对路桥工程中软土路基的施工技术方法探析

2020-02-28 03:09:25成卓燃
经济技术协作信息 2020年31期
关键词:路堤软土含水量

◎成卓燃

路基是路桥工程的重要组成部分,其施工质量对于公路交通网络的高效运行和交通安全有着密切其直接的影响。我国地质种类丰富,广袤的陆地上分布着许多软土区域。由于软土自身特性的原因,在软土区域进行路桥施工难度很大,特别是软土路基施工质量问题较多,对工程整体质量造成负面影响,严重者甚至给通行车辆、人员安全带来威胁。因此,加强软土路基施工技术研究,消除施工过程中的质量安全隐患,保障路桥工程安全稳定,不仅仅是施工企业提高美誉度和盈利水平,增强市场竞争力,实现可持续发展的重要措施,从大的方面看,也是营造当地良好的投资环境,推动地区经济发展,保护人民群众生命财产安全,维护社会安定和谐的必由之路。

一、软土路基常见质量问题类型分析

软土路基常见质量问题主要有以下几个类型:

一是前期勘测不严密,没有发现软土路基的存在,进而施工时没有采取针对性措施,致使产生问题。这种情况是软土路基质量问题中最为常见的。

二是发现了软土路基的存在,但由于种种主客观因素,没有按照软土路基进行对待,以至于发生质量问题。

三是发现了软土路基也采取了针对性措施,但由于措施实施不当,没有达到相应效果,从而引发质量问题。

四是施工时没有严格按照施工技术规范进行分层填筑,造成上层硬地壳结构损坏,由此导致的质量问题。

二、软土路基表层施工的技术方法

1.表层排水法。该方法主要用于土质良好,但含水量超标的区域路基施工。在这种土质区域进行路基施工,首先要在地表适当位置设置排水沟,构建排水设施,将地表水排出,减少土壤表层部分所含水量,使施工机械能够进入施工场地。为了保障设置的沟槽能够在施工过程中起到盲沟的作用,要使用透水性良好的碎石或沙砾作为填筑材料。设置沟槽时,要充分利用已有地形的坡度,以便于排水。施工是要注意填土对坡度的影响,以免造成不利后果。要采取措施,防止附近挖方区域的地表水、渗透水浸润填土。排水沟分布密度在不影响施工的前提下越大越好,要保障充足的排水能力,确保即使部分沟槽遭到破坏也不会影响到整个地区的排水效果。要严格按照标准规范施工,沟深0.5米至1米,宽度约0.5米。施工时先填沙砾再填土,确保发挥盲沟效果。

2.铺垫材料法。部分地区,路基土层构成不一致,一旦受到外部作用就有沉降和侧向位移的可能。在这样的地方施工,路基稳定性很难保障。针对这种情况,可以采用铺设材料的方法予以改善,提高路基支撑力。该方法常用的材料以化纤无纺布为主。无纺布的质地对于工程质量影响深远,必须严加管控。

3.添加剂法。有的地区表层土壤为粘性土壤。通过在土壤中加入适当添加剂的方法,对土壤压缩性能和土层机械强度予以改良,使其满足施工机械通行的需要,保障施工安全稳定进行。通常使用生石灰、熟石灰还有水泥作为添加剂,这些材料具有很强的吸水性,可以大幅降低土壤含水量,促进团粒结构的形成,从而达到固定土体,提高路基稳定性的效果。

三、路桥工程软土路基施工技术方法

1.一般软土路基加固施工。当前我国常用的软土路基加固技术主要有抛石挤淤、粉喷桩和挖除换填碎石三种。其中,抛石挤淤法是将片石投入到路基底部,利用逐步充实的片石将路基底部淤泥挤压到路基底部外面,基底结构随之不断增强,以至于满足施工标准。需要注意的是,为了避免施工区域附近的地表水进入基底造成基底软化,要提前将施工区域附近的地表水排出,条件允许情况下使用围堰进行排水。同时配套建设排水沟、截水沟等排水设施,避免水体重新积聚,尽可能地控制土壤含水量。抛石挤淤法主要应用于厚度较小、表层没有硬壳,片石能够沉至底部的泥沼地或者厚度为3至4米的软土地带。粉喷桩法是采用在原有土壤中混入粉状物质,并按照相应配比与固料相混合,形成具有一定强度的柱状体的方法提高路堤强度的。所使用的粉状物质、固料的种类以及各组分间的比例对于粉喷注技术施工效果十分重要,必须严格规范。这是由柱状体强度形成机理所要求的。三种组分混合后发生理化反应,各组分间产生较强的作用力,互相连接,以此构成具有较强强度的柱状体。当三者比例越接近最优点,混合越充分,柱状体的强度也就越大。常用的粉状固化剂是水泥,尤其以32.5级普通硅酸盐水泥为佳。挖除换填碎石法通常用于深度较浅的软土路基工程。首先将路堤位置的软土挖除,使用动力触探进行确认,达到设计标准后换填为碎石片。需要注意的是,挖除软土和换填碎石的操作均需采用分段的方式进行施工,其中回填碎石还要分层施工。回填的碎石承担着承受载荷、提高路堤强度的功能,其强度有着明确要求,一般石料强度要在15兆帕以上,回填作业分层厚度控制在30厘米,碎石粒径控制在分层厚度的三分之二以下。为保障碎石回填达到施工标准,回填完成后要用320千牛以上激振力的压路机对回填用石料进行碾压,以确保碎石嵌挤紧密,没有松动。软土路基表层处理的主要原因是土壤含水量太大,所以通过排水、铺设或混入填料的方式进行处理,提高土层强度,减少地层局部剪切变形,保障施工机械正常开展作业。回填时要尽可能将填土的符合均匀分散到路基表面,保持路基各部位受力均衡一致。为了达到这个目的,实际工作中常常使用设置砂垫层的方法。当路基上层软土层厚度不大、含水量较高时,在路基上敷垫0.5米至1.2米厚的垫砂层,有利于下层土壤和上层填土中水份的排出,提高土层强度,保障施工机械的通行。

2.连接段处理方法。

(1)路堤与桥梁连接处的软土路基处理。桥梁和公路属于两种建筑类型,结构强度和沉降量差异很大,由此导致在二者连接部分出现不均匀沉降,形成错台,给来往车辆正常通行带来不便,甚至会引发安全事故。针对这个问题,施工单位常使用预压法和平衡压路堤法进行处理。预压法是通过平衡路堤和桥台载荷的方法对二者进行施工,从而达到消除桩基负摩擦阻力和不均匀沉降的目的。平衡压路堤法是在预压法的基础上设置钻孔桩,以防止桥台出现纵向位移的方法。

(2)通道、涵洞与路堤连接处的软土路基处理。针对通道、涵洞易发生不均匀沉降的问题,人们开发出反开槽法、支承桩法、预留拱度法和扩大断面法予以解决。反开槽法即上文所述的预压法,由于使用大量时间进行预压,往往工期很长,为配合通道施工,还需配套建设临时便道。支承桩法工期较短,一般用于不能使用预压法的场合。预留拱度法和扩大断面法无法消除不均匀沉降,只能够保证通道、涵洞在发生沉降时保持原有功能。

四、结束语

我国软土地区分布广泛,提高软土路基施工质量,是保障公路交通体系安全顺畅运行的重要基础要件。由于地质、地理、地形条件复杂多变,路基施工中遇到的问题也呈现出多样化的特点。施工单位要坚持因地制宜的方针,根据实际情况采取针对性措施,并在取得的成果基础上不断完善、改进,务必保证路基施工质量,为公路设施的安全与稳定做出努力与贡献。

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