北京中交路达交通技术研究院
摘要:公路施工建设对于施工质量的要求越来越高,而不同施工地区的自然环境会到施工造成相应影响。如我国多半地区为亚热带气候分布区,降雨量较多,也就多分布软土路基。针对软土路基采用科学有效的处理技术,才能提升公路路基强度,保证公路整体质量。本文首先对软土路基的特点和危害进行概述,进而分析当前公路施工中软土路基施工存在的主要问题,探讨当前主要采用的公路软土路基处理技术,指出公路施工软土地基处理技术的发展新方向。
关键词:公路;施工;软土路基;处理技术
软土路基相较于一般性路基存在着路基失稳和容易沉陷等问题,在进行公路施工建设时如未能对其进行有效处理,则完成公路建造后很容易发生公路沉陷,不仅严重影响车辆顺利通行,还可能造成严重的交通事故。公路施工软土路基处理技术在公路建设段存在软土路基问题时有着很大作用,利用技术手段对公路施工中的软土路基进行处理改造,强化路基强度和抗压能力,才能为保障路面质量、减少路面沉降打下重要基础。
1.软土路基的相关概述
1.1软土路基的主要特点
软土多在滨海、湖泊、谷地、河滩上沉积,通常情况下,软土路基内的土层构成为含水率高、抗剪强度低的粘性土构成[1]。一般而言,软土路基有着以下特点。首先,软土路基内部结构不均匀,内部的砂土和粉土很容易应沉积环境不同而形成不同结构,横向和竖向的差异性较大;其次,软土路基的含水量较高,软土有机质很容易吸收水分,经过沉积形成多样絮状结构;此外,软土路基的强度较一般性路基更低,软土绝大部分属于近代水下细颗粒沉积土,抗剪强度一般小于20kPa,压缩模量小于4MPa,有效内摩擦角仅为几度甚至接近于0,大部分压缩变形发生在垂直压力为lOOkPa左右,作为地基时的沉降量很大;另外,软土路基的渗透性小,也就无法达到有效的排水效果[2]。
1.2软土路基的危害
软土路基在未有效处理时作为公路施工路基,很容易造成公路危害。首先,在施工当中,路堤填土当中很容易出现失稳现象,路基滑坡问题时有发生,也就导致路面结构受到巨大破坏;其次,在路堤填土完成后,地基可能出现不同程度的沉降。地基沉降则公路的使用寿命缩短,承载能力过低导致公路发生严重破损。如相应问题发生,不仅带来社会经济的重大损失,还会对人民群众造成严重的生命威胁。软土路基的危害需要技术人员通过对应的处理技术进行施工处理,才能好有效避免相应问题的发生。
2.当前公路施工中软土路基处理存在的主要问题
2.1软土路基处理实践和理论不同步
我国当前针对软土路基处理的理论研究仍然有待完善,当前的研究尚未落实到每个施工环境当中,也就导致相应理论对于实际施工的指导意见存在缺漏。当前的技术研究体系尚不完善,无法有效指导实际施工操作。公路软土路基处理理论缺乏系统性和深入性,造成软土路基实践处理上的不到位。
2.2处理技术和设备发展水平的制约
虽然我国公路建设方面的机械设备和技术水平均有了显著提升,但在公路软土路基处理中的技术设备尚不完善,相应产品未形成系列化,导致施工过程缺乏足够的产品支持无法满足具体的施工要求。如在深层搅拌法处理技术在使用中无法有效保证施工质量,很大部分原因源于当前机械设备发展水平仍未达到相应标准[3]。
2.3未充分结合实际施工环境情况
公路施工需要充分结合施工环境的具体情况采取对应的处理方法才能保证相应的处理效果。在公路施工当中,对于软土地基条件需首先进行调查分析,掌握软土的结构情况。如当施工中遇到饱和软黏土公路路基时,就必须采取挤密、振密等方法来做加固处理。部分施工队伍虽然对施工环境进行了前期调查分析,但在采用的处理方法上未能选择最佳办法,也就导致最终的处理效果不佳,反而增加的施工成本。
3.当前主要的公路软土路基处理技术
3.1水泥搅拌桩处理法
水泥搅拌桩处理法即在软土地基中注入水泥搅拌,但水泥凝固后使得原本的软土地基结构强度提升,获取硬度相对较高的地基。该处理方法首先在美国地区使用,随后流传到日本并获得进一步发展,搅拌技术便在日本得到有效创新和发展。该处理方法进入我国后获得广泛应用,成为了公路软土路基处理的常见方法之一。
3.2加筋土处理法
加筋土处理法主要应用在公路悬崖或者周边岩石易脱落处。在使用当中,于软土地基中加入刚性较强的拉筋物质,通过带状筋体的拉力实现地基承载力的有效提升,从而使得路基稳定性得以增强。在具体使用中,有树根桩、土工织物以及瞄固法三种形式。数根桩即采用小直径灌注桩实现路基承载力的提升;土工织物即利用土工格栅来提高土体的轻度和韧度,从而提高拉力和刚度,起到提高承载力作用。瞄固法主要是利用预先设置好的瞄杆来完成承担承载力的作用[4]。
3.3排水固结处理法
排水固结处理法主要包括电渗排水法、塑料排水法、预压法和砂井法等几种。该方法通过沙井设备进行排水处理,或者通过加载预压的方式进行排水,使得软土地基中的水分得以有效排出,进而强化地基压实度,避免出现水分蒸发造成后期的路面沉降问题。电渗排水固结方法通过电流方式实现排水固结,由于需要使用直流电,操作过程相对危险故使用普及率不高;塑料排水固结方法通过塑料排水板实现流水的有效疏通,加快水分的排除,实现路基的有效固结;砂井固结方法利用钻机钻孔并注入砂石,在达到排水效果的同时,利用砂石自身的高强度实现土体的固结强化,提高路基的承载力。网状织物的装袋砂井由于操作过程简单且消耗较少,在施工中较为普及;预压固结方法是将路基水分排干而在路面堆放一些体积和重量都超过路面承载力的物质,使水分得以排出,从而起到加固作用。
4.公路施工软土地基处理技术的发展新方向
4.1公路软土地基处理材料和技术方法的发展
随着现代科技研发水平的不断提高,针对公路软土路基的处理技术和材料也在不断发展。从路基处理的技术方法来看,很多创新式技术被研发出来,并起到了相当好的使用效果。如碎石桩法,在强化路基强度的同时,还能有效提升深层地基的稳定性。在处理材料方面,有机灌浆材料和无机灌浆材料均被应用在软土路基处理当中,不仅使用效果突出,同时成本较低,对于环境造成的损害也较小。随着实践和理论结合程度的不断提升,在公路施工软土路基处理中的材料和技术水平还将不断提升。
4.2软土地基处理机械设备的发展
公路施工机械化水平不断提高,针对软土路基处理的机械设备也越来越多。当前研发的诸多机械设备在提高工作效率和质量方面均有重大贡献,如可变距双轴深层搅拌轴和深层搅拌机等的研发,大大提高了处理效率。同时,高压喷射注浆机使得高压喷射注浆法的实际使用效果更为突出,使用范围有效扩展。此外,干法振动成孔器使得干法振动碎石桩处理技术在应用中的效果大大提升。
结语:
造成路基出现问题的主要原因之一是软土地基的存在,虽然当前我国已经探索出很多卓有成效的软土地基处理技术,但是在实际应用中,还是不可避免会产生很多问题,因此,加强公路施工中软土地基的处理技术显得非常有必要。针对不同的区域情况采取对应的处理技术,能够有效避免软土路基存在的强度不高、易沉降等问题。对于施工企业而言,应当进一步强化对新技术的研发,同时注重对新设备和新材料的探索应用,不断提升现有的处理技术,使得软土路基处理效率更高、效果更好、消耗更低。
参考文献:
[1]黄顺祥.公路施工中的软土路基处理技术应用研究[J].江西建材,2017,(07):190-191.
[2]甘吉鹏.公路施工中的软土路基处理技术应用探讨[J].江西建材,2016,(15):181.
[3]张永超,王琦.公路施工中的软土路基处理技术分析[J].江西建材,2014,(22):164-165.
[4]李春荣.关于公路施工中软土路基处理技术的研究[J].黑龙江交通科技,2013,36(04):48+50.