PDF下载
软土地质条件下公路工程施工技术研究

何海光

丘北县交通工程质量造价服务站,663200

摘要: 随着我国交通流量需求的逐渐增加,公路通行能力的要求也越来越严格,公路建设十分复杂,其中软土路基施工显得尤为重要。只有保证软土路基的处理成果,才能推进后续工作成功进行。基于此,本篇文章将对软土地基的基础属性和处理准则进行深入探讨,并研究其处理技术的应用。确保公路工程施工质量以及提升项目经济效益,旨在进一步提高我国城市道路建设企业的软土处理技术能力。
关键词: 软土地质;公路工程;施工技术
DOI:10.12721/ccn.2024.157238
基金资助:
文章地址:

由于公路工程复杂的施工背景,公路建设项目常常面临软土地基问题,这不仅对项目的建筑品质产生重大影响,也直接关系到投资者的成本支出。因此,应该高度重视这一问题。在规划阶段,我们需要全面了解所在地的地理特征,并根据安全、效益及便利性的原则来制定合适的软土地基解决方案。同时,我们要明确采用的技术手段与实施的标准,以确保能够最低限度地花费实现有效的软土地基处理,防止因路基滑动而引发安全隐患,从而提供更安全的交通环境,促进中国公路运输业的健康繁荣发展。

一、软土地基性质概述

对于道路建设而言,如遇到的是高度压实性的松散土壤(例如:柔软且易受水分侵蚀)的话,它的基础属性通常表现为:重量轻微;含有大量的水分并拥有较大的空洞度;富含有机物质与生物群落及气体成分。这使得它具备较高的塑性和不易保持稳定的特征,从而增加了建筑物的潜在塌陷风险。此外,当面对弱化了抵抗切割力的地面情况时(如那些缺乏渗透能力的疏密程度较低的地层),它们可能会无法满足预期的负载能力或者达到规定的质量指标。同时,一些不能有效排泄地下液体的黏稠型泥浆也同样会因为长时间暴露于静态环境下的巨大应力和动态条件中的冲击波的影响产生显著的路床下降趋势甚至发生滑移。这种类型的地质构造被称为“黏滞式”淤塞沉淀区,即使是在被外部力量干扰后依然能维持一定的内部支撑力度但只要遭到任何一种方式的外部攻击就会立即失去原本所拥有的强韧感进而变成一堆无序混乱的状态。而且这些区域特别害怕来自振动的刺激反应——无论是直接还是间接的方式都会引发明显的坍缩效应甚至是脱离底部表面的情况的发生以至于整个工程都面临着崩溃的风险。

二、公路工程软土地基处理原则

构建于松散土壤的路面基础可能会引发诸如斜坡崩溃、滑落等问题,这些问题可能导致道路表面产生横向裂痕等不良状况。为了避免这种情况的发生,我们需要对这类地面进行适当处理以保持其稳定的构造状态,并防止由于交通工具及各类临时负载的影响而导致的剪切破损。同时,我们也需确保常规的基础与桥梁端部基础的沉降量达到规定的标准,这样可以避免因为基础过大或不足造成的损坏,从而保障行驶的安全性和舒适感。对于这种类型的地面,我们应该遵守如下准则:(1)遵守相关规定。这是所有公路建设的设计指南,它们的目标是在任何情况下都低于软土路基的沉降控制指标;(2)根据实际情况制定合适的策略。我们在设计过程中不仅依赖于理论推断,还需要考虑公路所在地的水文、气象、地质特征、建筑材料以及环保因素,以便为正确的处理方法提供指导;(3)在成本效益上做出权衡。我们的目的是要在保证路基安全的条件下,寻找最优且具有高性价比的技术;(4)要便于实施。我们需要确保所有的处理计划能够顺利执行,并且不会给施工进度带来太大的阻碍,同时也得注意保证施工质量。

三、软土地质条件下公路工程施工技术

(一)设计复合旋喷桩地基

为了提高工程进度并保持其质量,我们可以选择使用高强度的旋喷桩来实施复合灌浆技术,这有助于减小因各种土壤类型而导致的道路基础差异。对于软土地段,我们必须对其进行适当的处理,以保障道路的基础承重能力,并且要有效管理路基的下沉程度。为此,我们将采用水灰比例为2:1的水泥浆液,该水泥浆液应符合R=32.5的标准要求,且具有足够的固态结构抗压强度(需大于4MPa)。针对需要喷桩的路面基础,根据所选用的施工工具及土壤状况确定所需的旋喷桩数量。

(二)铺设排水土工格栅

在安装过程中,必须在地板上设置固定点以确保套头的连接和嵌入式连接,并在钻孔机器标记好位置之后,利用推动套锤让每一个洞穴下降到预定的深度。然后,把排水板与端部的锚靴垂直连接在一起,这样就能确保每根管道可以直接进入锚靴中。当所有孔都确定下来以后,对于土工网片的布置可以分成两步:首先是取出套管,使得锚靴和排水板保持在松散土壤里,并对可移动物流孔施加压力;其次是在暴露于外界的板头上进行修剪,接着在它的两侧挖掘圆形的凹槽,用新材料来填充这些区域,最后一步就是使用单一排列的方式来执行插板操作。接下来的一步就是在所有的插板都被放入指定的位置后,再向道路两侧的路堤增加土工布和塑料材质的排水板。为了达到规定的道路宽度,我们在路基两侧对应的路面部分搭建比路基高的顶部,并且按同样的间隔方式连接聚乙烯的阀门,同时也要统一锚固排水土钉。在此期间,我们要确保土工网没有凸起或卷边的情况发生,一旦首层路基网片已经安置妥善,就再次依照之前的流程去完成第二层的建设,而且在这两个单元之间的距离也需要进行横向测量,避免产生弯折或者褶皱。等排水性土工网完全铺设完备后,就开始进行吹填砂砾层的工作,在这个环节需要注意的是每一次吹填的沙土量。

(三)控制软土地段吹填砂施工过程

在确定的路基内部,我们需要执行一系列重要的施工流程来确保每一个土工格栅被正确吹填:首先,我们要彻底清扫路基以去除所有覆盖格栅的物质和固定土钉,然后让它们暴露于阳光下一段时间以便干燥。其次,自中央部分开始逐层吹填。为了避免污染,初始吹填区域应位于已清洁的部分,并且逐渐扩展到周围。同时,我们在管道入口的位置设置了过滤器,并在吹填过程中注意排除任何可能存在的杂质或污垢。此外,我们还需要在外部路基边缘设立排放口,以便能迅速导出路基建设过程中的废水,从而降低杂质及废水对路面平整度的负面影响。最后,当排出的废水达到一定程度时,我们会暂停填充砂子,用横竖交错的水渠来掩盖沉积的泥沙,这样可以让填砂口向前延伸,有助于高效沉淀淤泥。每根管道出口都应该有至少四个到六个保护脚,这些保护脚的填充深度最好保持前面宽后面窄,每次填满一段之后,都要重新启动下一个阶段的工作。

(四)置换强夯

针对水分含量高且空隙度大的松散土壤基础,可以使用常规或者替换式强夯的技术手段。当水的含量超过了25%时,可以通过实验数据来确定是否需要用到替换式强夯或是重型强夯的方法来处理特定的区域。这种方法利用强大地冲击能量使得土壤内部产生强烈的震动与压力,从而有效地压缩土壤的孔隙空间,并能在打击点的周边一定深度范围内造成裂缝,这有助于让土壤里的水分迅速流出,以达到加速土壤凝固的目的。实施这个技术后,可以在某种程度上提升地基的承压能力,并且减少它的压缩特性。这项技术适合应用于深至五米的地基上,它有很高的处理深度和快节奏的特点,但是费用相对较贵。

四、实际工程中处理软土路基的施工方法

(一)换填法

换填法适用于路面基础下层较浅的情况,方法是采用其他材料将软土置换出来,但这种方法对换填的材料具有一定的要求,例如要求这种材料具有一定的强度,在换填时也要注意换填材料的铺设顺序,提前设计好换填材料的组成和换填顺序能够保证公路的施工质量,保证其构成的地基强度能够承担路面荷载。

(二)排水固结法

对于公路建设而言,通过使用排水固结方法能够有效地解决软土地层过厚的难题,进而达成改善软土路面基础的效果。具体的操作步骤包括利用袋式砂井和塑料排水等手段,以促进对公路软土路面基础的调控,并确保水平向排水的功能,这样就能增强软土的路面硬度,进一步提高公路的基础品质。

(三)复合地基法

复合地基法是用于改善软土层道路建筑过程的一种技术手段,通过替换或调整基础构件和部分不良土壤成分来增强地基强度,以适应道路建设的需要并降低路面下沉的风险。在实施中,我们可以根据实际情况灵活运用三种复合地基方式(粉喷桩、旋喷桩和碎石桩),实现最优的建造效果。

(四)水泥深层搅拌桩法

使用水泥深层搅拌桩法来对软土路基实施施工技术处理是最具成效的方法之一。此方法的关键在于利用硬化的、具有高强度的水泥作为媒介,将其插入到软土路基内,以此提高其坚固性和稳健度。这使水泥在软土路基内的功能变得尤为关键。通过运用这种方式,除了能减缓软土路基的下降速率外,还能增加其承载力和稳固程度,这对未来道路建设提供了有力的支持。

(五)沙石垫层法

对于小规模且地表覆盖有柔软土壤的路面基础建设而言,使用以细粒材料(如破碎岩块或者粗糙颗粒)构成的地坪填充方法是较为合适的选择,它被广泛用于对地面结构施加压力并提高路面强度和耐久性能的过程当中。为了确保工程质量与效率最大化,应尽量避免过度堆积而导致的不必要浪费;同时要保证合理的操作流程及步骤来达到预期的效果:如果需要的话,可以在道路底部设置一定数量的水泥柱子作为支撑点,从而有效提升整体的基础承载能力并且减少因沉陷等原因造成的损坏风险。

(六)表层处理法

在对公路软土路基实施改造时,表面增强技术被视为一种主要手段。这种方法旨在加强地面的薄弱部分,提升其实际硬度,以便符合道路建设的标准要求。然而,具体操作中通常采用的是地质排水的策略,通过去除土壤中的水分来增加其坚固程度,以此适应工程活动的需要。

总结

经过上述分析和研究发现,随着对软地基建设技术的研究不断深入并逐渐完善,这对于从事该领域工作的工程师们而言提供了很多实践操作上的指导原则及依据。通过提升其硬度、增强稳固性能的同时也降低了一部分建造费用及其耗费的时间,这种做法不仅有利于当地经济发展而且也有利于推进中国道路建筑行业的进步,有着深远的影响力。

参考文献:

[1]张同文. 道路工程中软土地基的施工技术探析——以龙阳湖畔新公路为例[J]. 江西建材,2021(4):135,137.
[2]于天池. 软土地基处理中振冲碎石桩法的应用——以S247围乌路改建工程(当涂段)为例[J]. 安徽建筑,2021,28(2):117-118.
[3]沈斌. 基于市政公路桥梁工程施工中软土地基处理技术研究[J]. 城镇建设,2021(9):140-141.