梁文彬 任秀良
摘要:地基是影響公路工程施工質量的重要因素,而軟土地基是地基中處理難度較大的一種,如果對軟土地基處理不當,則會造成公路路基沉降和路面的塌陷,對公路工程質量造成嚴重的影響。因此,必須要對軟土地基進行有效的處理,增強地基的穩(wěn)定性,才能有效的提升公路工程的施工質量,促進我國交通運輸事業(yè)的健康發(fā)展。本文對公路工程軟土地基施工技術進行了探討。
關鍵詞:公路工程;軟土地基;施工技術;應用
軟土地基處理的好壞直接關系到公路的基礎承載能力,也是確保公路工程高效、安全運行的關鍵。軟土地基施工處理技術在公路工程建設中經常被用到,處理措施也是多種多樣,這就要求我們從事這方面的工作人員,要結合公路工程建設中遇到的實際地質情況,正確選擇和靈活運用各種軟土地基處理技術,進行軟土地基加固處理,減少施工的安全隱患,保證公路工程施工的整體質量。
一、軟土路基建設的特征
1.含水量高
軟土路基的最為顯著的特點便是它含水非常高,他的含水量一般是從三成到七成,在我國一般的土壤是不可能含有這么多的水分的,而且如果土壤的含水量太高的話他會像流水似的到處流動,這樣會對建筑施工帶來一些不好的影響,因此我們需要一些建筑施工的方法來探討怎樣去解決這個困難。
2.壓縮系數比較大
軟土路基的壓縮系數的范圍為0. 6Mpa 到1. 1Mpa,隨著液限的增大一般情況下壓縮系數也會增大。其中的一些粘土會全部凝固,但是另一些會非完全凝結,盡管各種土質是不同的,但是他們的壓縮特性卻是一樣強的,正因為如此,才滋生出來了很多有害的因素。
3.滲透能力比較差
軟土土壤凝結成塊的速度比較慢,但是如果粘土中包含一部分沙土的話,其凝結速度是很快的,在滲透能力的作用之下,粘土的滲透性系數下限為0. 00000002cm/s,其上限為0. 0000002cm/s,即便是負載的重量很大,他的滲透能力仍然不是很高,土壤凝結成塊依舊很慢。如果土壤中含有大量的有機物質的話,通常會含有一些氣泡,這時候排水通道會充滿一些氣體,在這種情況下軟土的滲透能力便會變得更低。這時候薄砂粘土滲透系數的范圍是0. 00002 ~ 0. 0002cm/s,但是在水平方向上薄砂粘土的滲透性能卻得到了極大的提高。
4.抗剪切能力比較低
當對軟土進行剪切的時候他的粘合聚集的能力近似于11KPa,內角范圍為1 ~ 4°。凝固內角范圍是16 ~ 21°,在粘合凝聚的水平上,軟土和粘土基本上是一樣的。排水多少直接關系到路基的抗剪切能力。因此如果想提高路基的抗剪切能力,那我們通常需要具有良好排水能力的土壤。土壤深度也是關系到軟土的抵抗剪切力的能力的關鍵因素。如果土壤厚度范圍是9m – 10m,那么地基的抵抗剪切力的能力范圍為6 ~ 11KPa,同樣的,如果土壤的抗剪切能力增長了2 - 3KPa 那么土壤的厚度就是加大了2m。
二、公路工程軟土地基施工技術的應用
1.表層排水法
在軟土地基中,含水量高是其較為顯著的一個特征,所以通過排水,可以有效的降低軟土結構中的含水量,提高地基的抗應力破壞性能,而且還能夠確保軟土地基滲透能力的提升,確保地基具有良好的穩(wěn)定性,能夠更好的滿足工地機械作業(yè)條件。當處于含水量較高,而且地質較好的軟土結構時,通常會采用表層排水法,排水溝挖掘完成后, 可使用石塊或是砂石來對水溝進行填埋, 確保地基結構的穩(wěn)定性,對于在地基中埋設孔管的情況,則需要利用較好的過濾材料做好相應的保護工作。
2.添加劑法
添加劑法同樣也是屬于軟基處理技術的一種方法,主要是在軟土地基中加入一些相關物質。在軟土地基中大部分的物質都是軟土和其他類似的物質,這些物質自身的承載能力偏低,基本上很難肩負起公路機械施工的巨大壓力,因此,迫切需要在軟土地基中加入一些硬性物質,其主要目的在于提升地基的抗壓力和強度。當前使用非常普遍的添加劑以水泥為主。
3.排水固結技術
排水固結技術主要是針對公路建設施工中的軟土路基的含水量,通過排水固結可以使軟土路基的含水量降低,從而將軟土路基的穩(wěn)定性和承載力提高。該技術主要適用于軟土路基含水量不高、周邊區(qū)域的水含量不多的地區(qū)。在施工中要注意適用范圍,不要在軟土路基含水量過高,或者周邊區(qū)域含水量過高的地區(qū)使用排水固結技術。
排水固結技術主要是對天然地基水層的透水性進行利用,將豎向的排水設施設立起來,從而使軟土地基中的含水得到更快的排除,使路基穩(wěn)定性得到有效的提高。該技術能夠很好地排除軟土中的孔隙水,從而加快軟土土體的固結,使地基沉降得到加速,使公路施工的過程中路基的沉降量得到有效的減少,從而對公路路基的穩(wěn)定性進行了提高。
4.加載法
加載法是通過提前施加荷載在軟土地基上, 這樣地基的沉降則可以提前完成,盡管地基沉降工作沒有完全完成,地基沉降所帶來的影響會有大幅度的降低,再采取必要的措施,則可以有效的避免地基沉降所造成的影響。無論是填土加載法還是自然沉淀法,都與載荷重量息息相關,但一旦載荷重量過大時,則會給軟土地基帶來較大的破壞, 所以也可以考慮使用緩速加載法來達到軟土地基結構固結的效果。
5.擠密法
這種方法是在樁孔形成過程中采用的方法, 通過樁孔形成過程的擠壓來確保地基土的密度增大, 然后利用素土或是灰土在樁孔中進行分層裝填,當軟土地基厚度較大或是濕陷性黃土時,通常會采用擠密法來進行施工, 可以就地取材。采用砂石樁法來達到密實的效果。其是利用成樁時的沖擊和振動來將砂石、卵石和碎石填入到樁孔中,從而達到密實樁體的作用。
6.強夯法
通常情況下,這種方法的主要原理就是借助重物對于地面巨大的施加力,保障地面的穩(wěn)固性以及平整性。借助強夯法可以從某種程度上有效地提升地基的承載能力,另外還可以防止公路路基在重物的巨大壓力影響下出現坍塌的情況。使用該軟基處理措施和手段,可以起到高效地提高地基的承載力的目標,對地面具有非常有效的作用,從另一個方面來看,這也是符合公路工程施工的沉降的基本需求和標準的,另外這種方法施工速度較快,為后期的施工建設打下了堅實的基礎。因為強夯法自身具體實踐手段的原因,在施工過程中很容易出現振動和發(fā)出一定的噪聲,在某種程度上會對周邊的居民帶來一定的干擾,因此,這種方法不適合在居民聚集區(qū)進行應用。假如必須要應用該處理方法,那么就應該進行逐層夯實,同時在最后一層夯實結束之后,使用夯實機將路坑進行壓實和填平。
7.水泥土攪拌樁法
水泥土攪拌樁屬于膠結法處理軟基的一種形式,主要借助水泥和其他相關材料作為固化劑的主要制劑,利用特制的深層攪拌機器設備在地基深處,把軟土以及固化劑進行強制攪拌,借助固化劑同軟土相互之間所帶來的化學反應,讓軟土固結成為較強穩(wěn)定性以及強度的地基。
綜上所述,路基是公路的基礎,道路的質量與路基的質量密切相關,在進行道路建設時,一般都會遇到軟土路基。軟土路基的性質決定了進行軟土路基施工的難度較大,軟土路基施工是道路工程施工環(huán)節(jié)中最為重要的環(huán)節(jié)之一,它的施工質量直接影響道路的施工質量,因此,施工企業(yè)要著重提高軟土路基工程的道路施工技術。
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