公路施工软土路基的处理对策

公路施工过程中,所面临的重大问题就是软土路基的技术问题,软土就是指滨河海滩、沼泽、湖泊、谷底等地方,这些地方由于受地形条件的影响,使得软土路基拥有土层结构复杂、压缩性强、空隙大等特点,对于公路路面的强度、稳定性有着一定的影响。在公路的施工过程中,对于软土路基的问题,一旦没有处理好,路面就会出现不均匀的沉陷,不仅会使得路面横坡变碎,而且路面的平度也会大打折扣,从而影响到公路的工期进度和施工质量,因此处理好软土路基问题是公路施工过程中必须重视与亟需解决的问题。

1公路软土路基的特点

1.1流变性强含水量多

粘土颗粒和淤泥是软土的主要组成部分,其主要就是空隙大、孔隙比约在1~2之间、含水量高,基本可达30%~80%,这是软土最大特点。软土路基中的有机物在不同的环境中会出现沉降、产生絮状结构等情况,在剪应力的作用下,会逐渐出现路基变性等现象。此外,在含水量多、流行强的情况下,软土在固结之后也可能出现再次固结,从而给公路的正常施工造成不良影响。

1.2压缩性高渗透性差

软土本身的压缩性就比较高,其压缩性通常是低于4Pa,与液限指数成正比,软土的渗透性比较差,一般情况下渗透系数处在10-6-10-8cm/s之间,在此情况下,公路软土路基巩固的时间比较长。此外,软土的结构性比较明显,在挤压和震动的情况下,结构容易被破坏,使土壤的整体强度降低。

1.3软土的抗剪能力差

一般情况下,软土的抗剪能力维持在19兆千帕左右,摩擦角一般控制在21~30度之间。软土路基受到荷载作用,可采用排水固结,排水固结的速度与强度的提升速度成正比,排水固结的速度越快,其强度效果越好。

2公路软土路基处理的重要性

软土路基是我国公路建设中常见的路基形态,同时也是公路施工过程中的难点与重点。软土路基与普通路基的连接处,或与桥台的连接处,一旦出现路基沉降系数增大的情况,就会出现“跳车现象”,给公路的行车带来严重的安全隐患。此外,如果公路软土路基的处理工作不当,就会使公路在建成后出现大面积的沉降,导致路面塌陷,严重影响到公路的使用寿命,在此情况下不仅会产生大量的经济损失,而且还会对人们的生命安全造成一定的威胁。因此,加强公路软土路基处理是现代公路施工中必须重视与亟需解决的问题,这样才能提升公路安全性、增加使用寿命[1]。

3软土路基在实际操作中存在的问题

3.1与因地制宜的原则不相符

公路在选址施工时,一定要严格遵守因地制宜的原则,不可不计后果盲目的选择。在公路施工过程中不同的位置,其施工技术也大不相同,因此,在进行公路施工前,相关人员应对施工位置的周边环境进行缜密的检查。但是从目前的情况来看,我国对于软土路基的处理技术缺乏多种不同技术的比较,还不能形成一个健全的方案,因此在因地制宜这方面还有点欠缺。

3.2软土路基在施工过程中易滑坡

由于软土路基固结的速度比较慢,加之强度过低,使得公路在施工过程中容易出现滑坡现象。公路软土路基一旦出现滑坡现象,就会使路基的基础失去稳定性、坚固性,造成巨大的经济损失与质量问题。公路施工中,如何保证地基的稳定性,以及相关的处理手段不会影响到工期的进度与质量,是公路施工方亟需解决的问题。

3.3软土路基沉降问题

软土路基的沉降是最为普遍的公路路基施工问题,由于软土具有流变性以及含水量高等特点,这些都会给公路软土路基的稳定性造成严重的影响,在公路施工结束,软土路基很容易因为处理不当而出现路面下沉的问题,沉降的出现会影响到公路的正常使用,甚至诱发交通事故的发生,因此,在公路施工过程中,一定要加强技术研究,规避公路沉降问题的出现。

4公路软土路基施工技术分析

4.1排水固结方法

排水固结法的主要技术是将沙井设置在公路的软土路基中,通过垂直排水的方式,将水直接从沙井中排出。在实际施工过程中,对于含水量较少的软土,可以通过热化处理,将土体中的水分排出,进而提高土层的固结程度,加强土层的自身强度,其施工方法简便,但是限制比较大,只能在含水量少的地方进行。对于含水量较多的施工地方,在公路施工前,可利用结构自重逐步分机加载或在场地先行加载预压,使土壤孔隙水排出,孔隙逐渐缩小,在此过程中软土地基会发生固结变形,从而提升软土路基的强度,可以有效预防道路路基下沉问题[2]。

4.2砂垫层方法

砂垫层方法主要是通过人为的形成排水通道,缩短排水距离,使垂直排水变为水平排水固结,从而加快软土的固结,提升公路路基的抗剪强度。主要施工方案是在公路的沿线用盛满沙子的编织袋,排好做成挡砂提。此外施工人员应画出紧缺的砂垫层边界,并将其高度控制在与砂垫层高度一致的层面,然后进行砂石灌注。由于粗砂是一种较为理想的填筑材料,因此能够将软土路基中多余的水分排出。此外,公路施工方还应在公路间隔2.5~4m处设置检测站,对砂垫层的厚度和松铺系数进行检测控制。

4.3碎石桩处理方法

在公路碎石桩处理方法中,其主要的工作原理是用坚固的碎石桩来置换软土路基中部分软土,以此来提升整个软土路基的稳定性和坚固性,碎石桩处理方法还有造价低、效果佳的优点,可以有效的处理软土路基问题。碎石桩处理的主要实施方案是采用水平震动作用,对管状设备进行震动,并对振捣部位进行清洗,直至成孔,然后在孔内加入碎石,进行填充,形成碎石桩,以此来提升整个路基的承载能力。此外,还可根据施工地区的土壤特性,在土层中加入适当的化学物质,对土质进行催化,通过发生化学反应,使土体相互粘结在一起,从而改善土层的整体性质,实现强化土层承载能力的最终目的[3]。

4.4换填方法

换填方法是一种操作简单、成本较低,应用性强的一种夯实路基的方法。工作原理是将基础地面不太深范围内的软土层挖去,然后用碎石、灰土、煤渣、素土等,进行填充,因为这些材质具备质地坚硬、强度高、抗侵性强的特点,同时采用机械进行分层是碾压、振动,使其密度逐渐变小,然后符合要求规定,成为合格的人工基地,以此来增加软土路基的坚固性、稳定性,为更好的建设公路创造条件。

4.5深层搅拌法

深层搅拌法是指通过在图层中注浆来加固地基,采用高压设备,将黏度较大的泥浆注入到软土层中,对土体的物理性质进行改善,发挥强大的粘合力作用,当泥浆凝固时,会连带周围的土体共同凝结,能够有效降低沉降量,增大边坡的稳定性,从而实现加固地基的效果。一般常用的浆液是水泥浆,适用深层搅拌机,在软土路基深处对软土和水泥浆进行搅拌,凝固后地基的强度得到提升,增加土体的抗拉程度和刚度,提高施工的可行性降低事故的发生几率[4]。

综上所述,软土路基施工是公路施工项目中的关键环节,对公路的质量与正常使用有着直接的关系,施工单位应对软土路基的施工质量进行严格的控制。针对不同的路段情况,需要采取相应的施工技术,严格按照施工要求对软土路基进行处理,使软土路基的施工质量得到保证。此外,施工方还应大力推进新技术、新材料的使用,控制好材料分级,以及填充材料的质量,综合运用各种技术措施保证软土路基得到有效处理,使软土路基的施工质量得到保障。

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