公路施工中软土路基的施工技术和处理方法

(整期优先)网络出版时间:2024-03-28
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公路施工中软土路基的施工技术和处理方法

吕雅茹

昌吉州交通建设有限责任公司   新疆 昌吉  831100

摘要:在公路工程建设过程中,经常会遇到软土路基,如果未采取科学的处理方案,会影响公路工程结构稳定性,从而减少公路工程的使用寿命。在对公路工程软土路基进行处理的过程中,相关建设单位需要贯彻落实科学性的工作原则,有序地执行对应的施工方案,减少对工程后续运营所产生的各项干扰。通过对以往经验的总结构建成熟度较高的公路工程软土路基处理模式,更加贴合于工程后续的使用情境,凸显现代化的公路工程建设思路。

关键词:公路施工;软土路基;施工技术;处理方法

引言

公路是保障人们出行、货物流通的重要设施,其遍布全国各地,因此,公路工程的施工需要在各种复杂条件下进行。其中,软土地质是常见的地质类型之一,在建设公路工程时若对其不进行特殊处理,会导致公路路面发生沉陷、开裂等问题,影响过往行人行车的生命财产安全。为进一步提升公路工程的建设质量,相关技术人员应积极研究公路工程在软土路基条件下的施工技术,避免软土路基对公路施工的危害,保障公路工程顺利施工。

1软土路基危害及施工难点

由于软土路基具有含水量高、压缩性大及强度低等特点,导致其承载能力较低,在重负荷的影响下容易产生较大沉降,这种不均匀沉降可能引起路面开裂、不平整等问题,严重威胁道路的使用安全和使用年限。此外,环境因素对软土路基的影响也不容忽视。长期的雨水侵蚀可能导致地基水分增加,进一步降低土体的承载能力,而干旱天气可能导致水分迅速蒸发,引起土壤体积的急剧变化,这些因素都可能对路基的结构稳定性造成不利影响。在施工技术方面,现行的软土路基处理方法各有利弊,难以找到既经济又有效的通用方案。常规的处理方法,如预压、垫层、掺和加固等施工技术虽能在一定程度上改善路基的承载能力,但可能带来成本增加、工期延长等问题。新型的处理方法,如土体冻结、化学注浆等施工技术,虽有效率高、效果好等优点,但技术要求高、投资大,难以大范围推广应用。此外,软土路基施工过程中质量的监测与控制难度较大。一是对监测设备与技术的要求较高,二是对质量控制人员的经验与综合素质要求较高,从而在施工过程中可能使某些潜在的质量问题被忽视,为道路的安全使用埋下隐患。

2公路施工中软土路基的施工技术和处理方法

2.1土体改良技术

土体改良技术是通过不同方法改善原土体的物理、化学和力学性质,从而提高软土路基的承载能力和稳定性,减少沉降,确保路基的安全性和耐久性。土体改良技术包含多种方法,常用的方法包括固化、排水、预压、加热或冷冻处理等,需要根据土壤条件、施工环境和项目需求等合理选择。固化法是通过在软土中添加水泥、石灰或其他结合剂,改善其承载能力和稳定性,这些材料会与土壤反应,生成新的矿物质,使其硬化,增加强度。这种方法适用于含水量高的软土,能有效控制沉降,提高路基稳定性。排水法主要用于减少土壤中的水分,有助于控制土壤内的静水压力。通过设置排水管或使用其他排水设施,以排除土壤中多余的水分,降低土壤的流动性,使其更加稳定,该方法在水位高或降雨量大的地区应用效果较好。

2.2水泥搅拌桩

水泥搅拌加固法在软土路基施工中的应用效果很好,在公路工程中应用此种方法时,主要借助机械设备将水泥砂浆注射到软土路基土层中,并通过搅拌操作,促使水泥和土壤发生反应,并形成凝胶颗粒物,从而达到提升软土路基结构稳定性的目的。具体应用水泥搅拌桩法时,又分为湿法和干法两种。将水泥作为固化剂使用的情况下,将软土和固化剂进行搅拌,打造高强度的复合地基,在实际施工过程中,严格按照水泥搅拌桩施工技术参数进行施工。相关施工人员严格把控施工深度、高度等,确保连续施工。为保证水泥搅拌桩施工技术实施效果,将固化剂用量控制在±1%,待完全搅拌混合后,再将钻头提离地面,并将空气压缩机打开,管道内残余的杂物清除干净。

2.3换填法

换填法,顾名思义便是通过置换施工现场的软土以完全消除软土特性的一种地基处理方式。换填材料一般为强度较大且不具备侵蚀性的砾料,其能够通过自身强度有效提升公路的基础强度,同时由砾料构成的公路基础结构具备极强的渗水性,能够在公路长久的使用过程中保证公路基础结构的排水效果,进而保证公路基础的稳定性。换填法一般需要置换与软土同深的材料,一般的公路工程以公里计算,因此换填法所需挖掘、置换的土体极多,虽能长久解决软土地质对公路工程的影响,但同时也会大幅度提升公路工程的造价,最经济的换填法标准为置换2~3m深的软土,但为保证公路基础的施工质量,随着软土层厚度的增加,同时需要进一步加深置换土体的深度,因此会造成公路工程的造价整体提升。

2.4旋喷法

在这一方法利用的过程中,能够起到加固土层的效果,并且也可以减少诸多因素对软土路基所产生的影响。在实际操作过程中,需要利用机械设备来形成相应的悬喷流,完成对软土路基的加固以及防渗处理。悬喷法施工中包含了高压水泥浆以及各种诸如聚氨酯类化学浆等相关的材料应用,全面的保证软土路基的防渗效果。这一措施能够提高公路工程路基的稳定性,但是在具体应用时也会存在一定的限制条件,比如对于含水量较高的软土地基中这一方法并不适用。因此相关施工人员需要按照实际情况,科学地选用合理的施工方案,为公路工程后续的运营提供重要的基础。

2.5强夯法

强夯法与堆载预压法的处理原理相同,皆是以重物向软土施加压力,通过压缩软土的方式提升公路基础强度,但堆载预压法是通过重物静载完成这一目标,而强夯法则是通过强夯机,以重锤的重量加重锤自由落体产生的动能来达成软土处理目标的。虽原理皆为重物施加压力,但强夯机重锤在自由落体的过程中会产生深入地层的冲击波,且重锤只作用于软土一点,周边土体在中心压力的作用下会形成排出通道,让软土中的水或气体经锤击点周边快速排出,一般由强夯法处理后的软土体积会缩减200%~1000%,其对软土的施压效果优于静载预压法。强夯法的快速性和便捷性使其应用较为广泛,且市场为迎合不同标准的夯实需要,强夯机的规模标准也不同,重锤标准包括80~2000kN不等,能够满足不同规模工程项目的施工需要。因此,在当前高度发达的强夯机的辅助下,强夯法施工过程简单,且施工效率极快,是处理软土路基问题的重要技术之一。

2.6路基加固技术

路基加固技术旨在提高路基的稳定性、承载能力和耐久性,从而确保公路的安全性、可靠性,同时减少后期的维护成本。在软土路基中,由于土壤本身的物理性质,路基往往存在承载力不足、易发生不均匀沉降等问题。为解决这些问题,合理采用路基加固技术尤为重要。深层搅拌法是一种常用的软土路基加固技术,通过混合土壤和加固剂(如水泥、石灰或其他特殊材料),在地下形成复合地基,以提高地基的稳定性和承载力。这种方法不仅能改善原土体的力学性能,还能降低土体的可压缩性,有效控制路基沉降。地基注浆也是一种有效的软土路基加固方法,通过将灌浆材料注入土壤中,填充土体孔隙,降低其渗透性,提高其密实度和强度。

结语

公路施工中的软土路基施工技术方法较多,具体应用哪种施工技术,需要结合软土性质、工程特点等,相关施工人员要牢牢掌握软土路基施工技术要领,切实将施工技术落实到工程施工中。为提升软土路基施工技术水平和效果,必须做好充分施工准备工作,加强对施工全过程的质量控制,切实提高路基承载力水平,减少沉降,创建安全、有序的交通运营环境。

参考文献

[1]王剑君,宣海平.公路施工中的软土路基施工技术研究[J].工程建设与设计,2022(23):211-213.

[2]陆海波.公路施工中的软土路基施工技术研究[J].运输经理世界,2021(35):40-42.

[3]王飞虎.公路施工中的软土路基施工技术研究[J].运输经理世界,2021(25):25-27.