水分快速排出,这种处理方法能够提高软基土层的质感和土的硬度,从而土体逐渐固结,随之发生沉降,最终达到提高路基承载力的目的,减少道路工程在施工过程中以及投入使用后发生沉降的概率,而且,通过该方法还可以有效的改善道路变形问题。另外,在使用排水固结法施工前,需要施工现场的软基区域进行全面的勘察,掌握该地区软基的具体情况,然后,采用袋装砂井对软土层进行排水处理,促进软土层中水分的快速排出,随着软土层水分含量的降低,土层会发生固结,土层的硬度会随之增加,从而实现道路路基承载能力的提高,满足道路施工的施工要求。

3.4 强夯法。强夯法是将100~400KN 的重锤从6~40m 的高度自由落下,实现对软基的多次的夯击,破坏软土层的土体结构,降低土体间的孔隙和压缩性,提高软基土层的强度,从而达到提升路基承载能力的效果。这种方法简单粗暴,操作简单,无需复杂的设备,使用范围广泛,但对于饱和度较高的粘性土的处理效果不佳。

3.5 水泥搅拌桩。水泥搅拌桩是利用水泥和其他材料,作为一种针对软基的强化剂,而且这种强化剂可以使软土与搅拌桩之间形成一种融合,经过一系列的作用,提升软基的承载力,强化农村道路路基的轻度,切实减少地基沉降量。使用水泥搅拌桩处理道路软基,道路施工工期较短,而且后期道路沉降较小,这种方法施工简单,省时省力,被许多建筑单位广泛用于软基道路施工。但是,软基的土层如果含有过多的杂填土时,会影响水泥搅拌桩的处理效果。此外,该方法不适用于土层是黏性土或密实砂土的路基处理。

4 结论

近几年农村道路建设快速发展,农村道路建设不仅影响广大农民群众的正常出行,也关系到了农村的经济的发展,所以农村道路修建质量引起了高度重视。软基问题一直是影响农村道路修建过程中的主要问题,软基造成道路结构不稳定,容易出现下沉、开裂等问题,导致汽车在路面上行驶存在安全隐患,降低了道路的使用寿命和服务功能。因此,对于农村道路施工过程中软基处理的问题,要采用科学有效的处理方式,如换土垫层法、排水固结法和强夯法等,并结合施工道路软基形成的实际情况选择经济合理的技术方案,解决软基给道路带来的安全隐患,保障出行安全。

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