软土路基处理技术在公路工程施工中的应用

2020-03-08 00:24:37刘景三
工程技术研究 2020年15期
关键词:软土公路工程施工现场

刘景三

(临沂市公路事业发展中心,山东 临沂 276000)

随着我国经济水平的不断提高,人们出行选择的交通工具也发生了极大的改变,从开始关注经济性,逐渐转变到重视舒适性与安全性,这也成为公路工程施工的主要目标。公路工程的设计与施工环节,可能会存在一些比较特殊的路基,其中最为常见的是软土路基。在施工现场对于软土路基的处理,必须选择合适的方式,如果处理技术或方案不合理,会直接降低路基稳定性,进而增加不均匀沉降、失稳等问题的发生概率。因此,针对软土路基处理技术的选择与应用,务必规避外部环境因素带来的影响,保证软基处理最终成效,为公路项目后期投入使用创造条件。

1 公路工程软土路基施工

1.1 软土路基特点

(1)渗透性差。公路工程按照规范要求进行施工,要先压实软土路基,确保施工质量满足标准。一般软土路基压缩模量、液压指数高度两者之间的联系为正相关,因为软土路基的渗透性能欠佳,所以为了提高软基的抗剪强度,使其能够满足设计规定,应提前做好压实作业,通过有效的维护举措获得软基压实成效[1]。

(2)含水量大。含水量大是软土路基最为显著的特点之一,该问题的存在直接影响后期施工过程中软基的处理效果。通常,软土是淤泥和淤泥质土的总称,主要由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质组成。这一组成决定了其孔隙大的特征,这也是导致软基含水率大的原因之一。同时,软基内部含有一些有机物,如果处在自然状态下,这些有机物之间便会凝结成聚集絮状结构,一旦转变为受力状态,有机物会发生明显形变,导致结构发生大幅度沉降,降低软基抗剪性,增加公路工程的施工难度。

1.2 软土路基处理技术基本原则

(1)因地制宜。因为我国有大量公路项目,工程的地质条件、地理环境也存在差异,所以按照公路工程的具体要求,采用针对性的软土路基处理技术[2]。具体在处理软基环节,必须遵循因地制宜的基本原则,提前确定试验段,针对选定的处理技术进行试验,把最终得出的试验结果作为技术选择的依据。

(2)生态环境保护。针对软土路基的处理,当已经结束处理工作之后,如果施工现场产生大量垃圾,施工人员必须及时加以清理,并将垃圾分类,以免导致环境污染。除此之外,处理软土路基期间,还需要对施工用水加以重视,注意施工现场的污水不能随意排放,以免导致附近生态环境受到影响。

(3)现场安全施工。由于软土路基的土体结构缺乏紧凑性,所以很容易导致基坑坍塌与滑移等安全事故,如果情节严重还会影响人身安全。所以,组织软基处理施工期间,必须严格根据施工规定组织各项操作,并遵循现场安全施工的原则,组织施工与管理人员参与安全培训,树立安全意识,最大程度地降低安全风险。

2 软土路基对工程的危害

公路工程中一旦出现软土路基,会同时降低稳定性与强度,因此软基不能够直接作为天然路基应用于公路工程中[3]。但是,公路路基自身的稳定性是项目质量、路面安全性的重要影响因素,软土负荷、承载力如果与规定数值存在差距,期间负荷增加便会面临路基沉降的现象,若情节严重甚至会导致公路工程塌陷。另外,路基破坏、变形的根本原因之一为路基沉降,所以必须做好软土路基的施工处理工作,这也是提高公路工程与路基安全的重要方法,以为后期公路工程投入使用提供安全保障。

3 软土路基处理技术

3.1 换填处理技术

若软土路基的深度较浅,建议采用换填处理技术。该技术的原理是更换地基基础底部的软土,更换材料必须保证强度,如砂、山坡石、碎石、灰土与矿渣,只有如此才能够获得理想的处理效果。随后要对软基进行压实,当达到一定密实度之后,路基的持力层承载力、扩散性才会提升。对一些深度较浅的软基进行处理,如果表面没有硬壳存在,建议采用抛石挤淤的方式,也是换填处理技术的另一种表现形式,即在软基底部抛洒碎石,将软土内部的淤泥从路基基底挤出,提高公路工程路基强度。

3.2 灌浆处理技术

灌浆处理技术主要采用液压、气压两种方式,即将已经固化的浆液挤入软土路基内部的缝隙中,优化软基路基土的性能[4]。受到外界压力,浆液可以消除阻力,顺延剪切面挤入软土路基淤泥质土内,期间可以使性能出现变化,保证更加理想的地基加固效果。

3.3 深层搅拌处理技术

深层搅拌处理技术主要是通过固化剂所具有的固化效果,将软土路基、固化剂内的软土、沙强制性拌和,以最快的速度硬结软土,提高公路工程的地基强度。深层搅拌处理技术有两种方法可以选择,即水泥浆湿法、水泥(生石灰)粉干法,具体应用时需综合考虑环境因素,提高现场施工的安全性。

3.4 粉喷桩路基加固处理技术

采用粉喷桩路基加固处理技术,必须保证施工路面的平整性,确保粉喷桩可以顺利进入施工现场。如果施工期间路面不平整,施工人员可以填充砂石,加强地基稳定性。选择粉喷桩材料时,应该加强对水泥材料的质控。软基处理施工过程中要在现场进行试桩,确保粉喷桩路基加固处理技术可以有效应用的同时,也能够全面采集软土路基的相关数据,提高软基强度。

3.5 加载处理技术

公路工程施工现场应用加载处理技术,主要是通过控制软土路基沉降达到避免路基被破坏的目的。为了使地基符合沉降固结要求,需要为其施加一定的压力,以此对填充物缝隙进行控制。建议施工人员往地基表层摊铺细砂,并搭配具有不透气性能的水膜,利用真空层实现地面沉降。施工现场降低地下水处理,要在施工范围内放置钢板,以起到支撑、维护的作用,保护施工现场附近的环境。加载处理技术中还包括填土法,该技术的应用有助于控制软基沉降量,避免因为路基过度沉降而影响后期公路工程质量。

4 公路工程施工中软土路基处理技术的运用

4.1 按照道路级别选择处理技术

对于软土路基的处理,要按照道路级别规定的路基施工规范,选择相应的处理技术[5]。如果施工对象为普通公路,路基铺设工作结束之后要预留沉降的时间,随后再开始路面铺设作业;如果公路工程道路级别较低,那么在选择软基处理技术时的要求便不是非常严格;如果公路级别高,软基处理技术要求也更加严格。鉴于此,公路工程设计与施工阶段,应该参考道路级别要求制定软基处理方案,确保软基处理与施工标准相符。

4.2 突破施工环境限制

公路工程施工环境往往比较复杂,一些因素的存在也直接影响项目的施工质量。如果路基高度较大,地基硬度不足,会导致地基隆起、沉降等问题。组织公路软基处理期间,施工环境是非常重要的一项因素,应该制定合理处理方案,突破施工环境对软基处理的限制。

4.3 结合道路所在位置选择处理技术

如果在软基施工中土层没有下陷,代表路面平整度的控制难度不高,如果道路、构造物的连接处发生下陷,那么便会威胁到公路工程的整体质量。软基处理技术的选择,要制定完整、可行性高的方案,保证路基稳定性能。目前,我国在公路工程方面整体环境的复杂性较高,不同类型的公路工程所在位置也有差异,这是软基处理期间需要解决的重点问题。所以,软基处理中,工作人员在制定处理方案时,必须结合道路所在位置。

4.4 科学选择施工工艺

(1)软土路基排水固结作业。公路工程施工期间采用软土路基排水固结的方法,是比较常见的处理手段。软基土层的孔隙度相对较高、承载力低,一旦受到外部作用力,会发生软基不均匀偏移、沉降等质量问题。采用排水固结这一方法,不仅可以杜绝不均匀偏移、沉降现象,在施工现场设置沙井,通过垂直排水的形式也能够规避地下水、地表水可能带来的破坏,提升路基土壤板结效果与路基强度、承重性。

(2)砂垫层工艺。软土路基砂垫工艺的使用需要提前设置砂垫层,作用在于提高路基排水性、渗水性。软基的黏性、压力需要提升,建议施工人员对挡砂堤进行优化设置,以免路基砂土外溢降低路基强度[6]。

(3)重锤夯实工艺。公路工程的软土路基处理采用重锤夯实工艺,在行业领域中比较常见,利用重锤对路基进行夯实处理,凭借重锤自由落体形成的作用力,为土壤施加压力,提高密度与强度,随之增加公路工程的路基强度与承载力。但是采用重锤夯实工艺必须注意施工成本,合理应用软土路基处理方法,实现公路项目经济效益最大化。

(4)GFG工艺。GFG工艺主要用于处理软土路基桩,开始施工之前要全面勘察施工现场的地质条件,采集资料与数据并制定设计方案,保证GFG软土路基桩位置选择的准确性。除此之外,还需要加固现场水平层,在水平层内设置一层垫层,同时使用水平锤击,保证GFG软土路基桩施工效果。

5 结束语

综上所述,如果公路工程施工过程中出现软土路基,为避免对项目整体质量与稳定性造成影响,施工人员需要科学选择软基处理技术,提高路基强度,保证工程项目在投入使用之后的正常运营,避免给人们出行埋下安全隐患,同时也可以杜绝不均匀沉降、路面失稳等质量问题。

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