软土地基条件下的公路工程施工技术探究
白晓旭
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白晓旭,. 软土地基条件下的公路工程施工技术探究[J]. 水土保持与应用,2021.9. DOI:10.12721/ccn.2021.157076.
摘要:
公路工程施工工作通常分为两个环节,一个是地基施工,一个是路面施工。每个施工环节有各自的侧重点,也会遇到一些施工难题。比如,以地基施工任务为例,经常会遇到一些不良地基。如果不进行地基加固处理就直接展开路面施工操作,会导致后续公路使用过程中出现安全隐患。比如,路面不均匀沉降。在加固时,可以选择的技术方法有很多。具体要根据不良地基的面积、深度,土壤成分特点,综合对比各种技术的应用优势,从中做出合理的选择。
关键词: 软土地基公路工程施工技术
DOI:10.12721/ccn.2021.157076
基金资助:

在公路施工建设任务中,最关键的环节是进行现场勘查,确定自然地势、地形特点,了解地基质量。然后,结合实际问题拟定科学的施工计划,要关注如何提升公路的承载力,延长公路的使用寿命。本文主要以不良地基中的软土地基类型为例,介绍这种地基的特点,并结合以往的工作经验,简述施工环节中需要使用哪些专业施工技术。

1.简述软土地基的基本特征

在制定软土地基的加固方案之前,需要先结合地基的土壤环境特点以及公路工程的施工建设要求,明确施工的重点及难点所在,合理选择合适的施工材料及设备,展开加固施工任务。

1.1含水量

软土地基的含水量大,这与当地的气候潮湿,降雨量多且集中有一定关联。同时,地下含有丰富的地下水资源,也会造成地基深处水分多的问题。另外,地基中的土壤大多数是黏土或者是淤泥,会使得大量的负电荷聚集,不断吸收空气中的水蒸气成分,这会导致软土中的水分含量增加,使得土层分子的缝隙加大。因此,会造成土壤密实度低、孔隙率高的情况,这是地基加固施工环节需要解决的主要问题。

1.2承载力

与普通地基相比,软土地基的特点就是承载能力比较差,这主要是由于软土当中淤泥含量多,土壤结构疏松。如果直接在这种地基结构上通车运行,车辆的重力会导致地基出现沉陷的情况。在受力不均的情况下,形成坑洼不平的路面,造成行车过程过于颠簸的问题。另外,从土壤的成分来分析,其中含有较多的微生物、可燃气体、可腐蚀杂质等,导致其稳定性条件较差。

1.3流动性

软土层的地基有着较强的流动性,在一定的压力条件下,软土层会随着时间变化而出现变形的情况,大幅降低其强度,造成建筑工程的不稳定性。在进行公路建设时,须充分考虑其特点,确保其有充分大的承载压力,避免公路路面出现较大的变形现象,而影响行车稳定性和安全性。

2.软土地基下公路施工环节中的关键技术

结合软土地基的自身特点来看,在进行公路工程的建设工作时,必须要预先做好地基加固处理,方便提升公路路面的施工效果,保障车辆能够顺利通行。基于实际可以用于地基加固的技术种类有很多,本文先对目前应用频率相对较高的几种关键工艺的操作流程进行简要介绍:

2.1碎石桩施工

在处理软土地基时,桩加固技术具有重要的应用优势,同时也是国内使用范围最为广泛的一项技术。作为该技术的主要部分,碎石桩加固技术能够实现对软土层的高效处理,使其具有较高的硬度。在水流或者电流的作用下,软土层中会出现较多的小孔结构,向其中加入碎石,填充孔洞,能够加大路面的承载力水平,此即碎石桩加固技术的重要原理。在施工中运用该技术时,需要充分了解关于土壤的信息,如地质地形、土壤硬度及最大承受力等,以便在加固过程中选择合适的碎石材料,优化桩基加固方案,从而提升土壤结构的稳定性。

另外,在展开对施工方案的优化研究工作时,应考虑如何科学管控施工成本,降低施工难度。因为基础施工任务通常需要多名施工人员配合完成,如果其中有一位员工工作质量和效率存在问题,就容易拖慢整体的施工进度,影响最终的地基加固效果。所以,不论选择哪种施工技术,都需要提前对员工进行技术交底,并建立严格的管理机制规范他们的施工行为,保证施工任务的有序开展。

2.2排水技术

造成软土地基的原因有很多,其中一个最重要的原因就是土壤中含有大量的水分。因此,在公路工程施工环节,可以使用排水技术来达到地基加固的效果。在具体操作时,首先应当先确定地势特点,了解公路路面的坡度高低。然后测量出软土地基的深度和范围,从中确定排水渠道的建设位置。在挖出一个排水沟槽之后,及时排出挖开沟槽之间的水分,能够有效降低土壤含水量水平,防止变形问题的出现。

在回填过程中,运用透水性较强的碎石或者砂砾,能够更好达到盲沟的效果。其次,在软涂层中设置垂直方向上的排水管也是降低其含水量的有效措施。这种方式能够大幅减少排水管道的长度,提高地基中排水固化的速度及硬度。可以根据施工策略的不同,将该种排水方法分为驱动式、振动式与旋桨式。

2.3土壤换填

在进行公路地基加固处理工作时,如果软土地基问题比较严重,淤泥含量高,可以考虑使用挖掘装置将淤泥集中清理出来。然后结合施工要求,采购高质量的土石料,进行地基填筑处理。这就是人们常说的换填技术,适用于软土地基面积大、淤泥层厚的情况。不过,换填操作的工期也相对比较长,施工任务量大,成本比较高。通常会采用人工开采土料和石料的方式,来降低施工成本。这需要科学管控石料的粒径,严格按照相关管理规定检查进场材料的质量。另外,在换填施工中,挖掘好的基坑可能出现坍塌的情况,因为软土地基的支撑能力比较弱。所以,可能需要配合使用模板支撑技术。最后,在回填中,要均匀搅拌土料和石料,确定填筑厚度。及时做好路基压实和路面平整操作,以此来保障后续公路路面施工工作的稳步开展。

2.4灌浆工艺

灌浆施工的原材料是混凝土泥浆,将混凝土泥浆灌入土壤结构当中,以起到加固地基的作用。常见做法是使用专业的喷射装置,在较高的压强下,将泥浆快速的喷射到软土地基中,提高土壤的固结能力,需要做好作业面的养护工作。这种方式能够准确的控制加固土壤的范围大小,合理规划固化材料的使用量,切实提高土壤地基的硬度水平。目前,该技术可以完成对地下深度30米左右土壤的处理,极适合处理含水量较大的软土地基,如淤泥等。实际上,使用灌浆工艺进行加固操作时,会影响加固效果的主要因素是混凝土自身的质量。所以,日常工作应做好对原材料的质量管理,并科学完成配比工作,结合当地的自然气候特点和土壤质量特征,调整混凝土配比参数,关注混凝土的黏稠度,科学管控水分的添加量。

结语:以软土地基的处理工作为例,这种土壤结构的主要特征就是含水量大、流动性大,因为土壤中含有较多的淤泥,所以承载能力也比较差,无法满足公路通车运行的基本需求,需要进行加固操作。针对这个问题,可以考虑使用碎石桩技术、土壤换填处理技术和灌浆施工技术。同时,针对含水量大的问题,可以设置排水渠道,排出土壤中多余的水分。然后再配合其他技术方案,来达到固结土壤的目的。

参考文献:

[1]李鑫鹏.探讨公路工程中软土地基施工技术[J].经济与社会发展研究,2020(4):240-241.

[2]米吉提买买提.水利工程施工中软土地基处理技术研究[J].水电水利,2020,4(11):116-117.

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