公路软土路基处理技术浅析

2022-09-11

1软土地基处理的相关概述

随着我国交通事业的不断发展, 公路建筑施工技术得到了前所未有的进步。软土地基处理技术的发展无疑给我们的公路工程建设事业带来了一股新的动力, 我们从中获得了巨大的经济效益与社会效益使得我国整体的公路地基处理技术发展到达了一个更高的水平。近几十年来, 我国在引进了国外比较先进的软土地基处理方法的同时, 逐步发展了符合我国国内具体公路工程地质条件的软土地基处理方法。

2 选择软土地基处理方法时应考虑的因素

2.1 道路形状

在公路施工中, 路堤设计的高度与宽度是要考虑的重要因素, 因为他们直接影响运用何种施工处理方法。如采用换填法时, 宽而低的路堤易发生局部破坏;反之窄而高的路堤, 下面易被换填。在设计高度大而稳定有危险的情况下, 采用压重法将受到限制。还有路堤越宽越高, 则地基产生压力球的根部越深而引起深处粘土层沉降。

2.2 道路的条件

对于等级较低的公路来讲, 可以先进行了路面的路基铺设, 等沉降过程结束后, 再进行正式路面的铺设;而对于高等级公路的施工, 平整度是一项要考虑的标准, 因此这就需要在公路施工过程中采用有效的沉降处理办法。

2.3 施工周围的环境影响

公路施工中要考虑的环境因素有很多, 如周围环境中的噪音、地下水的变化等。而在一些特殊的环境中, 还有特殊的因素对施工产生影响。如地基特别软弱的情况下, 如果路堤高度较高, 就会引起施工周围地基的隆起或沉降。要避免这种类似现象的发生, 就要考虑控制剪切变形的方法, 如果有些情况下, 这种方法不能实施, 就要考虑是否可以运用高架构造来代替路堤以克服环境因素所带来的困难。

2.4 道路所在地段

在公路施工中, 一般地段上, 剩余沉降即使大到一定程度, 只要不均匀沉降不大, 路面基本上不会丧失其平整度。但与构造物相连地段, 剩余沉降将造成错台, 形成非常危险的状况。而且若路基稳定性不够, 桥台将受到大的土压力作用引起侧向位移的事故屡见不鲜。因此, 构造物邻接地段的处理措施非常重要。

3 常见公路软土地基处理方法及适用范围

3.1 换填法

换填法就是将基础地面以下不太深的一定范围内的软弱土层挖去, 然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料分层充填, 并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动, 使之达到要求的密实度, 成为良好的人工地基。当地基软弱土层较薄, 而且上部荷载不大时, 也可直接以人工或机械方法 (填料或石填料) 进行表层压、夯、振动等密实处理, 同样可取得换填加固地基的效果。

3.2 碎石桩法

利用一个产生水平向振动的管状设备在高压水流作用下边振边冲, 在软弱粘土中成孔后, 再往孔内分批填入碎石等坚硬材料制成一根根桩体, 由碎石桩体和桩间土组成复合地基, 从而提高原有地基承载力, 减少沉降量, 这种加固地基技术叫作振冲置换或碎石桩法。该方法由挤密砂体的振冲技术演变而来, 主要作用是置换部分软土, 形成一个类似于钢筋混凝土复合结构, 由于此种方法不受地下水位影响, 且造价低, 又能减少路基沉降, 所以在高等级公路建设中越来越受到普遍重视。

3.3 排水固结法

排水固结法是先在地基中设置砂井等竖向排水体, 然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载, 或是在建筑物建造以前, 在场地先行加载预压, 使土整体的孔隙水排出, 逐渐固结, 地基发生沉降, 同时强度逐步提高的方法。在饱和软粘土地基在荷载作用下, 孔隙中的水被慢慢排出, 孔隙体积慢慢地减小, 地基发生固结变形。同时随着超静水压力逐渐消散, 有效应力逐渐提高, 地基土的强度逐渐增长。

3.4 水泥搅拌桩法

搅拌桩法最早起源于美国, 称为MIP工法, 1953年引入日本后, 日本各大企业先后连续开发研制出规格、效率各异的搅拌机械和方法, 使这种方法得到了很大的发展和推广应用, 我国1977年开始由冶金部建筑研究总院和交通部水运规划设计院联合研制, 1980年研究成果通过鉴定, 此后广泛用于各类工程中。目前, 水泥搅拌桩法 (喷浆法和喷粉法, 也称湿法和干法) 已成为高速公路软土地基处理中一种常用的方法。

4 公路软土地基处理方法存在的问题

4.1 地基处理理论落后于实践

从实践-理论-再实践的角度看, 实践先于理论是一般规律, 对土木工程更是如此。但重视理论研究, 用理论指导实践也是很重要的。对地基处理各种工法及一般理论缺乏深入系统的研究是发展中存在的问题之一。

4.2 公路施工中违背因地制宜的原则

公路施工中, 施工当地的地质特点决定了施工所要采用的方法。因此在选用软土地基处理方法的时候要考虑施工地的条件, 不能盲目施工。目前在公路软土地基处理方法的运用过程中, 缺乏对于不同技术方案的比较与优化, 有的时候所采用的最终方案不是最优的, 虽然解决了问题, 但耽误了工期, 造成了可以避免的浪费, 无形中增加了公路施工的建设成本。

4.3 施工机械的发展水平影响了技术实施的效果

近二十几年来, 我国公路地基处理施工机械发展很快, 许多已形成系列化产品。但这些与我国公路工程建设的需要相比较, 差距还很大。以深层搅拌法为例, 不能很好保证公路施工质量不仅与施工单位素质有关, 也与目前应用的施工机械水平有关。简陋的机械要保持稳定良好的施工质量是困难的。

4.4 施工质量控制严格程度影响了技术实施运用的效果

公路施工工程, 事关重大, 因此施工质量是不能忽视的重要问题。而在几年前由上海市建委首先发起, 各地建委也纷纷发文规定在施工中禁止使用粉喷深层搅拌法。这种举措不是在否定深层搅拌法本身在公路地基处理过程中的不成熟, 而是一种保护公路工程施工质量的举措。因为有些施工单位在粉喷深层搅拌施工过程中质量控制不严以及施工机械方面存在的一些问题, 再加之偶尔一些单位偷工减料现象的发生, 使得很多类似的相关技术手段得不到良好的实施。

5 结语

在实际的公路施工过程中, 软土地基处理方法运用的成功与否直接关系到公路建成后运行的安全。在软土地基上进行路基施工, 对软土地基进行处理的目的主要是改善地基土的工程性质, 达到满足施工对地基稳定和变形的要求。本文仅是从理论的角度针对相关问题进行了探讨, 而理论的研究还需实践的检验, 因此我们应该在公路施工的实践过程中去发现和总结问题, 才推动我们的公路建设事业不断向前发展。

摘要：本文以公路施工中的软土路基处理技术为研究对象, 对相关问题进行了分析与探讨。文章针对软土地基处理技术的发展概况进行了回顾, 阐述了选择软土地基处理方法时应考虑的因素, 在分析公路软土地基处理方法及适用范围的基础上, 总结了公路软土地基处理方法存在的问题。旨在为公路软土路基施工提供指导和帮助。

关键词：公路施工,软土路基,技术