陳錫昌
摘要:現代化的交通對公路的需求很迫切,尤其是我國經濟比較發達的地區,使公路成為了目前重點建設的項目。公路工程是市政的形象工程之一,它關系著城市的形象建設和道路車輛的安全通行。近年來,隨著公路工程建設的發展,軟土路基的處理問題已成為了影響公路工程質量和工程造價的重要因素。而我國具有軟土分布很廣泛的特點,軟土地基又是公路施工的一個大的難點,這種軟土地基易造成建筑結構不穩定,通行后很容易帶來安全隱患。因此,公路施工單位采用科學有效的軟土地基施工技術對工程施工是很有必要性的。
關鍵詞:公路施工;軟土地基;處理;分析
我國的軟土是構成軟土地基的最主要部分,軟土地基是在緩流水、靜水的環境下不斷地沉積而形成的。具有不穩定、粘度較小、強度弱等缺點,我國公路行業對軟土路基的定義是強度低、壓縮量較高的軟弱土層。若在軟土路基進行公路建設,路堤容易出現較大的沉降和坍塌現象,并嚴重的影響到公路的使用,進而造成巨大的經濟損失和惡劣的社會影響。因此,在公路工程施工中,應加強對軟土地基處理技術的重視與運用,以切實保證工程的質量,進而使公路施工單位的經濟效益得到保證。
一、 軟土地基對公路路面的影響
地基是公路建設工程的最基礎部分,決定著公路結構的穩定性。由于受公路施工條件的限制,多數公路施工單位對于軟土地基問題沒能分析處理到位,使地基出現問題,進而使公路路面工程遭到了破壞。
沉降問題是公路路基工程最常見的通病,引起路面沉降的因素較多,施工單位對施工工藝及操作等原因造成的問題未及時采取措施進行處理,致使工程施工質量降低。不少施工單位由于施工技術的限制,沒能很好的掌握路基工程的壓實度,使工程穩定性降低。在公路過渡段結構的安排上不合理,主要還是以傳統的搭板結構為主,這樣往往會使一些車流量比較大的橋梁出現多方面的問題。而橋頭的跳車現象常常會使橋頭的搭板斷裂。公路過渡段的沉降與環境因素也有很大的關系。雨水常會侵蝕高速公路過渡段,在雨季較長的地區更加明顯,使路堤的填土流失、減弱其強度,從而引起沉降。
公路路面結構層主要是由碎石、水泥等顆粒細料構成。這些材料不抗雨水沖擊,往往在鋪設以后引起侵蝕問題,破壞了材料緊密性。在雨季施工時這種侵蝕問題更加明顯,鋪設好的路面基層材料會因雨水的沖刷變得松散,對以后的路面穩定性產生了很大的影響。
由于軟土地基具有不穩定的特點,所以,在與路面材料混合使用時容易產生硬化的現象,混凝土和瀝青是路面在施工時常用到的材料,路面的硬化問題與這兩種材料的配合比有很大的關系,如果配合比達不到要求,很容易使路面出現膨脹、沉陷等現象。
二、公路施工中軟土路基處理技術
1、公路地基表層處理方法
表層處理法分為許多種具體的處理方式,比如:砂墊層法、表層排水法、添加劑法、敷設材料法、加載法、置換法等等。
砂墊層法。比如采用機械進行施工,砂墊層厚度確定時,必須考慮到機械的重量,偏心程度以及軟土地基表層強度等等。在較軟的地基上,如果僅僅用砂墊層來保證大型的施工機械的通行,就需要很厚的砂墊層,不經濟的,所以常常與敷墊材料或者表層排水等并用。設計,在機械施工過程確定砂墊層厚度后,對機械的重量、偏心程度、輪胎接觸壓力以及軟土地基表層強度等方面因素必須進行分析。在極軟地基上,單靠砂墊層來確保大型施工機械的通行就需要很厚的砂墊層,從而要花費大量的經濟;施工,在砂墊層施工過程中必需安放樣板。推土機和自卸汽車聯合操作是攤鋪作業的常用模式,使用的過程中最好均勻保持一致。如果填料為透水性差的粉土時,坡腳附近的砂墊層會被土覆蓋,就會阻礙側向排水,從而需要妥善的處理砂墊層的端部;
表層排水法。對于土質比較好而因含水量過高導致軟土地基,填土之前,在地表面開挖排水道,排除地表水,降低地基表層的含水率,保證施工機械通行。且應回填透水性比較好的碎石或者砂礫,為的是發揮開挖出的排水道在施工中達到盲溝的效果;
添加劑法。地面表層為粘性土時采用添加劑法,也就是在表層粘性土內加入一定的添加劑,使地基的強度特性魚壓縮性能得到改善,以此來確保施工機械的正常行駛,對于高填土穩定性的提高形成很大的幫助。目前大部分的添加材料為水泥、生石灰、熟石灰。石灰類的添加材料大部分通過現場拌和或者廠拌, 除了降低產生團粒效果、土壤的含水量外,被固結的土會隨著時間推移發生化學性的固結,致使粘土成分發生了質的變化,從而增強了土體的穩定性;
敷墊材料法。由于地基土層的不均勻,可能會發生局部不均勻沉降與側向變位,針對這種情況可利用敷墊材料的抗剪與拉抗力,增強施工機械的通行,減少地基局部沉降與側向變位、均勻地支承填土荷載,以此來大大提高地基的支承能力。敷墊材料主要有玻璃纖維格柵、化纖無紡布、土工布等;
加載法。作用在于增加地基強度,促進軟土地基沉降,避免設置在有關構造物發生不良沉降。促進地基固結沉降的辦法可采取增加總壓,增大有效應力法,降低土中的間隙水壓等;
置換法。置換法就是用優質土替換軟弱土,來保持填土的穩定,降低沉降量。強制置換與人工挖掘置換是置換法的主要方式。人工挖掘置換更為可靠。為了保證地面受到水浸也不會降低其承載力,所以置換的材料應采用粗粒土,但對粗粒土更要充分壓實。
2、地基的粉噴樁加固處理方法
地基的粉噴樁加固處理法有以下幾個方面:場地清除障礙需要平整。比如場地低洼,需回填粘性土;如果場地不能夠滿足機械通行要求時,就需鋪設碎石或者砂土墊層。地表過于軟,就要采取措施防止機械失穩;粉噴樁施工前需準備好以下的施工技術資料:場地的工程地質報告,室內配比試驗報告,土工的試驗報告,設計粉噴樁的樁位圖,加固深度和停灰面的高程及測量資料等;施工機械的準備,進行機械試運轉與組裝;所用粉噴樁的水泥需符合設計的要求,需有產品的合格證,并且經過室內檢驗合格才允許使用,嚴禁使用結塊變質、受潮的加固料;施工工藝依據設計要求的配比與實測的各項施工參數需要通過試樁來確定。試樁為5根,通過試樁確定攪拌的速度、鉆進速度、提升速度、單位時間噴粉量等等。
3、堅向排水固結法
設置垂直的排水柱,可以促進地基排水固結,縮短排水距離,抗剪強度得到增加。因為垂直排水柱用的材料不同,可分為紙板排水與砂井排水兩種。設計排水砂井首先假定砂井直徑、施工方法、改良范圍與排水距離。再進行沉降以及穩定計算,若果不能達到要求時,需要修正假定的數據,再進行計算。砂井排水法依據砂井的施工方法不同,可分為螺旋鉆式、打入式、袋裝式以及水射式等等。這種方法很少單獨使用,多數需要與加載法或者緩速填土法一起使用,對于層厚比較大和均質的粘土地質是最適用的;但是對于泥炭質地基效果會稍差。
4.結語
公路工程是我國現代化交通發展的基礎工程,其具有占用時間長,投資大的特點,保證其施工的質量是非常重要的。在公路工程的施工建設過程中,會經常遇到軟土地基路段,而軟土地基的處理是我國目前高速公路工程的一個難題,影響著高速公路施工的質量。若不采用科學合理的處理技術進行綜合治理,有可能會導致路基的開裂或者滑塌,甚至出現整體坍塌現象,嚴重影響到工程安全和交通安全,給社會造成極其惡劣影響。針對軟土地基問題,公路施工單位要引進新型的軟土地基施工技術進行及時處理。根據具體的情況采用適合的軟土地基施工新技術,可以使工程質量得以保證,同時,也會創造出理想的社會經濟效益。