路软土路基及软土基础施工技术探究
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路软土路基及软土基础施工技术探究
[摘要]路基是公路构成中必不可少的一部分,主要包括扩路槽与防护构造物等内容,同时也是公路主体工程与路面的良好基础,路基贯穿着整条的公路的路线,与其桥梁、隧道密切相连,还能够与路面一同承受行车荷载。由此可见,路基施工质量的好坏直接决定着公路使用时间的长短。此外,公路工程建设过程中,软土路基与软土基础通常会遇到的两种问题,一定程度上给施工方造成困难。本文主要对软土路基、软土基础的地质条件以及其主要危害做了简要分析,并制定出相应的施工过解决等。
[关键词]公路工程 软土路基 施工技术 研究
中图分类号:tu357 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)13-0136-01
公路路基施工是整个公路工程中最重要的基础部分,稍有不慎将会造成无法估量的后果。公路在施工过程中通常会遇到软土路基与软土基础等问题,对其处理不妥当便会引起路基发生沉降、不均匀性沉降、砌筑的防护措施发生倾斜以及公路路面发生纵向变形等多种严重性的问题,给行车带来极大的不方便,一定程度上也缩短公路维修的时间,造成成本大量浪费。因此,在公路施工的初期阶段,必须对地形进行详细的了解,针对一些地质的复杂的地区设定相应的施工处理方案,在施工过程中严格执行,确保公路施工的质量。
1 软土路基存在的主要问题
(1)、软土路基的沉降问题 软土主要是指相对比较软弱的土层,具有低强度、高压缩性以及高压缩性等做种明显特征,软土主要是指淤泥、淤泥质土以及软粘土等做种土质。这种软土在自然地状态下含有大量的水分,孔隙率明显高出其它普通的土质。软土沉降需要很长的时间才能够固结,其中部分深厚的粘土层沉降的时间约在几十年左右。因此,在此状况下次固结沉降一旦超出建筑物的数值时,便会对其造成严重的影响。与此同时,软土地及过度沉降会直接导致桩基出现负摩擦力的问题,使得建筑物上部结构或者桩基受到一定程度的损害。除此之外,过度的抽取地下水也容易引起软土层发生沉降。
(2)、软土路基的失稳问题
公路软土层通常情况下含有大量的亲水胶体微粒,因此,土层一般会呈现出海绵状的结构,且软土层具有较大的含水量、多孔隙、小透水性以及较强的压缩性等功能,以至于在路堤高填土的前提下,必须经过较长时间才能够变得密实或者稳定。另外,由于软土结构受重载车辆以及流量相对较大的交通等因素的影响,容易出现侧向滑动的状况,造成严重的基底沉降现象,因此,地基强度的严重不足将会导致失稳问题日益明显。举个简单的例子:在公路建设过程中,软土层的路堤地基的强度较弱时,容易产生圆弧性滑动现象,造成公路整体性的剪切破坏等,此外,若这种现象并未发生,单凭公路地基侧向的位移足以导致路基沉降,促使路基遭受剪切性的破坏而无法正常进行运输使用等[1]。
(3)、软土路基的液化问题 公路建筑过程中,由于受动荷载的长期影响,饱和松砂孔隙水的有效应力一定程度上有所下降,同时压力相应也会增加,假设有效应力下降至0 时,砂土自主的表现出液体的部分特性,因此,重量较轻的公路构筑物便会发生局部的浮动,重量一旦开始加大,公路构筑物便会出现下沉的现象。除此之外,非饱和性的砂土自身的孔隙压力相对比较小,一般情况下是不会出现液化的状况的,但其强度会出现下降的情况,甚至出现较大化的变形,从而产生失稳以及沉降等严重性的问题[2]。
2 公路软土基础的主要施工技术
(一)、软土基础地质条件以及对公路工程的危害
在公路建设过程中,为了防止路基沉降需要做一些准备措施,举个特殊的例子,在山区的公路地质条件一般比较复杂,且大部分处于河滩淤泥地区,甚至部分地区属于纯天然化的软土层或者是堆积层等,类似于这种特殊的地质条件,必须采取特殊的防备措施,避免出现公路沉降、变形等严重性的问题。因此,在山区公路建设过程中,必须建设挡土风墙,防止公路的安全使用受到威胁或者路基下沉等现象。
(二)、软土基础的主要施工技术
(1)、扩大基础
公路建设过程中,对于土质相对较好的软土层,必须对其埋深、抗倾斜性以及抗滑动性等主要性能进行详细的研究与分析,观察其是否满足路基弹性以及压缩性能的严格要求,在此前提下进行基础扩大化,一定程度上减轻软土路基的承载能力以及下沉现象。
(2)、增设新的碎石垫层
公路建设过程中,适量的增设一些碎石进行垫层,这个方法主要是根据几滴压力扩散的应用原理得来的,也就是说路基承受的压力可以通过碎石垫层进行定向的角度扩散,将压力转逐步转移到碎石垫层下面,促使其压应力和碎石垫层的自重压力两者之和小于碎石垫层下面的允许承载范围。很多施工单位认为此方法十分简单,其实应用起来还是具有一定的困难。碎石垫层必须符合级配的严格要求,按照其计算出的厚度进行分层铺设,并进行夯实。 此外,整个工程进行过程中,必须正确的掌握碎石垫层的厚度,其厚度一旦超出相应的范围,便会消耗大量的人力,物力,给公路软土路基施工带来一定的困难。
(3)、夯实软土路基的基础
公路建设过程中,夯实路基的基础同时也可以说成是动力固结法,意思就是采用9——40t左右的夯锤在高度7——26m左右的上下提升,对软土路基一种巨大的夯击力,增强其坚固基础的内部密度。通过对软土路基的夯实,能够有效地将冲击波与应力自夯实点想周围扩散,促使软土层被压缩,出现局部液化的想象,同时,夯实点初还会出现不同大小的裂缝,不仅有助于土壤较好的排水,还有助于提高软土路基的承载能力以及固定处理技术等[4]。
(4)、关于砂桩基础
公路建设过程中,将木桩或者钢管夯入软土路基内的软土层内,待拔出后填入粗砂使其形成砂桩基础。坚实的砂桩基础能够有小弟的促使软土地基的土体间进行挤密,一定程度上增加其容量,促使其空隙逐步减小,有效地提高软土路基抗剪的强度。,规避沉降现象的出现。
(5)、打入软土桩基础
公路建设过程中,将钢筋混凝土的预制桩或者是钢管等按照工程要求的间距打入软土路基内,形成打入桩,促使软土土体之间进行挤密,并产生相应的摩擦力,避免软土路基下降。
但这种方法在公路软土路基中使用时具有一定的要求,比如,桩径必须在小于或等于61mm;地基的土质必须为沙性土质、细沙性土质以及松散性的土质等,并且其中不含有卵石的土质等。除此之外,在打入桩基础时必须据施工现象的具体情况确定其深入的高度,且采用的木桩最好是活性木桩[4]。
(6)、软土路基的拱形基础
公路建设过程中,对于地质较差地段采用拱形基础结构,沿着公路纵向距离进行路基防护设置,直接跨越过路基不良地段。通常情况下,地质不良的地段的软土层较厚,缺乏较高的造价比,且施工困难,无疑选择拱形建设是再好不过的选择。另外,在施工过程中将拱脚建设在地基稳固的地基内,根据现场的实际情况进行拱圈设计[5]。
结束语:
综上所述,公路软土路基与软土基础是在公路建设过程中最重要的两个施工问题,同时也是施工过程中最普遍的问题。因此,必须加强对软土路基与软土基础施工技术的管理,妥善的处理施工中遇到的难题,近最大可能的消除公路工程的质量问题,为我国公路运输奠定优质的基础条件等。
参考文献
[1] 冯守中.公路软基处理新技术[m].北京:人民交通出版社,2008,(9):3364—3364.
[2] 吴承志,谢弘帅.高速公路软土地基处理设计研究[j].《上海公路》.2004,(4):9—12.
[3] 赵金健,郭建军.软土地基处理技术[j].《中国高新技术企业》.2008,(6):210—211.
[4] 李彰明.软土地基加固的理论、设计与施工[m].北京:中国电力出版社,2006,(7):94—95.
[5] 蓝维.论软土地基处理技术[j].《工程建设与设计》.2009,(2):79—82.