宋國林
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現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,中國的公路建設(shè)也隨之不斷發(fā)展,在這個(gè)情況下,公路等級設(shè)計(jì)被賦予了更高的要求,路況指標(biāo)的選用也更加嚴(yán)格,因此公路路基穿過軟土地區(qū)的情況就不可避免,在軟土地基上修筑公路基已經(jīng)變得非常常見,如果成功處理公路軟地基的,通??梢赃_(dá)到提高建設(shè)速度、確保工程質(zhì)量、降低工程造價(jià)的效果。所以,在軟土地基上進(jìn)行公路施工,需要適應(yīng)的處理軟地基,這符合公路建設(shè)長期發(fā)展的目標(biāo)。
由于軟土路基的土壤質(zhì)地特殊,容易受到環(huán)境因素的影響,在高溫或者強(qiáng)降雨的情況下極易發(fā)生變形,從而引起公路路基下降、凹陷。如果在施工的時(shí)候不處理好軟土路基的相關(guān)問題,最后等到公路工程投入使用之后,在大量車輛的荷載壓力作用下,超出軟土路基的承受范圍,路基就會發(fā)生變形和沉降,路基的沉降與變形進(jìn)而影響公路的結(jié)構(gòu)。因此,必須處理好軟土路基[1]。
軟土路基還存在土壤強(qiáng)度低以及抗剪切強(qiáng)度低的缺點(diǎn),這主要是因?yàn)檐浲镣寥篱L期處于太陽光暴曬的環(huán)境中會改變土壤的結(jié)構(gòu),使原來的絮狀結(jié)構(gòu)變成流動的狀態(tài),降低了路基的強(qiáng)度;除此之外,軟土的滲透功能較弱,土壤不能快速地滲透水分,需要經(jīng)過很長的時(shí)間才能進(jìn)行固結(jié),經(jīng)過長時(shí)間的排水固結(jié),軟土路基的抗剪切強(qiáng)度會受到一定程度的影響。
公路工程軟土路基的施工與其他公路路基施工具有一定差別,其施工難度更大,存在的安全隱患也更大,因此,在處理軟土路基的時(shí)候要嚴(yán)格控制音響軟土路基施工的各項(xiàng)因素。軟土路基的施工會受到許多外界因素的影響,施工團(tuán)隊(duì)需要采取相應(yīng)的措施,盡量降低外界環(huán)境對軟土路基的影響。在實(shí)際的施工過程中,因?yàn)檐浲谅坊菀资艿江h(huán)境中的溫度、濕度、陽光等的影響,所以需要人為地控制這些因素。針對不同質(zhì)地的軟土路基,處理方法也不同,要有針對性。除此之外,還要根據(jù)公路的等級和形狀也是影響軟土路基處理的主要因素。等級越高的公路,軟土路基處理的難度越大。相同的,形狀越復(fù)雜的公路,軟土路基處理的難度也越大。
因?yàn)檐浲谅坊耐寥篮窟^高,超出公路路基實(shí)際所需含水量,所以很難進(jìn)行固結(jié)。而排水固結(jié)法就是針對軟土路基這一特征所采取的一種有效處理方法。排水固結(jié)法主要是通過在軟土路基中安裝排水裝置,再利用外力進(jìn)行擠壓,排出軟土路基中多余的水分,加快其固結(jié)速度。
軟土路基的處理方法還有換填法,換填法是一種較為直接的處理方法,能夠直接改變原有路基的土質(zhì),但是施工難度系數(shù)相對更高,工程量更大。換填發(fā)實(shí)際上是用其他質(zhì)地的土壤完全替換原來軟土地基中的土壤,徹底改變其土壤性質(zhì)。這種方法雖然效果明顯,但是由于其耗費(fèi)的成本過高,在實(shí)際的施工中,采用這個(gè)處理方法的公路工程要考慮成本預(yù)算[2]。
化學(xué)固結(jié)法是現(xiàn)代公路工程軟土路基施工中常用的一種處理方法。與換填法那種通過更換土壤改變軟土地基土質(zhì)的方法相比,化學(xué)固結(jié)法也是通過改變土壤性質(zhì)來增強(qiáng)土壤強(qiáng)度,但是其施工難度相對較低,更加容易實(shí)現(xiàn)。化學(xué)固結(jié)法是通過向軟土地基中添加其他物質(zhì)來增強(qiáng)地基強(qiáng)度,通常所采取的技術(shù)包括灌漿法和高壓噴注漿法。無論是哪種技術(shù),其原理都是相同的,都是通過向軟土地基中加入膠結(jié)性較強(qiáng)的固化液與軟土混合,增強(qiáng)軟土的粘結(jié)性,使其能夠快速固結(jié)。
強(qiáng)夯法是指通過壓縮土壤,然后再進(jìn)行其他材料的填筑來處理軟土地基。強(qiáng)夯法雖然也能實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)軟土地基強(qiáng)度的目的,但是這種方法并不是所有公路工程都適用,適用范圍比較狹窄,不具備廣泛適用性。
碎石樁處理法是一種物理處理方法,主要是通過沖擊、振動等技術(shù)使軟土地基表面出現(xiàn)小孔,然后再往這些小孔中填入細(xì)小的碎石以及黏合劑,這些碎石就會在軟土地基中形成碎石樁,從而增加軟土地基的強(qiáng)度。這種處理方法的適用范圍也具有局限性,對軟土地基的土質(zhì)和面積都有一定限制。
深層拌合法是一種用攪拌機(jī)翼片旋轉(zhuǎn),將石灰或水泥等固化劑與軟土攪拌混合的加固路基方法。如果土層不同,這種技術(shù)的路基土層處理效果也會不同。一般來說,深層拌和法適用于處理高嶺石或蒙脫石等礦石黏土,但是不適用于處理酸堿性很強(qiáng)的黏土。當(dāng)前,人們可以利用深層拌合法提高軟土路基的承載力,穩(wěn)固軟土路基邊坡,有效避免軟土路基沉降[3]。
土工織物法一般適用于大面積土工織物鋪設(shè)的軟土層,有利于公路施工機(jī)械在土層上順利施工,保證軟土層的均勻受力,避免填方產(chǎn)生的承載力不均勻造成局部路基沉降和位移,增強(qiáng)軟土路基的承載力。土工織物法利用樁網(wǎng)法進(jìn)行處理,首先在軟土路基的各個(gè)方向安置一些木樁,再用鋼筋連接木樁,形成樁網(wǎng),然后對樁網(wǎng)內(nèi)鋪設(shè)的土工織物進(jìn)行填方。這些木樁會承載填方壓力,鋪設(shè)的土工織物也會分散承載壓力。需要注意的是,填方材料會給軟土路基施加壓力,要避免壓力過大而導(dǎo)致軟土路基發(fā)生沉降或坍塌。
凍結(jié)施工法不僅適用于裂隙發(fā)育的含水巖層、松散不穩(wěn)定的沖積層,也適用于淤泥、松軟泥巖和水頭特別高的地層等。凍結(jié)劑可以降低軟土路基的溫度,凍結(jié)其中的水分。大多數(shù)土壤都能使用凍結(jié)施工法,但是其成本較高,適用性較低,因此該種方法并不是首選方案。
中國的交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展迅速,因此要求更高質(zhì)量的公路建設(shè)。在對軟土基地進(jìn)行施工前期,要充分做好調(diào)研,制定出最適合的施工方案,不僅如此,加強(qiáng)施工技術(shù)人員的技術(shù)也是需要注意的問題,努力做好監(jiān)管工作,解決目前軟土基地施工中遇到的困難,推動我國交通行業(yè)向前邁進(jìn)。