夏麗華,陳建剛
(1.江西省上饒市公路管理局婺源分局;2.江西省上饒市公路管理局德興分局,江西 上饒 334000)
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分析公路施工中軟土路基的施工技術(shù)處理
夏麗華1,陳建剛2
(1.江西省上饒市公路管理局婺源分局;2.江西省上饒市公路管理局德興分局,江西 上饒 334000)
針對公路施工中經(jīng)常遇到軟土路基,導致公路質(zhì)量無法達到設(shè)計標準問題,對公路施工中軟土路基的危害及軟土路基的特點進行了針對性分析,通過排水固結(jié)法、換填法、強夯法等措施改善軟土路基,最終達到改善軟土路基質(zhì)量,提高公路工程質(zhì)量的效果。
公路施工;軟土路基;施工技術(shù)
1.1 流動性強,含水量高
軟土的主要成分是淤泥和粘土顆粒,因此在軟土中存在較大的孔隙度,孔隙比處于1~2之間,并且具有較高的含水量,通常情況下,軟土的含水量在35%~80%之間。軟土路集中會存在大量的有機物,這些有機物在自然環(huán)境下會生產(chǎn)絮狀機構(gòu),從而發(fā)生沉降。此外,受剪應力的影響,軟土地基容易出現(xiàn)變形,發(fā)生變形的軟土地基的抗剪強度下降明顯,從而將會出現(xiàn)較為明顯的流動。由于軟土路基具有含水量多、流動性強等多優(yōu)點,因此在一次固結(jié)結(jié)束之后還有可能會發(fā)生第二次固結(jié),從而對公路工程的正常施工造成不良影響。
1.2 軟土路基的抗剪強度相對較低
軟土路基具有抗剪強度低特點,通常來說,天然形成的軟土路基的抗剪強度不會超過20兆千帕,內(nèi)摩擦角度會保持在在20°~30°之間,以上所提到的特點是軟土路基在沒有排水情況下所具有的。若向軟土路基上施加一定荷載,實現(xiàn)排水固結(jié),這將會使軟土路基的抗剪強度水平得到進一步提升。軟土路基強度的提升和排水固結(jié)之間的關(guān)系為正比關(guān)系,隨著固結(jié)速度的提升,強度的提升也會加快。
1.3 較差滲透性,較高壓縮性
軟土自身具有很好的壓縮性,通常情況下,軟土的壓縮模量都不會超過4帕。此外,軟土的滲透性也較差,因此,鞏固軟土路基需要一個較長的周期。軟土路基的具有結(jié)構(gòu)性,如果在施工過程中,軟土路基受到了擠壓和震動影響,并不會對絮狀結(jié)構(gòu)造成破壞,同時也會對土壤的整體強度造成一定影響,如果有較大的外力作用在軟土地基上,軟土地基將會進入流動狀態(tài),軟土強度會在力作用一段時間后,逐漸恢復。
2.1 排水固結(jié)法的應用
排水固結(jié)法就是在施工的公路段中設(shè)置砂井,并且在沙井中的垂直方向完成排水操作。
在公路工程具體施工前,通過對結(jié)構(gòu)自重的利用,逐步進行分級加載,或者在施工場地上進行先行加載預壓,從而使存在于土壤孔隙中的水分能夠快速排出,而逐漸固結(jié)的一種有效方法。排水固結(jié)法是軟粘土地基荷載作用,將軟土地基中的水逐漸排除軟土中的一項工程,同時實現(xiàn)空隙體積變小,實現(xiàn)地基固結(jié)變形。如果在公路施工中,遇到軟土路基不穩(wěn)定或地表下降度不足時,就可以利用排水固結(jié)進行處理。土層縫隙在緩慢變小工程中,地基也會因為出現(xiàn)凝結(jié)而發(fā)生變形,由此可見,排水固結(jié)法適合使用在飽和涂層或表層比較脆弱的軟土地基中。
2.2 換填法的應用
換填法主要適合在軟土路基相對較淺的情況下使用。換填法包含內(nèi)容較多,主要有挖掘法、爆破法、拋石法等多種不同形式。在排水條件差,區(qū)域相對較低的環(huán)境下可以利用拋石法,該類區(qū)域的表面通常情況下沒有過硬的外殼,并且在具體施工過程中方便對石料進行收集。通過大量的工程實踐可以發(fā)現(xiàn),在低洼區(qū)土壤厚度通常都不會超過3 m,并且多數(shù)都是流動的,在具體處理上,將直徑超過0.3 m的石塊由公路的兩側(cè)向公路中間拋置,通過這種方式能夠?qū)⒌鼗胁粔蚪Y(jié)實的土壤擠到公路兩側(cè),在完成以上操作之后,在通過重型壓路機對路面進行碾壓,將石塊壓緊,同時應當在上面布置反濾層,埋填好土壤,順利完成施工。埋填發(fā)和挖掘法主要適合在表面相對比較脆弱的土層中使用,對該方法進行應用,不僅方便挖掘填埋,同時也有利于土壤中水體的順利排出。在采用埋填法和挖掘法過程中,需要將未達到施工標準的土壤全部清除,然后利用優(yōu)質(zhì)材料進行相應的填埋操作。一般情況下,挖掘壓埋深不宜超過2 m,確保施工的經(jīng)濟性和合理性。
2.3 強夯法的應用
強夯法也有加固路基的作用,該方法的應用主要是在物理學的理論基礎(chǔ)下進行的,應用該方法的核心是對濕陷性黃土、煤灰、碎石與飽和度較低的粘土進行處理。強夯法實際就是勢能與動能之間的相互轉(zhuǎn)變,通過大型起重機自由下落對路面進行撞擊,對路面施加壓力,從而引起的一種震動現(xiàn)象,使土層變得更為密結(jié)緊實,提高地基的硬度和強度,最終達到穩(wěn)固地基的目的。強夯法在具體應用過程中也存在一定缺點,就是在具體操作過程中會產(chǎn)生較大噪音,對周圍的居民會造成較大影響。因此,強夯法不宜在靠近居民區(qū)域使用。此外,需要注意在采用強夯法時,需要使用大型的機械,因此只有在路基范圍足夠大、軟土厚度足夠的情況下才會使用該方法。
2.4 砂石墊層法的應用
當軟弱土層和路堤的高度較小時,可以利用砂石墊層法,該方法具有較好排水功效。在軟土路基施工中,粗砂是一種理想的填筑材料,可以將路基中的水分排出。在施工中,施工人員需要對砂層的邊界進行準確劃分,同時利用沙石完成相應的灌注操作,在該過程中需要動態(tài)觀察軟土路基沉降量,并且要對初步寬度進行重點控制,確保沙堤蓋度和砂墊層相同,砂石的投放也必須準確,確保最終的施工質(zhì)量能夠達到工程的設(shè)計標準。
隨著我國公路修建規(guī)模的逐步擴大,在公路修建過程中經(jīng)常會遇到軟土路基,軟土路基會對公路的工程質(zhì)量造成不良影響。在不同的軟土路基下,應當采用不同的施工處理技術(shù)。依據(jù)軟土性質(zhì)、自然條件、施工材料等多方面因素,選出一種最佳的軟土路基處理技術(shù),提高公路路基質(zhì)量,提升工程的施工效率,從而在確保公路工程質(zhì)量的基礎(chǔ)下,在工期內(nèi)完成施工。
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2016-10-21
夏麗華(1981-),女,江西婺源人,工程師,主要從事公路與橋梁工程研究。
U416.1
C
1008-3383(2016)11-0057-01