浅谈公路施工中软土地基的处理措施

2022-09-12

软土地基问题是公路建设中难以避免的问题, 由于软土地基具有含水量高、天然孔隙大、渗透性小、抗剪强度低等特点, 对于公路施工会造成较大的影响, 若不能采取有效的措施处理, 将导致路基沉降过大, 路堤不稳定, 路面开裂、基路面横坡变小等一系列问题。在施工过程中必须要处理好软土地基这一问题, 增强公路的使用性能。

1 治理软土地基的必要性

中国是一个地大物博的国家, 就地理条件而言, 由于地质情况复杂, 造成不同地方的软土存在差异, 但总体来说可分软粘性土, 淤泥、淤泥质土、泥炭质及泥炭等5种类型。尽管这些软土的物理性能各不相同, 但也存在着一些共性, 例如:天然含水量高, 孔隙比大等。这些共性给公路带来了极大地损坏, 如果不能及时对软土地基进行有效处理, 等到公路建成通车后, 路基问题更加严重, 最终导致裂缝的形成, 不仅处理起来复杂, 而且增加了维护费用。因而, 在路基施工中对软土地基采取措施进行处理显得很有必要。

2 处理软土地基的具体方式

2.1 表层处理法

当地表面极软弱时可采用表层处理法, 表层处理的关键在于使用排水, 敷设、增添材料来达到提高地表强度的目的, 避免地基局部出现剪切变形, 确保施工机械作业时, 尽量能将填土荷载均匀地分布于地基上。表层处理法还可分为许多具体的处理方式, 例如:砂垫层法、表层排水法、敷设材料法和添加剂法等等。

2.2 表层排水法

表层排水法运用由于含水量过大而造成的软土地基, 进行填土之前需要在地表面开挖沟槽, 将地表水完全排除。这样既可以降低地基表层部分的含水率, 也能保证施工机械顺利进行。施工中需要采用透水性好的砂砾或碎石, 以保证开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果。

2.3 砂垫层法

砂垫层法适用于地基上部软土层极薄且含水量较多时, 具体做法为在软土地基上敷垫0.5m~1.2m厚的砂垫层, 以达到固结软土层的效果, 帮助砂垫层发挥上部排水层的作用。另外, 砂垫层也能作为填土内的地下排水层, 对填土内的水位起到降低的作用。填土及地基处理施工能够为施工机械创造优越的通行条件。

(1) 设计。在机械施工时确定了砂垫层厚度后, 对于机械的重量、轮胎接触压力、偏心程度、及软土地基表层强度等方面的因素要进行分析。如果在极软地基上, 单靠砂垫层保证大型施工机械的通行则需要较厚的砂垫层, 这样要花费较大的经济代价, 可选用与表层排水或敷材料。

(2) 施工。在砂垫层施工过程中需要安放样板。自卸汽车与推土机联合操作是摊铺作业的常用形式, 使用过程中最好保持均匀一致。当填料为透水性较差的粉土时, 如果坡脚附近的砂垫层被土覆盖, 就会对侧向排水造成阻碍, 因而需要妥善处理砂垫层的端部都。

(3) 敷垫材料法。敷垫材料法主要用于地基土层不均匀, 可能会出现局部不均匀沉降、侧向变位等情况。只要充分利用敷垫材料的抗剪和拉抗力, 就能使施工机械的通行顺利进行, 并有效的支承填土荷载, 控制地基局部沉降和侧向变化, 这将大大增强地基的支承能力。

(4) 添加剂法。当地面表层为粘性土时可采用添加剂法, 即在表层粘性土内加入一定的添加剂, 使地基的压缩性能和强度特性改善, 确保施工机械的正常行驶, 对高填土稳定性提高形成帮助。目前常常采用生石灰, 熟石灰、水泥作为添加材料。

(5) 置换法。该方法就是以优质土代替换软弱土, 以保持填土稳定, 降低沉降量。人工挖掘置换和强制置换事置换法的主要方式, 人工挖掘置换更具可靠性。虽然置换材料应采用粗粒土, 这是为了保证地面受到水浸也不会降低其承载力的, 但对粗粒土要充分压实。

2.4 加载法

加载法的作用在于促进软土地基沉降, 增加地基强度, 避免设置在有关构造物发生有害沉降。促进地基固结沉降可采取增加总压的办法, 降低土中的间隙水压, 增大有效应力法等。利用填土加载法过程中一定要确保地基的处于稳定状态。

3 加固软土地基的措施

(1) 降低建筑物对地基造成的压力, 具体做法为利用轻型结构、轻质墙体、空心构件, 将地下室设置成半地下室。 (2) 对于变形的要求较高的建筑物, 利用较小的地基承载力。 (3) 铺设砂垫层。砂垫层的铺设不但能减少作用在软土上的附加压力, 还能有效避免建筑物出现沉降, 对于软土中水分的排除也很有效。 (4) 促加快土层排水固结, 可选用砂井、砂井预压等方法, 来提高地基承载力。对于黏土中夹有薄砂层或石层现象, 可进行用砂井预压加固, 削弱土的压缩性, 使地基承载力增强。 (5) 如果软土地基加载加大就会很容易出现地基土塑流挤出, 需要采取有效措施避免这一现象, 可从以下三个方面进行。

(1) 对施工速度和加载速率进行控制, 速度不能过快。具体做法为利用现场加载试验来观测, 在掌握沉降情况后, 再对加载速度控制, 把握好载间隔时间, 逐渐固结地基, 逐渐提高强度, 这样可有效避免地基土出现塑流挤出。

(2) 通过对建筑物四周打板桩来防止出现地基软土挤出, 对于板桩的要求是需具备足够的刚度以及锁口抗拉力, 对向外的水平拉力进行抵抗。此方法存在一大弊端, 即材料消耗较多, 不经常使用。

(3) 反压法防止地基土塑流挤出, 软土是否出现塑流挤出取决于作用在基底平面处的压力。压力小则降低了出现塑流挤出的可能。可在基础两侧堆土反压来减少压力差, 使得地基稳定性更好。

4 参照地质和施工条件选择加固方法

4.1 设计过程考虑因素

施工过程占地应尽可能多些, 施工工期要合理安排, 不能过于紧;材料应该选择容易获得的, 根据实际情况设计。能就地取材最好, 这些是在选择地基加固方法时必须要考虑到的。

4.2 实施科学的管理

在选用了较好的地基加固方法之后, 还要对施工进行有效地管理, 这样才能最佳效果。当前, 因施工管理不善带来的不良影响已经出现很多问题, 例如:地基扰动、机械行走路线出错, 这些会造成地基加固不均匀、场地沉降不均匀等等, 因此运用科学的管理方法进行管理是很有意义的。

4.3 考虑环境因素

在地基加固过程中, 应当将对周围环境的影响考虑在内。具体说来包括, 新填土会对原有道路侧向挤压位移或沉降;进行打桩等施工时会出现噪声, 干扰居民的正常生活, 对于交通和环境也会带来影响。

摘要：交通事业的发展必然带动公路建设项目的开展, 从我国地理角度来看, 我国软土地分布十分广泛, 对于沿海和南方地区更为广泛。目前, 由于一些自然因素和人为原因, 造成我国的北方地区土壤长期受水泡, 软土现象也逐渐大面积形成, 软土现象的出现将会给公路带来极大的破坏, 影响了公路的正常使用功能, 本文分析了公路软土地基的治理的有效措施。

关键词：公路,软土地基,处理措施