公路工程軟土路基處理方法探討

李平

(四川藝馨環境景觀工程有限公司,四川成都 610017)

公路工程軟土路基處理方法探討

李平

(四川藝馨環境景觀工程有限公司,四川成都 610017)

在進行公路工程施工的過程中,難免會碰到一些地基條件不符合筑路條件的情況。軟土路基就是其中的一種。這種地基因為過分黏軟,總體承載能力較低而無法滿足正常的筑路要求。因此,在實際施工的過程中,需要對其進行加固處理。接下來,本文就以公路工程軟土路基的處理為出發點,通過總結分析軟土性質和分類,明確在不同的軟土層上修建公路工程時的處理方法,并探討在實際施工過程中應該注意的問題。

軟土路基 有效對策 問題 處理效果

作為公路建設當中必須面對的問題,軟土路基的處理同樣也是公路施工過程中的重大難題之一。軟土路基處理也就是人們所熟知的地基加固處理。在處理的過程中,施工隊伍需要通過加固土層、添加混合物等改變軟土本身的性質,盡可能減少其中水分存在,提高其耐壓性,增強軟土加固后在公路建設當中的實用性。當然,如若處治不當除了會造成路面不夠牢固,減少公路的使用年限,更有可能造成當前多發的路面沉降問題,形成一定的經濟損失及人員傷亡事故。因此,在實際的施工過程中,施工隊伍要按照不同土層條件、不同地區的氣候條件、不同地域的土質條件等等進行相應的處理方式調整,盡可能利用較少的人耗、物耗來保證軟土處理質量,保證公路工程的順利開展。

1 公路工程軟土路基性質與分類

軟土主要指的是具有一定黏性且不具備堅硬性質的孔隙較大、可塑造性較強、承壓能力較低的土層。一般情況而言,這類土壤與泥沼非常相似,因土層中所含水分較多,其所組合而成的地基一般較為柔軟,無法形成滿足在其上面修筑公路的承載力。不過,由于這類土壤是由泥炭經過長時間分化、融合而形成的,因此除去高度的軟性之外,這類地基還具有高度的黏性,且因地下水位較低,這類軟土層的黏性也使得其本身不具備成為水地的可能。

軟土層根據不同地質環境的變化還分為不同的類型;在地勢較低的地方形成的軟土層一般被稱為低地泥沼,在地勢較高的地方形成的軟土層則是高地泥沼。而根據所臨水地類型的不同,軟土層還被分為濱海型軟土、河灘型軟土等等類型。

2 公路工程軟土路基處理的有效對策

2.1 表層處理法

與其他換置材料的方法相比,表層處理法主要指的是在軟土處理過程中,結合軟土本身的性質在其表面做一些文章。在利用這一方法進行處理時,施工隊伍首先會對軟土進行排水工作。利用排水溝等排水方法盡可能減少土層中地表的含水量;其次,對排完水的土層進行回填。在回填的過程中,施工隊伍一般會在軟土表面鋪設一些透水性較好的材料。之后,通過對鋪設材料的壓實,強化軟土本身的排水能力,以方便其盡快固化。而這些透水材料的厚度選擇與軟土本身的厚度、地表實際高度及軟土本身的排水性能相關。當然,在壓實的過程中,可以利用一些機械作業,盡可能減少人力輸出,也相應的減少一些人工壓實造成的土層受壓不均等現象。事實上,這種方法一方面可以較大限度的減少施工的困難,適用度較強,另一方面也有助于提高整體的工作效率。

2.2 水泥攪拌樁法

水泥攪拌樁法屬于深層固化方法的一種。其主要指的是利用水泥這類石灰材料與水進行一系列化合作用,進而提高水泥本身的堅實程度;而在水泥與水的化合作用完成之后,新形成的固化水泥就可以被當作較為堅硬的樁體,這些樁體可以用來和其周圍的土層進行相互的結合,從而形成由多重材料混合的地基。就實際使用的狀況來看,水泥的抗壓能力較強,承載力較高。與水泥混合之后的軟土中的水分也大部分被水泥所吸收用于土層本身的固化加強,因此路基整體實用性較高,耐壓能力較好,同時也不會出現路面不均勻沉降現象。而且施工消耗量較少,對環境和地質條件要求也較低,且工作效率能夠大大提高。

2.3 預應力管樁法

預應力管樁法初期工作與表層處理法類似。需要先在軟土表層鋪墊一定厚度的砂層。砂層一定要顆粒較大,保證其透水性的同時能起到緩沖軟土所承接的壓力的效果。之后進行一系列的試樁、吊樁、沉樁等方法對軟土進行固化處理。這一方法的主要原理就是通過提高軟土本身的承載能力和抗剪強度,來增強軟土本身的堅實程度,盡可能避免軟土斷裂的現象出現。事實上,通過這一方法的運用,能夠有效提高軟土本身的堅實程度,增強土層的可塑造性和韌性;且這一方法對施工條件要求并不嚴苛,適用性較高,施工過程中的整體質量能夠被及時的有效掌握,而且施工成本不會過高。尤其在軟土面積較大,土層所含水分較多的南方,這一方法得到了眾多公路建設者的認可。

3 應注意的問題與處理效果思考

在對不同的路基進行軟土處理的過程中,公路建設者應該注意首先需要提前檢驗地基類型,盡可能清除淤泥,避免某些孔隙較大、雜質較多的地基狀況造成的沉降現象。其次,在鋪筑工作開始之前,需要根據地基情況選擇不同的施工方法。

而在選擇施工方法時,就以上介紹到的三種方法,需要注意以下內容。

在使用表層處理法對軟土進行加固時,首先需要對軟土本身的土質結構進行分析處理,明確其排水性和可塑性,了解其堅實程度和被加工后的穩定性。就現實情況而言,有些土層雖然具備軟土的性質,但是由于其中的沉積物較多,可能混雜一些礦物質或者其他性質的土壤,雖然這些物質對軟土本身的排水效果影響不大,但是對施工過程中的軟土壓實工作可能會產生較大的影響;其次,要根據之前的分析處理進行合理的鋪墊層材料選擇,明確鋪墊層的厚度以及夯實過程中的壓力大小。尤其要注意的是,選擇的材料透水性要較高,否則軟土本身雖被壓實,但水分依然會被存積于土層當中,可能導致軟土回復本性,進而造成路面的不均勻沉降現象,最終影響公路的使用;最后,要根據軟土加固過程中的具體狀況進行處理工作的調整,有些軟土層可能土壤成分較為單一,相鄰土層也沒有影響軟土排水的性能,否則需要對排水方式進行一定的調整。當然,依據軟土排水過后的性能表現,施工隊伍還可以考慮是選擇在土壤中混合進性質較為穩定的加固材料,還是直接利用機械作業進行軟土的壓實工作。

在使用水泥攪拌樁法進行施工時,首先,被加工的軟土層在排水工作完成之后,其在被剪切時的斷裂程度應該低于45kPa;其次,某些含水量高于70%且酸性較強,具備較大的泥沼特性的地段不適宜用此種方法筑造路基,不僅人力、物力消耗較大且填充工作困難,相對于整個施工工作來說,得不償失;再次,如果軟土層并非單純的土質結構,而是混有其他一些礦物質,同樣不適于采用水泥攪拌樁的方法,因為雖然軟土層可以被加工固化,但是礦物質本身的結構復雜,如果簡單的進行固化處理,可能損壞礦物質本身的結構或者被礦物質所破壞,土層的承載力也會大大降低,固化工作達不到原有效果。最后,還要根據不同的地質條件進行施工程度的改變。一般來說,這類方法的改變可以通過對水泥控制量的高低來改變。對水泥量控制較好的方法常適用于含水量較少的軟土層,其加工較為方便,施工過程也可以相應簡化;而對水泥量控制較差的方法則相對應的適用于含水量較大的軟土層,雖然水泥本身的用量無法控制,但是可以通過此方法盡快吸收路基中的水,減少路基壓實過程的困難,提高路基本身的堅固程度。

而在使用預應力管樁法時,則要注意:首先,在下樁之前的緩沖土層鋪墊過程中,施工隊伍需要注意鋪墊層本身的透水效果和緩沖效果,避免承受壓力過大而破壞軟土實用性能的現象發生;其次,下樁之后,由于軟土本身的軟黏特點,之前下沉的樁體可能會因為土層的變化而變化,而這些變化的樁體如果堅實程度較好,則可繼續使用,而如果堅實程度較差,則應該根據當前的條件進行再次下樁固化,并需要施工隊伍反復進行樁體抗壓能力試驗。再次,根據地質條件的不同,打樁的順序也應該被控制。一般來說,在那些孔隙較大的軟土中,需要使用跳打或者梅花樁的打法。另外,有些樁體由于施工過程中不夠堅實,因此需要施工隊伍對其進行沉降觀察,保證樁體不會因為路基沉降造成路面不夠平整的問題之后再進行下一步工作。最后,需要根據實際情況進行施工速度控制。即需要按照軟土水平和能力進行一定的填充工作控制,而實際的施工速度則需要按照施工現場的數據分析得出。

就處理效果而言,三種方法都能達到固化軟土,提高軟土本身穩定性,減少沉降現象發生等效果;而就實際效果而言,表層處理法由于施工過程簡單易操作,本身成本較低,不會涉及太多專業化器械的使用,施工隊伍可以根據自身監測到的施工過程中軟土地基的處理情況進行相應的方法選擇,因此適用度較廣;水泥樁攪拌法則由于需要石灰等材料,且需要使用特殊的專業器械,因此比較適用于一些土質本身含水量較高且黏性較大的土層中;而預應力管樁法本身承載能力較好,施工周期較短且施工隊伍能夠根據實際狀況進行工作調整,施工成本較低,因此受到廣泛應用。當然,這一方法最適宜用于降水量較大,軟土層較廣且厚度較大、實用性較差的南方。所以在實際的施工過程中,要根據土質本身的條件和土層結構進行有效的處理方法選擇。

4 結語

由以上理論分析得知,軟土本身的粘性以及含水量較高、自身承載力低的特點使得其在被用于公路建設的過程中需要進行一定的再加工,具體的比如使用抽水法減少土層水分,通過外力或者化學反應等等加固土層,在提高軟土本身承載力的同時盡可能減少工期,提高軟土的使用效果。

[1]王海明,葉佰建.軟土路基施工技術探討[J].山西建筑,2007,33(1):304-305．

[2]吳茜,趙銳.淺談路橋過渡段軟基路基路面的施工[J].中國新技術新產品,2011(04).