鄭夢雨
摘 要:軟土地基的處理作為公路建設(shè)必須要面對的問題,做好軟土地基的處理有助于提升路基的基礎(chǔ)承載力,保證道路建成后安全、可靠、有效。在軟土地道路工程中,軟土地基處理方式比較多,主要包括換填法、高壓噴射注漿法等。本主要是以軟土地基處理技術(shù)在公路施工中的所要面對的問題作為切入點,分析和研究軟土地基的處理工藝。
關(guān)鍵詞:公路施工 軟土地基 處理工藝
1.引言
隨著我國公路建設(shè)的不斷加快、設(shè)計模式的不斷更新、工程技術(shù)的不斷改良,對于公路路基穿過軟土地的問題也成為現(xiàn)代化公路建設(shè)必須要解決的問題。軟土地與正常土地相比,土地強度相對比較低、凝固性比較慢、變異能力比較強,在修建地基的時候很容易發(fā)生路基沉降的情況。一旦發(fā)生路基沉降的問題,就會引起整體滑動、銜接處差異沉降、路堤變形等問題。所以,在這種軟土地基上要建好路面,就要注重對軟土地進行相應(yīng)的處理,其處理的目的便是改變原有地基的特性,滿足施工要求。
2.軟土地基處理技術(shù)在公路施工中的所要面對的問題
銜接處沉降的問題。軟土地基在使用時,會出現(xiàn)排水不通、排水困難等問題,也無法清淤導(dǎo)致水流入公路。一旦公路的行車壓力增大、路基負載能力不足,便會發(fā)生銜接處沉降,路面會發(fā)生不規(guī)則的沉降和變形,進而引發(fā)路面開裂,剪切拉裂破壞問題。受到振動或自身質(zhì)量過大問題的影響,軟土地基會受到破壞,使邊坡發(fā)生土體凸隆的情況。在發(fā)生土體強化下降的問題時,軟土層整體都會下滑,且在這個過程中路基也會有不規(guī)則沉降。此外,剪切拉裂破壞會導(dǎo)致整個路面發(fā)生裂縫,且各條裂縫之間是互相連通的,只要一邊的裂縫遭受難以承受的重壓,則必然會導(dǎo)致整個公路癱瘓。
3.軟土地基處理技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用
3.1換填法
換填法是一種傳統(tǒng)的土地處理技術(shù),主要是因為軟土地承載力較弱,無法承受相應(yīng)的混凝土,容易出現(xiàn)沉降。為了避免這種情況的發(fā)生,在軟土地基承載力不足時,往往會挖空一定的軟土層,使用砂、石等材料將其填充,然后才進行相應(yīng)的填充。一般而言,置換后的土層稱墊層,這種墊層設(shè)計主要是以實際情況作為依據(jù),選定合適的墊層材料、把握好墊層的寬度與厚度,盡量使墊層厚度大于或等于1/4基底寬度。為了避免墊層材料發(fā)生側(cè)向擠出,應(yīng)該以力的擴散角作為依據(jù)來設(shè)計,同時一定要超出底面邊緣的相應(yīng)距離,并且驗算下臥層的容許承載力,保證公路建設(shè)的正常性。換填法是公路施工中比較常見的一種方式,其效果也比較好,能夠增加軟土地基的硬度。換填法的方式是以軟土地基的實際情況,選取合適的換填材料,將軟土層全部挖出,將這些材料再放入挖好的坑中并加以填滿,而后采用相應(yīng)的壓實方式,使換填的路面平整度與硬度較高,從而提升軟土地基的承載力。
在砂墊層設(shè)計中,換土的厚度要求是砂墊底面處的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和不大于軟土層的容許承載力,即σCZ+σZ≧R,如圖1。其壓實系數(shù)應(yīng)該為壓實系數(shù)為1單位體積沙粒體積除以1單位填土體積,即:
3.2高壓噴射注漿法
高壓噴射注漿法作為一種新型工藝,是以特種高壓噴槍作為器材,以配好比例的漿液作為材料,運用超高壓的方式將漿液注入相應(yīng)軟土地基中的孔中,從而保證公路的厚實性,便于提升公路的承載力。所用的材料一般是水泥漿、粉煤灰等。軟土地的造孔處理的孔深要根據(jù)軟土地基的地層的軟弱程度進行設(shè)置,一般在噴射漿液的過程中要不斷地旋轉(zhuǎn)噴槍,促使軟土地基中形成相應(yīng)的圓柱體的樁,這種圓柱體的樁具有良好的凝固性和粘結(jié)度,可以使樁與樁之間的土形成復(fù)合地基,有效地提升軟土地基的承載力。高壓注漿的作用是加固土體,用水泥漿填充和堵塞土體的間隙,使得土體的整體強度增大。高壓噴射注漿法的優(yōu)點是施工工藝簡單、工程投資成本低,在公路建設(shè)中占據(jù)著重要作用。當然,高壓噴射注漿法也存在一定的缺點,這些缺點會直接影響軟土地基的處理效果和處理質(zhì)量。例如,在處理地基的過程中,操作人員由于疏忽大意,忘記旋轉(zhuǎn)噴槍,導(dǎo)致噴射灌漿不合理,使軟土地基形成墻狀固結(jié)體,嚴重影響軟土地基的平整度和硬度。
3.3擠密法
擠密法作為處理軟土地的一種實用性方式,需要使用到相應(yīng)的施工機具對軟土地基加以正確地震蕩,使石粉、石砂在施工機具的作用下融入到軟土第幾種,再進行適當?shù)暮粚?,使軟土地基的土石充分結(jié)合,有效地提升軟土地的硬度和實度,從而增加軟土地的承載力。擠密法在處理軟土地基的方面具有一定的優(yōu)勢,這個優(yōu)勢主要體現(xiàn)在所使用的石粉、石砂能夠充分摻入軟土地中,有效地避免填石法所導(dǎo)致的地基表面不平整的問題。當然,凡事都有兩面性,擠密法既有一定的優(yōu)點也存在一定的缺點,其缺點便是在進行擠密法施工的過程中,施工工藝比常規(guī)工藝更加復(fù)雜,其操作技術(shù)要求比較高,需要大型的、多臺施工機具,可見所投入的施工成本比較高。
3.4堆載預(yù)壓
堆載預(yù)壓又叫堆載預(yù)壓排水固結(jié)法,是軟土地基處理的方法之一。這種方式是對場地實施加載預(yù)壓,使土體中的孔隙水沿排水板排出,逐漸固結(jié),地基沉降,從而提升低級強度。堆載預(yù)壓法對各類軟弱地基非常有效,使用材料、機具簡單,施工操作方便。對于深厚的飽和軟土,排水固結(jié)所需要的時間很長,同時需要大量的堆載材料,在使用上會受限。另外,樁基礎(chǔ)也是軟土地的處理方式,是由基樁和連接樁頂?shù)某信_一起組成的,這種樁身深入軟土地中,起到固定和支撐的作用,能夠保證公路施工的有效進行。
4.公路施工工程實例
在浙江杭州至湖南長沙高速公路的浙江一段公路建設(shè)中,存在一段軟土地基情況,軟土地為淤泥,淤泥較厚,淤泥厚在2~3米之間,且水位較高,排水困難,也無法清淤。雖然有50~80cm亞粘性土,具有一定的穩(wěn)定性,但是由于淤泥較厚,施工困難。為了解決這個問題,施工人員特此對土質(zhì)進行分析,研究軟土、材料、淤泥物理力學(xué)等因素,采用土工格柵+山皮土+改良土的措施。這是因為這個路段,地下水位高,該公路沿線的軟土水穩(wěn)性差,浸水時承載力很低,路面容易破壞,土工格柵和山皮土配合可以提高路基填料的水穩(wěn)性,還可減弱地下水的毛細作用對路基產(chǎn)生不良影響,保證公路施工有效地進行,為公路施工質(zhì)量奠定結(jié)實的基礎(chǔ)。在軟土地施工過程中,要使算土地的地面更加平整,相關(guān)施工人員應(yīng)該運用現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù),做好軟土地基的檢測工作并制定相應(yīng)的施工方案,以設(shè)計圖表、測定中線、施工工藝作為依據(jù),考慮公路施工的實際影響因素,準確地指出兩側(cè)邊溝、路基坡腳、路基邊線位置。而后,根據(jù)施工方案,運用現(xiàn)代化的施工機械,在公路路基的具體位置上鋪筑施工所需要的第一層土工格柵,鋪設(shè)的目的是為了提升軟土地基的處理質(zhì)量。一般而言,鋪設(shè)的順序是由沿挖好的溝壁一側(cè)向另一側(cè)進行合理鋪設(shè),鋪設(shè)范圍應(yīng)該以公路施工的實際范圍作為標準,合理控制鋪設(shè)范圍,鋪筑厚度控制在50cm以內(nèi)。鋪設(shè)完之后,應(yīng)該及時用碾壓機等施工機械對相應(yīng)的軟土地基進行碾壓、整平。然后,使用山皮土進行填筑,進行第二層土工格柵,與第一層土工格柵的施工方法相一致,然后用壓路機進行碾壓整平。之后,在進行相應(yīng)的填土壓平工作,保證軟土地基的硬度和實度。
5.結(jié)語
軟土地作為公路施工過程中比較常見的一個問題,處理的方式有多種,但其目的只有一個,便是增加軟土地基的硬度、實度,保持軟土地的平整度。軟土地基處理的方式多種多樣,都應(yīng)該以軟土地的實際情況作為落腳點,選擇性采取合理有效地處理方式,以便提升軟土地基的處理質(zhì)量和效果。所以,在軟土地基處理之前,相關(guān)工作人員應(yīng)該運用現(xiàn)代化的檢測設(shè)備,檢測軟土地基的相關(guān)數(shù)據(jù),制定合理科學(xué)的處理方案,選取最恰當處理方式,有效地改善軟土地基。
參考文獻:
[1]陳風.公路施工中軟土地基處理技術(shù)及其主要應(yīng)用[J].黑龍江科技信息,2016,03:170.
[2]蘇根紅.軟土地基處理技術(shù)及在公路施工中的應(yīng)用[J].黑龍江交通科技,2015,06:51.
[3]李圣彬,張國勇.軟土地基處理方法及其在公路施工中的應(yīng)用[A].公路交通與建設(shè)論壇(2009)[C],2010:3.endprint