根据当前我国公路施工软土路基现状,对软土施工技术的应用进行解析,提出软土路基施工的相应技术,并且分析了软土路基处理技术在施工过程中需要注意的问题,包括路基条件、公路性质、施工条件、周围环境等方面。
公路交通不仅与人们出行、安全息息相关,同时也是中国经济发展不可或缺的组成部分。出于公路建设的特殊性考虑,在公路建设的选址上难免会碰到软土路基,软土路基施工必然伴随技术处理问题。因此,长期以来,公路软土路基处理技术的升级是相关领域不懈研究的方向。目前,中国在这个领域已经取得了很大进步,在公路施工过程中已经能够根据实际情况运用该技术。因此在本文中结合实际的施工案例,对软土路基处理技术及其运用方面进行了探讨,并提出现实意义。
1公路施工过程中软土路基处理技术
1.1强夯法强夯法也可以理解为夯实法,是公路施工过程中最为常见的方法。强夯法通过利用重物作用使地基更加坚固。这种利用重锤的技术,经过重复进行上下有规则地震动来夯实地基,从而加强夯实度。例如砾石土、黏性土、素填土都可以采用这种方法。其在提高地基强度的同时,还可以改善或消除地基土沉降,对于软土路基而言这是一项非常适用的技术。但强夯法处理高饱和黏土的能力相对较差,因此不宜应用于淤泥质土地。以用5t重的重锤打击地基为例,完成地基加固的实际施工如下。
1.1.1选择起重机由于选用的是5t的重锤,因此选择起重机的起重能力要大于3倍重锤。1.1.2选择起吊高度施工过程中选择5t重锤起吊的高度要大于3m,为了达到地基的夯实度,选择的距离必须可以进行适当调节。检查地基的土壤湿度应当在相关范围内。该施工方法一般采用先周围、再中心的施工方法,一个地方夯实2次。1.2换填法换填法就是用夯实性的砂子、石头、煤渣等用料替换地基中的软土,之后再用打实、震动的方法让替代的用料能够使地基达到项目要求的强度。换填法多适合比较浅的地基,一般深度在3~4m左右,如淤泥、杂土等,排水造成的路面也可以使用这种方法。除此之外,也可用于特别土层的处理,例如替代湿陷性黄土,以防地基沉降;更换具有膨胀特性的土壤,防止基础膨胀;对有角度的岩石、隧道周围的斜坡,可以减少因冷热差异引起的冻胀损失。
1.3静力排水固结法该方法有两种施工方式,第一是借助施工物本身的力量或集水垂直性来消除公路基础里岩石层中的原有水分,从而增加土壤密度,提高路基强度。第二是项目施工之前预压地面,消除土层缝隙中的水分,然后整合地基,防止下沉。这种对软土层地基的应对方式能够增强地基的稳固,避免沉降。这取决于该方法处理之后,公路施工前路基沉降已经结束,并且能够改善排水固结,增强地基强度,大大提高公路受重力,提升公路稳固性。在实际施工过程中,排水和施工是不同的施工系统,一个属于排水,是为了把土层缝隙里面的水分排出来,另一个属于加压,是为了加固土层的承重能力[2][3]。
2选用不同技术时需要考虑的问题
由于土层中土壤的结构、成分、物理特性的不同,决定了软土层的不同性质。根据不同的土层,施工单位需要根据实际情况选择适合该项目施工目的和土层特性的方案,从而达到项目所需的强度目标。下面就简单介绍选取技术需要考虑的几个方面。
2.1路基条件首先考虑路基构成。如果路基的土层较浅,应采用替换材料的方法来处理表层。假设软土层比较厚,那么可以用换填法和其他表层处理技术相结合的方式进行施工。如土层浅却带有砂石,就可以采用重压法来夯实土层。如果土层厚但没有砂层,可采用垂直排水和固结相配合的方法进行施工,这样可以缩短时间,提高项目效率。其次,对土层中土壤的特性需要仔细考虑。不同的土壤属性在选择处理技术时会有不同的效果和影响。例如:黏土路基不适合采用夯实法,而砂石土等地基选择强夯法等。
2.2公路性质公路所在的环境、设计的形状、公路的通行能力都是公路建设需要考虑的问题,这些问题的不同直接导致选用何种处理技术。比如高速公路或重载车辆较多的公路,需要选择防止下沉的处理技术;公路路堤比较宽时,可以用换填法减少雨水等外力对路基的损坏。路面有较大高度的公路不应采用强夯法等。从公路选择的地理条件看,如果能够统一沉降,公路依然可以维持整体的平整,但是如果沉降交错,则很容易产生风险与事故,因此,应秉持谨慎原则进行相邻地基的处理工作,进而避免在不均匀的土压下导致侧向位移,影响公路的使用寿命和使用安全。
2.3施工条件项目的期限、选用的材料、所用的机器设备和施工单位的实力都存在不同,这也影响了路基处理技术的选择。无论选择何种技术,施工单位一定要在该项目施工标准的基础上进行。2.4周围环境有些地基在处理过程中会产生噪音、垃圾,因此,在实际施工过程中应当慎重选址。此外,对坡度大或者等级高的公路,应当慎重考虑公路和周围环境的下沉情况,如果无法防止下沉变形,那么需要在这一路段进行高架施工。
3软土路基处理技术的应用
某公路工程全长16.8km。根据公路施工要求,需要完成双车道的施工。在经过实地勘察后,项目技术人员发现这条公路中间有一段是软性土,存在承重不够的情况,必须要对路基进行加固。最后经过讨论分析,最终采用强夯法以达到加固路基的目的。为了使地基达到该项目的施工目的,使地基的强度和稳固性能够符合施工要求,选取强夯法加固软土路基。技术人员从软土公路路段中选择一段作为试验区,组织开展试夯工作,为之后的软土路基整体处理提供资料基础。在施工开始前,技术人员根据场地设计实验区域的施工图、选定位置、整理现场、分配试夯设备、加强排水工作。
施工项目选择的设备型号为21T起重机。根据测算,强夯锤吊离地面22m高的位置瞄准夯点进行重复打击。整个过程需要保证底部平整,避免重锤夯实过程中出现倾斜,夯实施工采用先周围、再中心的施工方法,一个地方夯实2次。在完成第一次施工后,将现场土进行回填,然后使用推土机将现场推平后再开始第二次夯实施工。第二次的施工方法与第一次的一样。两次施工结束后,对地基进行测量。根据测量获得的高度、夯实度的数据,再决定后面的最优方案。
施工结束后需要经过审核、校验、审批、资料上交等环节,经上级审批通过后确定软土路基的处理方案,再进行整体施工作业。测试后,用强夯法加固软土路基使得地基质量达到施工技术标准。因此,该施工单位采取强夯法对公路的所有软土路基进行技术处理,除了根据试验进行准确施工外,技术人员还可以选择多个不同地点,建立多个测试点进行测试,以此提高土层相关数据资料的准确性。
4结语
伴随着我国公路交通的发展,在面对各种类型的软土路基时,采用何种处理技术在多年的发展与完善下日益成熟。在项目实际建设过程中,首先要对实际情况进行分析,同时结合项目实际选择最优路基处理技术,进而确保路基施工质量。