公路工程軟土路基處理方法探討

李平

(四川藝馨環(huán)境景觀工程有限公司,四川成都 610017)

公路工程軟土路基處理方法探討

李平

(四川藝馨環(huán)境景觀工程有限公司,四川成都 610017)

在進(jìn)行公路工程施工的過程中,難免會碰到一些地基條件不符合筑路條件的情況。軟土路基就是其中的一種。這種地基因?yàn)檫^分黏軟,總體承載能力較低而無法滿足正常的筑路要求。因此,在實(shí)際施工的過程中,需要對其進(jìn)行加固處理。接下來,本文就以公路工程軟土路基的處理為出發(fā)點(diǎn),通過總結(jié)分析軟土性質(zhì)和分類,明確在不同的軟土層上修建公路工程時的處理方法,并探討在實(shí)際施工過程中應(yīng)該注意的問題。

軟土路基 有效對策 問題 處理效果

作為公路建設(shè)當(dāng)中必須面對的問題,軟土路基的處理同樣也是公路施工過程中的重大難題之一。軟土路基處理也就是人們所熟知的地基加固處理。在處理的過程中,施工隊(duì)伍需要通過加固土層、添加混合物等改變軟土本身的性質(zhì),盡可能減少其中水分存在,提高其耐壓性,增強(qiáng)軟土加固后在公路建設(shè)當(dāng)中的實(shí)用性。當(dāng)然,如若處治不當(dāng)除了會造成路面不夠牢固,減少公路的使用年限,更有可能造成當(dāng)前多發(fā)的路面沉降問題,形成一定的經(jīng)濟(jì)損失及人員傷亡事故。因此,在實(shí)際的施工過程中,施工隊(duì)伍要按照不同土層條件、不同地區(qū)的氣候條件、不同地域的土質(zhì)條件等等進(jìn)行相應(yīng)的處理方式調(diào)整,盡可能利用較少的人耗、物耗來保證軟土處理質(zhì)量,保證公路工程的順利開展。

1 公路工程軟土路基性質(zhì)與分類

軟土主要指的是具有一定黏性且不具備堅(jiān)硬性質(zhì)的孔隙較大、可塑造性較強(qiáng)、承壓能力較低的土層。一般情況而言,這類土壤與泥沼非常相似,因土層中所含水分較多,其所組合而成的地基一般較為柔軟,無法形成滿足在其上面修筑公路的承載力。不過,由于這類土壤是由泥炭經(jīng)過長時間分化、融合而形成的,因此除去高度的軟性之外,這類地基還具有高度的黏性,且因地下水位較低,這類軟土層的黏性也使得其本身不具備成為水地的可能。

軟土層根據(jù)不同地質(zhì)環(huán)境的變化還分為不同的類型;在地勢較低的地方形成的軟土層一般被稱為低地泥沼,在地勢較高的地方形成的軟土層則是高地泥沼。而根據(jù)所臨水地類型的不同,軟土層還被分為濱海型軟土、河灘型軟土等等類型。

2 公路工程軟土路基處理的有效對策

2.1 表層處理法

與其他換置材料的方法相比,表層處理法主要指的是在軟土處理過程中,結(jié)合軟土本身的性質(zhì)在其表面做一些文章。在利用這一方法進(jìn)行處理時,施工隊(duì)伍首先會對軟土進(jìn)行排水工作。利用排水溝等排水方法盡可能減少土層中地表的含水量;其次,對排完水的土層進(jìn)行回填。在回填的過程中,施工隊(duì)伍一般會在軟土表面鋪設(shè)一些透水性較好的材料。之后,通過對鋪設(shè)材料的壓實(shí),強(qiáng)化軟土本身的排水能力,以方便其盡快固化。而這些透水材料的厚度選擇與軟土本身的厚度、地表實(shí)際高度及軟土本身的排水性能相關(guān)。當(dāng)然,在壓實(shí)的過程中,可以利用一些機(jī)械作業(yè),盡可能減少人力輸出,也相應(yīng)的減少一些人工壓實(shí)造成的土層受壓不均等現(xiàn)象。事實(shí)上,這種方法一方面可以較大限度的減少施工的困難,適用度較強(qiáng),另一方面也有助于提高整體的工作效率。

2.2 水泥攪拌樁法

水泥攪拌樁法屬于深層固化方法的一種。其主要指的是利用水泥這類石灰材料與水進(jìn)行一系列化合作用,進(jìn)而提高水泥本身的堅(jiān)實(shí)程度;而在水泥與水的化合作用完成之后,新形成的固化水泥就可以被當(dāng)作較為堅(jiān)硬的樁體,這些樁體可以用來和其周圍的土層進(jìn)行相互的結(jié)合,從而形成由多重材料混合的地基。就實(shí)際使用的狀況來看,水泥的抗壓能力較強(qiáng),承載力較高。與水泥混合之后的軟土中的水分也大部分被水泥所吸收用于土層本身的固化加強(qiáng),因此路基整體實(shí)用性較高,耐壓能力較好,同時也不會出現(xiàn)路面不均勻沉降現(xiàn)象。而且施工消耗量較少,對環(huán)境和地質(zhì)條件要求也較低,且工作效率能夠大大提高。

2.3 預(yù)應(yīng)力管樁法

預(yù)應(yīng)力管樁法初期工作與表層處理法類似。需要先在軟土表層鋪墊一定厚度的砂層。砂層一定要顆粒較大,保證其透水性的同時能起到緩沖軟土所承接的壓力的效果。之后進(jìn)行一系列的試樁、吊樁、沉樁等方法對軟土進(jìn)行固化處理。這一方法的主要原理就是通過提高軟土本身的承載能力和抗剪強(qiáng)度,來增強(qiáng)軟土本身的堅(jiān)實(shí)程度,盡可能避免軟土斷裂的現(xiàn)象出現(xiàn)。事實(shí)上,通過這一方法的運(yùn)用,能夠有效提高軟土本身的堅(jiān)實(shí)程度,增強(qiáng)土層的可塑造性和韌性;且這一方法對施工條件要求并不嚴(yán)苛,適用性較高,施工過程中的整體質(zhì)量能夠被及時的有效掌握,而且施工成本不會過高。尤其在軟土面積較大,土層所含水分較多的南方,這一方法得到了眾多公路建設(shè)者的認(rèn)可。

3 應(yīng)注意的問題與處理效果思考

在對不同的路基進(jìn)行軟土處理的過程中,公路建設(shè)者應(yīng)該注意首先需要提前檢驗(yàn)地基類型,盡可能清除淤泥,避免某些孔隙較大、雜質(zhì)較多的地基狀況造成的沉降現(xiàn)象。其次,在鋪筑工作開始之前,需要根據(jù)地基情況選擇不同的施工方法。

而在選擇施工方法時,就以上介紹到的三種方法,需要注意以下內(nèi)容。

在使用表層處理法對軟土進(jìn)行加固時,首先需要對軟土本身的土質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析處理,明確其排水性和可塑性,了解其堅(jiān)實(shí)程度和被加工后的穩(wěn)定性。就現(xiàn)實(shí)情況而言,有些土層雖然具備軟土的性質(zhì),但是由于其中的沉積物較多,可能混雜一些礦物質(zhì)或者其他性質(zhì)的土壤,雖然這些物質(zhì)對軟土本身的排水效果影響不大,但是對施工過程中的軟土壓實(shí)工作可能會產(chǎn)生較大的影響;其次,要根據(jù)之前的分析處理進(jìn)行合理的鋪墊層材料選擇,明確鋪墊層的厚度以及夯實(shí)過程中的壓力大小。尤其要注意的是,選擇的材料透水性要較高,否則軟土本身雖被壓實(shí),但水分依然會被存積于土層當(dāng)中,可能導(dǎo)致軟土回復(fù)本性,進(jìn)而造成路面的不均勻沉降現(xiàn)象,最終影響公路的使用;最后,要根據(jù)軟土加固過程中的具體狀況進(jìn)行處理工作的調(diào)整,有些軟土層可能土壤成分較為單一,相鄰?fù)翆右矝]有影響軟土排水的性能,否則需要對排水方式進(jìn)行一定的調(diào)整。當(dāng)然,依據(jù)軟土排水過后的性能表現(xiàn),施工隊(duì)伍還可以考慮是選擇在土壤中混合進(jìn)性質(zhì)較為穩(wěn)定的加固材料,還是直接利用機(jī)械作業(yè)進(jìn)行軟土的壓實(shí)工作。

在使用水泥攪拌樁法進(jìn)行施工時,首先,被加工的軟土層在排水工作完成之后,其在被剪切時的斷裂程度應(yīng)該低于45kPa;其次,某些含水量高于70%且酸性較強(qiáng),具備較大的泥沼特性的地段不適宜用此種方法筑造路基,不僅人力、物力消耗較大且填充工作困難,相對于整個施工工作來說,得不償失;再次,如果軟土層并非單純的土質(zhì)結(jié)構(gòu),而是混有其他一些礦物質(zhì),同樣不適于采用水泥攪拌樁的方法,因?yàn)殡m然軟土層可以被加工固化,但是礦物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,如果簡單的進(jìn)行固化處理,可能損壞礦物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)或者被礦物質(zhì)所破壞,土層的承載力也會大大降低,固化工作達(dá)不到原有效果。最后,還要根據(jù)不同的地質(zhì)條件進(jìn)行施工程度的改變。一般來說,這類方法的改變可以通過對水泥控制量的高低來改變。對水泥量控制較好的方法常適用于含水量較少的軟土層,其加工較為方便,施工過程也可以相應(yīng)簡化;而對水泥量控制較差的方法則相對應(yīng)的適用于含水量較大的軟土層,雖然水泥本身的用量無法控制,但是可以通過此方法盡快吸收路基中的水,減少路基壓實(shí)過程的困難,提高路基本身的堅(jiān)固程度。

而在使用預(yù)應(yīng)力管樁法時,則要注意:首先,在下樁之前的緩沖土層鋪墊過程中,施工隊(duì)伍需要注意鋪墊層本身的透水效果和緩沖效果,避免承受壓力過大而破壞軟土實(shí)用性能的現(xiàn)象發(fā)生;其次,下樁之后,由于軟土本身的軟黏特點(diǎn),之前下沉的樁體可能會因?yàn)橥翆拥淖兓兓?而這些變化的樁體如果堅(jiān)實(shí)程度較好,則可繼續(xù)使用,而如果堅(jiān)實(shí)程度較差,則應(yīng)該根據(jù)當(dāng)前的條件進(jìn)行再次下樁固化,并需要施工隊(duì)伍反復(fù)進(jìn)行樁體抗壓能力試驗(yàn)。再次,根據(jù)地質(zhì)條件的不同,打樁的順序也應(yīng)該被控制。一般來說,在那些孔隙較大的軟土中,需要使用跳打或者梅花樁的打法。另外,有些樁體由于施工過程中不夠堅(jiān)實(shí),因此需要施工隊(duì)伍對其進(jìn)行沉降觀察,保證樁體不會因?yàn)槁坊两翟斐陕访娌粔蚱秸膯栴}之后再進(jìn)行下一步工作。最后,需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行施工速度控制。即需要按照軟土水平和能力進(jìn)行一定的填充工作控制,而實(shí)際的施工速度則需要按照施工現(xiàn)場的數(shù)據(jù)分析得出。

就處理效果而言,三種方法都能達(dá)到固化軟土,提高軟土本身穩(wěn)定性,減少沉降現(xiàn)象發(fā)生等效果;而就實(shí)際效果而言,表層處理法由于施工過程簡單易操作,本身成本較低,不會涉及太多專業(yè)化器械的使用,施工隊(duì)伍可以根據(jù)自身監(jiān)測到的施工過程中軟土地基的處理情況進(jìn)行相應(yīng)的方法選擇,因此適用度較廣;水泥樁攪拌法則由于需要石灰等材料,且需要使用特殊的專業(yè)器械,因此比較適用于一些土質(zhì)本身含水量較高且黏性較大的土層中;而預(yù)應(yīng)力管樁法本身承載能力較好,施工周期較短且施工隊(duì)伍能夠根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行工作調(diào)整,施工成本較低,因此受到廣泛應(yīng)用。當(dāng)然,這一方法最適宜用于降水量較大,軟土層較廣且厚度較大、實(shí)用性較差的南方。所以在實(shí)際的施工過程中,要根據(jù)土質(zhì)本身的條件和土層結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的處理方法選擇。

4 結(jié)語

由以上理論分析得知,軟土本身的粘性以及含水量較高、自身承載力低的特點(diǎn)使得其在被用于公路建設(shè)的過程中需要進(jìn)行一定的再加工,具體的比如使用抽水法減少土層水分,通過外力或者化學(xué)反應(yīng)等等加固土層,在提高軟土本身承載力的同時盡可能減少工期,提高軟土的使用效果。

[1]王海明,葉佰建.軟土路基施工技術(shù)探討[J].山西建筑,2007,33(1):304-305．

[2]吳茜,趙銳.淺談路橋過渡段軟基路基路面的施工[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2011(04).