■姜 靜,孫 晶 ■九江市公路管理局廬山分局,江西 廬山 332900
路基是公路的重要組成部分,是按照路線位置和一定技術要求修筑的帶狀構造物,承受由路面傳來的荷載,應有足夠的強度、穩定性和耐久性。在建筑工程和土木工程中經常會遇到軟土地基,地基中常見的軟土一般是指處于軟塑或者流塑狀態下的粘性土,其特點是天然含水量大、孔隙比大、壓縮系數高、強度低,并具有蠕變性、觸變性等特殊的工程地質性質,工程地質條件較差。選用軟土作為路基應用,必須提出切實可行的技術措施,如何保障軟土路基施工的質量已成為公路路基施工中一大技術難題。軟土路基施工技術是保證路基質量的關鍵,也是施工的難點之一。軟土地基處治的方法很多,但各種方法都有其自身的適應范圍。具體工程的地質條件千變萬化,對地基處理的要求也不盡一致,而且施工部位采用的機具、當地的材料都會不同,因此必須具體分析,從地基條件、處理要求、處理范圍、工程進度、材料機具等方面進行綜合考慮,以確定合適的處理方法。
軟土路基的成分構成特殊,導致其性能不能夠承受交通運輸的要求,通常來講,軟土路基在公路施工中的危害主要表現為兩種:一是路堤滑坡。在公路施工中,軟土路基是公路路基的一個組成部分,由于軟土的特性,致使公路的路基穩定性能力下降,路堤的強度無法得到保證。在實際應用過程中,容易引發路堤滑坡的問題,從而影響公路工程的正常施工,延長工期,提高工程造價成本。二是路基沉降。路基沉降是軟土路基對公路危害的主要表現,若對軟土路基不能采取科學的施工技術,對其處理不到位,會引發軟土路基變動,造成路基的不穩定。軟土的沉降危害很大,可以引發公路路基大面積沉降,影響了交通安全,制約了交通的發展。正是由于軟土路基的危害較大,在公路施工中,我們必須提高重視,根據施工的實際情況,選擇科學的施工技術,通過改善路基的環境狀況,進而保證公路施工的質量。
(1)施工條件。不同的公路施工條件,對軟土路基施工的技術工藝所提出的要求不同,例如,普通級別的公路,對軟土路基施工與公路施工的順序要求較少,也不影響公路的整體使用性能;高級別的公路,則對軟土路基施工要求較高,須先處理軟土路基并確定沉降因素,待軟土路基穩定后才能施工,這樣可以避免由軟土路基所引發的沉降、裂縫、斷裂等病害。
(2)施工環境。公路的施工環境是軟土路基施工技術影響的直接因素,其施工時所遇到的地質狀況、水紋狀況、地理位置甚至是氣候條件都可能成為影響因素。例如,施工時,雨量充足,則容易對軟土路基形成壓力,若沒有做好防水準備,就容易使雨水滲入軟土路基內,直接降低其性能,甚至造成水土流失、地基沉降,進而造成施工難度的加大。
(3)公路的基本形狀。公路建設的基本形狀是公路施工中影響軟土路基施工技術的基本因素。并且公路的基本形狀對軟土施工技術的選擇具有明顯的影響,若處理不當,將直接影響公路的穩定性。例如針對較寬的路堤,若采用換填、碎石樁技術就容易損毀路堤結構,造成路地面承受巨大壓力,一旦投入使用,就容易造成路基沉降的問題。
(1)碎石樁處理。該方法是一種傳統的處理技術,處理效果比較理想,目前仍在使用。其主要是通過振動和沖擊,使得軟土路及表面產生孔徑,進而把處理好的碎石填筑到孔徑中,并添加適當的粘結劑,以提高碎石的粘合性,形成的碎石樁可以承擔路基的部分承載力。該技術需要根據軟土路基的面積和性質來確定碎石樁的密度和位置。由于碎石樁具有穩定性并且不會受到軟土環境的侵蝕,還可以防止路基下沉,加之成本低、效果好,是公路施工中常見的一軟土路基處理技術。但是,其不適用于路堤較寬的公路施工,使用范圍有限。
(2)換填技術。該技術主要是通過置換的方式來改變軟土路基內部結構的一種技術。通常采用機械設備將軟土部分挖掉,然后分層填入如碎石、煤渣等硬度和強度較高的物料,在填充時盡可能將較穩定的物料填充在軟土空間最下方,然后夯實。該種技術更適用于縱向深度明顯的軟土路基中。
(3)注漿技術。該技術需要借助高壓力來完成。首先需要確定軟土路基作業的深度,在鉆機達到設計的深度后采用高壓噴嘴噴射泥漿,在高強力的作用下對軟土進行切割,促進軟土泥漿的混合后,待軟土土質與泥漿干燥后凝固為整體,從而提高路基的硬度,最后需要固結體進行加固。該項技術有效的提高了軟土路基的加固能力,并且可以防止軟土下沉,保證了軟土的性能。
(4)固結處理。該種技術是通過在軟土路基內部添加一定的化學試劑,改變原來軟土的結構,從而促使軟土路基趨于穩固。通常,為了提高加入固化劑的粘結能力,可以借助旋噴的方式使固化劑與軟土接觸面積增加,提高粘結力度,從而提高軟土的穩定性。
(5)排水處理。該種處理方法是常見的一種技術,它適用于軟性相對較低的地基中,它主要是利用沙井固結原理排除軟土中的水分。在排水中,需要在軟土路基表面鋪設砂井,通過預壓砂井,增加排水的速度。但需要控制預壓的速度,避免軟如下沉過快造成地基沉降現象。
(6)表層處理技術。在軟土路基處理技術中,表層處理技術是比較常見的一種技術,一般用于土質較軟的地方。表層處理技術是通過增添材料、排水、敷設等,以達到改善地表強度的作用。經過該技術所處理過后的軟土路基,地基的表層強度得到大幅度的增強,有效的防止了地基局部斷裂情況的發生。
在使用表層處理技術之前,對施工人員有一定嚴格的要求,也就是要對全部的施工地段進行整體全面的檢測并進行細致的分析,要求施工人員要熟知施工地段的軟土路基的土質狀況、水分情況、強度等條件,以便選取適宜的施工方法進行預防與處理。對于軟土路基中的表層處理技術來說,它可以高效率的改善路基的表層成分,增強表層的耐強度,這樣方便施工的順利開展。盡管表層處理技術操作方便易行,但它卻不能真正的保證路基的持久耐強性,所以,該技術領域人員還需要不斷進行探索與改進。
隨著經濟的發展,公路建設工程也迅速發展,但是在公路工程實施中軟土路基問題仍然是很重要的一項。軟土路基問題影響工程質量、經濟效益、人身安全等,需要采取合適的施工技術來解決這個問題。在公路施工中,需要采取合理的施工技術,并且與新技術、新材料相結合,改善軟土路基的質量,增加穩定性和強度,為公路工程的質量做出保證。
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