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        公路施工軟土地基處理技術(shù)及控制要點探究實踐

        2021-04-01 02:28:39顧鵬
        工程建設(shè)與設(shè)計 2021年20期
        關(guān)鍵詞:軟土碾壓公路工程

        顧鵬

        (山東格瑞特公路工程有限公司,山東煙臺 264003)

        1 引言

        近年來,我國公路工程蓬勃發(fā)展,并取得了不錯的成績,受到了人們的廣泛關(guān)注。公路工程并不是一項簡單的工程,其涉及多方面的內(nèi)容,需要實施系統(tǒng)化的管理。而公路路基施工是公路工程施工的重要組成部分,必須予以高度重視。公路路基施工中,若遇到軟土地層,應先對其進行處理,通過先進的公路施工軟土地基處理技術(shù)提高軟土地基的各項性能,提高公路工程在軟土地段的施工質(zhì)量,保證公路路基的穩(wěn)定性,實現(xiàn)公路施工效益的最大化。

        2 現(xiàn)階段公路施工軟土地基處理中存在的問題

        現(xiàn)階段,公路施工中軟土地基的處理中仍存在一些問題有待進一步解決,主要包括:(1)軟土地基處理的理論知識體系不完善。就目前而言,我國公路工程中涉及軟土地基的項目數(shù)量逐漸增加,但有關(guān)這方面的理論知識還較少,以致在具體施工過程中缺乏理論指導。由于理論知識的限制,導致我國軟土地基施工技術(shù)沒能取得較快的發(fā)展,技術(shù)水平還有待進一步提升。(2)在公路軟土地基施工過程中,使用的施工機械設(shè)備還較為老舊,機械設(shè)備的更新不及時,以致軟土地基施工質(zhì)量得不到保障,施工效率也無法得到有效提升。因此,相關(guān)人員應加大對軟土地基施工機械設(shè)備的研究力度,進一步優(yōu)化機械設(shè)備,并引入先進的科學技術(shù),盡量減少施工機械設(shè)備運行成本。(3)因地制宜的施工理念有待加強。進行公路工程軟土地基施工時,部分施工人員并未做到因地制宜,具體問題具體分析,而是采用一套固定的施工模式進行作業(yè),大大降低了施工效果,導致施工方案與施工實際情況不相符,不具備可行性[1]。

        3 公路施工軟土地基處理技術(shù)

        3.1 換填處理技術(shù)

        進行公路工程軟土地基處理時,可采用換填法進行施工。這種處理技術(shù)主要是先將軟土清除干凈,然后用硬度更強、性能更為穩(wěn)定的土料進行填充,如碎石、砂石等。在換填過程中,可根據(jù)施工實際情況及需求選擇人工換填或機械換填,無論是哪一種方式,都必須保證土層夯實到位,使之形成硬墊層,達到相關(guān)規(guī)范規(guī)定的密實度。一般情況下,換填法常用于處理軟土深度較淺的情況,可選擇黏性土、砂石、礫來替換軟土。換填處理技術(shù)的優(yōu)勢在于施工步驟簡單,可有效避免路基不均勻沉降,使公路路基更加穩(wěn)定[2]。

        3.2 水泥土攪拌樁地基加固處理技術(shù)

        水泥土攪拌樁地基加固是公路工程中一種有效的軟土地基處理技術(shù),其主要是以水泥為固化劑,通過回轉(zhuǎn)攪拌葉片在地基深處將軟土和固化劑強制攪拌,使水泥漿與周圍軟土固結(jié)成一個整體,常被應用于飽和軟黏土地基處理中。這種處理技術(shù)能夠充分發(fā)揮水泥漿的固化作用,利用適宜攪拌機械拌和軟土和水泥漿,可以加快二者的物理反應與化學反應,從而形成一種穩(wěn)定度更高的復合地基,有利于提高地基整體性和強度。在施工過程中,一般樁徑約為0.5 m,樁間距應保持在1~1.2 m,漿體攪拌樁長度應在15 m 以下,可使用硅酸鹽水泥進行施工。與此同時,還應合理配置水泥漿的水灰比,確保其符合實際施工需求,若存在地下水,還需要應用粉煤灰,將其作為膠凝材料加入水泥中,但摻入量不可超過水泥質(zhì)量的15%~20%。另外,必須先進行試驗,根據(jù)試驗結(jié)果確定最終摻入量。在使用粉體噴射攪拌機械設(shè)備時,可使用自動記錄儀,控制好水泥用量,把控好鉆進速度,嚴格按照相關(guān)施工要求操作,噴漿途中不可隨意中斷。樁身要保持垂直,控制好偏差,不可超出規(guī)定范圍。

        3.3 排水固結(jié)處理技術(shù)

        進行公路工程施工時,如果遇到軟土地基,應先解決其穩(wěn)定性問題,以免發(fā)生不均勻沉降,影響公路工程施工質(zhì)量。排水固結(jié)法由排水模塊和加壓模塊共同組成,使用排水固結(jié)技術(shù)處理軟土地基能夠取得較好的處理效果。排水模塊中常設(shè)有2 種排水裝置:一種是塑料管排水裝置;另一種是沙井排水裝置。這2 種排水裝置的安裝和操作過程都較為便捷,能夠充分發(fā)揮排水系統(tǒng)的作用。沙井排水裝置有利于降低施工成本,提高軟土地基的排水效果;塑料排水管排水是在軟土層中放置塑料管,使之成為排水通道,將軟土地基中水分排出,其優(yōu)勢在于后期維護方便。

        3.4 碾壓夯實處理技術(shù)

        應用碾壓夯實軟土處理技術(shù),需要采用適宜的機械設(shè)備。通常來說,所選擇的碾壓設(shè)備重量不可過高,也不可過低,應根據(jù)實際情況進行具體選擇。其施工原理在于利用重力做功促使軟土層中土顆粒間的孔隙減小,使其密實度達到施工要求,從而提升軟土地基的穩(wěn)定性。在施工過程中,要合理把控碾壓次數(shù),直至穩(wěn)固性達標后才可停止,不可存在裂縫。這種處理技術(shù)的優(yōu)勢在于不僅能保障軟土的均勻性,還可以起到一定的排水作用。需要注意的是,在使用碾壓設(shè)備前,要對其進行性能檢驗,確保碾壓設(shè)備能夠正常運行,以免在實際施工中耽誤進度,帶來安全隱患,降低碾壓夯實施工效率。

        3.5 外加劑處理技術(shù)

        如果公路工程的地基中含有黏性軟土層,那么,在軟土地基處理工作中,可通過添加適量外加劑的方式來改變軟土地基的性能,使其更加穩(wěn)定,充分發(fā)揮外加劑的作用,達到施工標準中的強度系數(shù)要求。常用的外加劑有水泥、熟石灰等。應用外加劑處理技術(shù)有利于減少軟土層中的含水量,強化軟土地基硬度。

        4 公路施工軟土地基處理技術(shù)的控制措施

        4.1 設(shè)置試驗路段

        在公路施工軟土地基處理工作中,可先設(shè)置試驗路段,確定適宜的壓路機型號,根據(jù)試驗結(jié)果優(yōu)化軟土地基處理技術(shù),制訂可行性施工方案,選擇適宜的施工方法和質(zhì)量檢測方法。為保障實驗工作的順利開展,應做好前期準備工作:(1)所選擇的試驗路段,要具有一定的代表性,路段中的土質(zhì)、路面狀況應滿足軟土地基施工的要求,路面要求平整,交通狀況良好;(2)要在施工剖面圖中清楚地標記每一個檢測位置,且在旁邊說明檢測標準,注明注意事項;(3)要做好測量儀器的調(diào)試工作。公路工程軟土地基施工屬于戶外作業(yè),受諸多因素的影響,測量儀器可能出現(xiàn)不精準的狀況,影響最終的測量結(jié)果,為避免這一問題,必須在施工前先調(diào)試好測量儀器,確保其能夠正常運行,并且測量精度要滿足施工要求,性能要達標。除此之外,每一個參與試驗路段施工和測量的工作人員都必須定期參與相關(guān)培訓,不斷地提升自身業(yè)務能力,嚴格按照相關(guān)規(guī)范操作,明確自身的工作職責,強化責任意識。設(shè)置試驗路段,需要得到的結(jié)果包含以下內(nèi)容:(1)要記錄試驗中的每一個施工環(huán)節(jié),做好相關(guān)資料整合和儲存工作;(2)要對試驗路段中所使用技術(shù)的應用效果進行評估,判斷其是否具有實用性和可行性;(3)要根據(jù)公路沿線軟土層的含水量控制情況,選擇適宜的施工工藝;(4)確定壓路機等機械設(shè)備的型號及運行速度等,為后續(xù)軟土處理施工提供參考依據(jù)[3]。

        4.2 優(yōu)化公路施工軟土地基施工方案

        進行公路工程軟土地基施工時,應嚴格按照施工流程進行作業(yè)。首先,要將地基中的軟土挖出,然后,填充其他土料,使之和原始路面高度保持一致,使用振動式壓路機來進行碾壓作業(yè),可采用分層碾壓法,最后,填充透水性材料。整個施工過程中,應當注意以下5 點:

        1)要做好測量工作。在進行公路軟土地基施工前,要先實施全面的現(xiàn)場勘察工作,了解施工現(xiàn)場周圍建筑所在位置,掌握施工現(xiàn)場輸電線路的走向以及地下管道的排布狀況,以免在之后的施工中對其造成損傷??筛鶕?jù)得到的勘察資料確定軟土挖取位置,選擇適宜的挖掘方式,并設(shè)計好軟土運輸路線。在進行開挖前,施工人員必須先熟悉設(shè)計圖紙,明確橫截面上數(shù)據(jù)標注,檢查設(shè)計圖紙。一旦發(fā)現(xiàn)有與實際不相符的地方,要及時向相關(guān)部門上報。與此同時,應當貫徹落實施工圖紙中的設(shè)計要求,按照開挖專用線路來進行施工,應在安全距離位置設(shè)置警示牌,加強安全防范工作。

        2)要將公路地基表面雜物清理干凈。包括施工現(xiàn)場的垃圾、樹根、雜草等,要將這些障礙物運輸至規(guī)定地方。如若地表存在一定坡度,則必須在其上方設(shè)置排水管道,以免降水量過大或地下水沖刷后引發(fā)塌方事故。在使用挖掘機時,必須嚴格按照施工方案的要求進行操作,遵循自上而下的原則,挖出的土方要用渣土車運輸至相應位置進行存放,一般于夜間進行施工,以免影響道路運輸。需要注意的是,挖出的土方必須及時運走,不可堆放于坡頂處,否則很容易造成塌方。

        3)如若自然坡度較大,使用挖掘機時需要控制好臺階寬度,一般情況下臺階寬度要在2 m 以上,可將臺階頂部作為傾斜坡。完成淤泥清理工作后,如若坑底存在積水,則需要先在周圍設(shè)置排水溝,再使用抽水機來處理積水,保持坑底干燥性。

        4)先做好測量放樣工作,然后進行原地開挖,將坑底壓實,再進行分層填充和壓實施工,檢測壓實質(zhì)量是否達標,填充石子,設(shè)置隔離柵欄。

        5)要使用振動壓路機進行碾壓作業(yè)。完成地基填料工序后,需要使用振動壓路機來進行碾壓施工。碾壓順序應遵循先兩側(cè)再中間的原則。第一次碾壓時,可采取靜壓法,先以慢速來進行碾壓,然后再加快碾壓速度,但不可超過2 000 m/h,振動強度應當逐步增加。反復碾壓的過程中會有重疊的地方,這部分寬度需保持在約0.5 m。與此同時,在進行碾壓時要確保其均勻性,每個地方都要壓實到位。每完成一層填充施工,就必須做好相關(guān)數(shù)據(jù)檢測和記錄工作,可根據(jù)實際情況來進行相應調(diào)整,必須保證壓實質(zhì)量。

        5 結(jié)語

        在公路工程施工過程中,如若遇到軟土地基,必須對其進行有效處理,常見的軟土地基處理方法有換填法、水泥土攪拌樁地基加固法、排水固結(jié)法、碾壓夯實法和外加劑添加法,可根據(jù)實際情況選擇適宜的處理方法。嚴格按照相關(guān)規(guī)定來進行作業(yè),并做好施工前的準備工作,可鋪筑試驗路段,然后根據(jù)試驗結(jié)果確定施工工藝,制訂完善的施工方案。在進行軟土地基處理施工時,要把控好每個施工工序,將施工安全放在首位,確保碾壓施工質(zhì)量達到標準要求,從而保障公路軟土地基施工的順利進行,提升公路軟土地基的穩(wěn)定性。

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