公路设计中软土地基的设计
邢福明
生成PDF 清样下载 引用

复制成功

导出题录

参考文献( GB/T 7714-2015 ) 复制

邢福明,. 公路设计中软土地基的设计[J]. 土壤研究,20211. DOI:10.12721/ccn.2021.157005.
摘要: 软土地基是地基当中的一种常见类型,其属于不良地基的种类。施工单位无法直接在这种地基上进行公路建设工作,因为该地基的特点是含水量大、承载力低,容易出现地基沉降、坍塌等问题,影响公路行车安全。因此,设计人员必须要有序开展对软土地基的加固设计工作。本文主要介绍了设计目的、设计环节的注意事项,并结合施工经验,分析了几种比较常见的软基设计方案的优缺点。希望从中研究出创新施工方案,提高公路设计水平的方法。
关键词: 公路;软土地基;设计方案
DOI:10.12721/ccn.2021.157005
基金资助:

在公路施工环节当中,通常需要根据不同的土壤环境情况,制定不同的设计方案,选择合适的施工技术展开施工操作。而目前,施工过程中比较常见的土壤类型就是软土地基。施工单位应根据工程建设要求,做好对此类型地基的设计工作。

1.软土地基的主要特点及设计目的

在制定工作计划时,应确定软土地基的主要结构特点,根据实际问题制定地基加固方案,才能取得良好的效果。

1.1地基特点

软土地基的主要特征就是土壤承载力不高,容易发生沉降现象。而造成这个问题的原因,是地基当中水分比较多,含淤泥量较大。而且,土壤之间的固结效果不好,存在较大的缝隙。如果当地降雨量比较多,还会造成雨水侵入地基结构的情况。这种地基通常临近水源,实际的处理难度较高。

1.2设计目的

在公路设计阶段,针对软土地基进行设计工作,目的是提高地基的使用能力,保证公路建设完成后,能够顺利通车运行。公路通常具有平坦度高的特点,便于运输货物。因此,公路上经常会出现载重较大的大型车辆。如果没有在设计阶段合理展开地基加固设计工作,就容易在车辆运输过程中出现安全事故。所以,软土地基设计工作成为了公路设计中的重要环节之一。

2.软土地基设计工作的基本注意事项

设计人员在具体设计施工方案、绘制施工图纸时,应当结合当地的实际情况,来制定施工计划,禁止单凭工作经验来选择施工技术和方法。

2.1全面考虑工作可行性

工程设计工作中涉及到选择施工材料、设备,技术以及对人员布置分工任务等多个环节。由于软土地基的特殊性,施工单位需要提前进行地质勘察,了解这类地基的覆盖范围、深度。然后从工作效率、成本、安全性及环保问题等方面进行综合考虑,确定本次施工方案是否切实可行。

2.2合理降低施工难度

在设计过程中,对于软土地段,特别是深厚软土或高填土路基,应尽量避开,或者进行路桥方案比选,采用桥梁方案。这样可以达到合理降低公路施工难度的目的,提高施工效率。同时,也解决了后续公路维修和养护工作的难题。一般施工单位会设置多个备选方案,以对比分析的方式,根据以往公路施工经验进行选择,最终目的是顺利完成公路建设工作,推动施工行业的稳步发展。

2.3展开创新研究工作

新时期的公路设计环节中,应确保工作人员具备创新意识及能力。重点可以融合现代化技术来为设计工作提供便利,由于现有软土地基计算模型还不能准确反映实际情况,许多模型仍采用经验公式计算,参数的选择多来之经验。因此,需加强理论研究,提高理论水平。重点要确保设计人员的设计水平满足本次公路设计需求,而这需要由施工单位为设计人员提供沟通交流的平台,方便他们共享工作经验,共同研究优化设计方案的可行对策。目的是以此提升公路项目软土地基设计水平,进而节省造价、缩短工程建设周期、保证公路工程施工的质量。

3.新时期常见的几种软土地基设计方案

在公路建设过程中,经常碰到软土地基,而且软土地基建设难度大,是公路建设的重点及难点。因此,在软土地基处理过程中,还应采用科学、合理的软土地基设计方法,解决公路中软土地基的问题,有效保证公路施工的质量。一般主要包括以下几种:

3.1土壤固结操作

基于软土地基承载力弱,主要是因为土壤当中的孔隙率较大,土壤之间的黏结度不高,无法形成一个整体,进而导致地基的承重能力较为分散。所以,公路设计人员在日常进行软基处理工作时,经常会使用固结施工的方式。目前应用效果较好的是动力固结法,其主要是利用机械设备将沉重的夯石吊起,并使其以自由落体运动的方式,完成对软土地基的压实操作,增强软土地基的稳定性。但是,动力固结法不适合应用在含水量较大、深厚的软土地基中。

在使用这项施工技术时,要管控设备的夯击速度、力度和位置,全面做好施工误差的管理工作。并在施工完成后,及时进行地基承载力的检查,确保符合要求后,才能展开后续的路面铺筑操作。

3.2换土施工

置换法就是将不符合要求的土质挖掘出来,填充物理力学性质较好的岩土材料,达到提高承载力、减少沉降的目的。置换法能彻底解决软土问题,但该方法适用于软土深度小于3.0m的情况。这是因为换填时,挖掘施工面积过大、过深,将会对地质结构产生较大的扰动,容易引发坍塌事故。同时,基坑越大,相应换填时需要采购的材料数量就越多,会增加一定的施工成本。因此,设计人员如果要在设计环节选择这个技术,需要确定软土地基的覆盖范围。

3.3排水施工

土壤当中的含水量过高,需要及时进行排水操作。排水固结法又称预压法,是指软弱土体在一定外部荷载作用下排水固结,孔隙比减小,提高抗剪强度,以达到提高承载力、减小沉降的目的。该方法能较好的解决软土问题,但使用该方法时,应考虑路基填土质量的问题,分析软土中是否含有夹砂层、处理区周边河流、房屋,新旧路基等的影响。在对这项工程展开设计工作时,需要确保设计人员具备对该技术的操作能力,合理结合周围建筑物的布局情况,确定排水路线,选择排水管道的材质。

3.4复合地基法

在软土地基中,还可以投入一定的石灰或水泥,使其与土质进行充分的搅拌融合。产生反应后,就可以形成承载能力较强的坚硬物质,进而提高地基的固结效果。在使用复合地基法处理软土地基时,还应充分考虑软土土质、工程造价等多个方面的因素。这些都是影响设计方案实际使用价值的重要因素,需要施工单位引导设计人员不断总结工作经验,研究将各种施工技术的应用优势合理融合,创新设计方案的方法。另外,地基处理中需要大量使用混凝土。因此,设计方案中还应当明确标注混凝土的配比方案,为保证配比的科学性,应及时采购符合工程质量要求的原材料,制作试样,展开各项参数的调整工作。

结语:设计人员在工作中应当具备全局性的眼光,全面考虑设计方案的可行性。并结合交通运输网的构建情况,研究合理规划施工路线,降低施工难度的方法。这个环节需要以创新为基础,合理发挥出信息技术的使用价值,构建施工模型,确定施工参数信息,制定多个备选方案。而在具体选择设计方案时,还应从软土地基的覆盖面积、软基严重程度等角度,进行综合选择,这样才能保证方案的可行性,提高土地资源的使用率。

参考文献:

[1]孙科.公路软土地基处理方法研究[J].山西交通科技,2020,265(4):41-61.

[2]谢直强.简析公路工程中软土路基设计与施工[J].四川水泥,2020,283(3):122.