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摘要:近年来,随着我国经济的快速发展,公路工程也得到了大力的发展,公路工程的基础是地基,在公路工程建设中时常会遇到又深又厚的土壤构成的软土地基,然后要想保证公路工程的质量和进度,加强公路工程地基处理技术显得很重要,本文笔者根据多年工作经验及结合相关材料对以上问题展开探讨。
关键词:公路工程;施工;地基处理
1、对公路工程软土地基的相关论述
在我国公路工程施工中常见的两种软土地基分别为“内陆平原淤泥、淤泥质土、山地型软土”和“海洋沿岸的淤积”。但是无论是哪种软土地基,他们都有一些共同的特征。首先,含水量和孔隙比。在软土地基中,其含水量会相对较高,而“土壤的抗剪强度和压缩性与天然水的含量存在直接关系”,所以,土壤含水量同地基的承载力有着正比例关系。同时,软土的空隙相对要大,土质比较松软,因此,其具有较强的重塑性,稳定性较差,如果不对软土地基进行处理就开始施工,就会导致公路路面坍塌,缩短公路使用寿命。其次,渗透性。软土的渗透性同一般土壤相比较要小得多。“软土强度提高速度与软土的固结速度呈正相关”,同时,软土的固结过程较长,速度较慢,所以,软土的渗透性比较小。软土中的有机物膨胀也是降低软土渗透性的一个重要原因,因为有机物的存在会堵塞空隙,造成渗透堵塞。除此之外,软土地基还有高压缩性、强流动性和触变性等特征。以上软土地基的特征都是公路工程施工中所要进行处理的,因为公路工程是需要稳固长久、具有较强的承载力和抗压性能的,但是通过分析,软土的这些特点与路基的要求是截然相反的。
2、软土地基的危害及处理目的
2.1 处理软土地基的目的
在修建公路时,碰上软土地基段,一定要本着科学的态度对不符合承载力要求的路段进行处理,从而保证整个公路工程的质量。由于各路段的地质特性不同,路基的原始高度也存在差异,因此,对软土地基进行处理时,采用的方法和技术也要有所区分。通过使用换填、夯实、排水、挤密、胶结等办法对地基进行处理后,地基的工程特性得到一定程度的改善,最终实现理想的效果。具体目标有:1)提高了地基的抗剪强度;2)降低了地基的压缩性;3)改善了地基的渗透性。
2.2 软土地基的危害
软土的天然特性对软土路基来说,主要会产生以下两方面的危害:1)软土地基的强度较低,稳定性也比较差,一旦路堤或者路面实际荷载超过软土地基的抗剪强度承受范围,软土地基就会发生部分或者整体剪切破坏,导致路堤出现塌方或者桥台被破坏的现象;2)软土地基的流变性明显。当路面或者外部荷载过大,软体地基就会因为承受巨大的压力而发生沉降变形,道路的使用就会受到影响。特别是发生的沉降不均匀或者面积过大时,道路就会因受到破坏发生开裂,导致整体地基失衡,失去稳定性,从而出现桥头跳车、路面沉陷等危害,影响到整个路段的使用。
3、常用软土地基处理技术
3.1 强夯法。强夯法指的是不停将重锤举到高处然后让它自由落下这样不断的夯击地基,用以帮助提高地基强度、降低压缩性的一种方法。强夯法一般用于处理那些碎石土、粉土、砂土以及素填土和杂填土等的地基,它不但能降低地基的压缩性也能提高它的强度,并且也能够帮助消除湿陷性,改善它抗振动和液化能力,因此经常被用于处理湿陷性的黄土地基和可液化的砂土地基等。强夯法对饱和度比较高的黏质土处理效果不明显,对淤泥质和淤泥地基等的处理效果就更不行了。所以在运用强夯法的时候,要取得良好的效果,需要结合软土物理力学方面的性质,运用综合加固的方法,但这种方法的花费相对比较高。
3.2 表层处理法。表层排水法是在路基填筑前,在地面开挖沟,以排除地表水,同时降低地基表层的含水量,确保施工机械能够运作于施工平台。为了使开挖水沟在施工中发挥盲沟作用,常用透水性良好的砂砾回填。
3.3 水泥攪拌桩法。水泥搅拌桩法指的是运用水化反应和水泥的水解以及黏土与水泥水化物之间碳酸化作用和化学反应,从而形成的相对强度较高的桩周软土和桩体共同形成的复合地基,用来起到强化路基稳定性和提升地基承载力以及缩小路基沉降的效果。目前的水泥搅拌桩包括喷粉法和喷浆法,它们都是使用深层搅拌机把固化剂和软土强行搅拌,当固化剂使用的是水泥泥浆的时候,称之为水泥浆搅拌桩法或者湿法,当使用的固化剂是水泥粉的时候,称之为粉体搅拌桩法或者干法。通常认为湿化水泥的剂量比较好控制,搅拌也更加的均匀,成桩的质量也更加的可靠,而干法喷粉的量相对的比较难于控制,搅拌的质量也就不易控制,成桩质量相对来说更差。湿法的成桩长度比起干法也更加的长,但是干法用的是粉体作的固化剂,不会再向地基中增添水分,反倒能够充分的吸收软土中的自由水,所以,对于加固之后的地基在初期的强度是比较高的,尤其是对含水量较高的软土加固的效果更加的明显,在国外也得到了广泛的应用。
3.4 置换法。置换法也称为置换技术,使用该种方法进行软土地基处理能够在一定程度上提高地基的耐用性,对延长公路的使用寿命以及方便养护等都是有好处的。这种施工方法通常情况下是应用在地表,而且厚度要相对较小的地区,一般要在2.5米以下时所进行的,这种方法实施起来比较简单。置换法的具体实现方式如下。首先,开挖法。开挖法适用范围是“小范围的厚度较小的软土”,在挖掘过程中,一定要挖出路拱,这样能够保证软土中的水分顺利排出,能够加快软土的固结速度,提高工程施工的效率。其次,填砂法。对于填砂法来说,控制的重点在于材料的选择和换填的厚度等。对于该方法来说,其最宜使用在常年积水的洼地地区,但是,软土地区的表层不能够存在硬壳。施工过程中要“从路基中心开始,按照等腰三角形向前对称抛填,使淤泥和软土向两侧挤出。”如果软土层的横坡角度大于1:10时,则需要从高向低处抛填,最后进行压实处理。
3.5 土工合成材料法。土工合成材料是指用一些人工合成的聚化物为原材料做出的各种各样的产品。这些人工合成的材料可以用来放在岩土或者其它一些工程结构的内部、表面和各种各样的结构层中间,具有防护、过滤、隔离、防渗以及排水和加筋等作用,发挥保护、加强岩土或者其它一些结构功能的新型岩土工程材料。比方说,在土里面放筋材,用筋材做抗拉构件,从而与土之间产生相互摩擦,防止它上下的土体以及土体侧向变形,这也就等同于是给土体施加一个侧向的压力增量,由此加强土体里面的强度以及土体的整体性,增强土体自身抗剪能力。
4、结语
总之,公路施工工程一直都在我国国民经济发展过程中起到了十分重要的作用,并且拥有十分重要的地位,保证公路施工质量要求我们必须要保证软土地基质量,当软土地基出现质量问题时就要求我们对其进行处理,要求我们首先要拟建一个软土地基处理方案,以提高工作效率。本文通过软土地基的特征分析进而深化到了在公路工程施工中软土地基对公路的危害和目的,最后重点探讨了公路工程施工中软土地基的处理常用措施,可为相关工作者提供参考。
参考文献
[1]史旦达,周健,贾敏才,等.考虑蠕变性状的港区软土地基参数反演和长期沉降预测[J].岩土力学,2009,(3).
[2]郭杰湖.浅谈公路软土地基处理技术与工程实践[J]. 民营科技. 2009(08)
[3]宋久斌,孙圆圆,李艳芳.关于浅表层软土地基的处理方法[J]. 内蒙古科技与经济,2009,(24)
[4]赵永星,毛艳敏,刘玉勤. 浅谈公路工程软土路基处理技术[J]. 科技致富向导. 2011(17)
关键词:公路工程;施工;地基处理
1、对公路工程软土地基的相关论述
在我国公路工程施工中常见的两种软土地基分别为“内陆平原淤泥、淤泥质土、山地型软土”和“海洋沿岸的淤积”。但是无论是哪种软土地基,他们都有一些共同的特征。首先,含水量和孔隙比。在软土地基中,其含水量会相对较高,而“土壤的抗剪强度和压缩性与天然水的含量存在直接关系”,所以,土壤含水量同地基的承载力有着正比例关系。同时,软土的空隙相对要大,土质比较松软,因此,其具有较强的重塑性,稳定性较差,如果不对软土地基进行处理就开始施工,就会导致公路路面坍塌,缩短公路使用寿命。其次,渗透性。软土的渗透性同一般土壤相比较要小得多。“软土强度提高速度与软土的固结速度呈正相关”,同时,软土的固结过程较长,速度较慢,所以,软土的渗透性比较小。软土中的有机物膨胀也是降低软土渗透性的一个重要原因,因为有机物的存在会堵塞空隙,造成渗透堵塞。除此之外,软土地基还有高压缩性、强流动性和触变性等特征。以上软土地基的特征都是公路工程施工中所要进行处理的,因为公路工程是需要稳固长久、具有较强的承载力和抗压性能的,但是通过分析,软土的这些特点与路基的要求是截然相反的。
2、软土地基的危害及处理目的
2.1 处理软土地基的目的
在修建公路时,碰上软土地基段,一定要本着科学的态度对不符合承载力要求的路段进行处理,从而保证整个公路工程的质量。由于各路段的地质特性不同,路基的原始高度也存在差异,因此,对软土地基进行处理时,采用的方法和技术也要有所区分。通过使用换填、夯实、排水、挤密、胶结等办法对地基进行处理后,地基的工程特性得到一定程度的改善,最终实现理想的效果。具体目标有:1)提高了地基的抗剪强度;2)降低了地基的压缩性;3)改善了地基的渗透性。
2.2 软土地基的危害
软土的天然特性对软土路基来说,主要会产生以下两方面的危害:1)软土地基的强度较低,稳定性也比较差,一旦路堤或者路面实际荷载超过软土地基的抗剪强度承受范围,软土地基就会发生部分或者整体剪切破坏,导致路堤出现塌方或者桥台被破坏的现象;2)软土地基的流变性明显。当路面或者外部荷载过大,软体地基就会因为承受巨大的压力而发生沉降变形,道路的使用就会受到影响。特别是发生的沉降不均匀或者面积过大时,道路就会因受到破坏发生开裂,导致整体地基失衡,失去稳定性,从而出现桥头跳车、路面沉陷等危害,影响到整个路段的使用。
3、常用软土地基处理技术
3.1 强夯法。强夯法指的是不停将重锤举到高处然后让它自由落下这样不断的夯击地基,用以帮助提高地基强度、降低压缩性的一种方法。强夯法一般用于处理那些碎石土、粉土、砂土以及素填土和杂填土等的地基,它不但能降低地基的压缩性也能提高它的强度,并且也能够帮助消除湿陷性,改善它抗振动和液化能力,因此经常被用于处理湿陷性的黄土地基和可液化的砂土地基等。强夯法对饱和度比较高的黏质土处理效果不明显,对淤泥质和淤泥地基等的处理效果就更不行了。所以在运用强夯法的时候,要取得良好的效果,需要结合软土物理力学方面的性质,运用综合加固的方法,但这种方法的花费相对比较高。
3.2 表层处理法。表层排水法是在路基填筑前,在地面开挖沟,以排除地表水,同时降低地基表层的含水量,确保施工机械能够运作于施工平台。为了使开挖水沟在施工中发挥盲沟作用,常用透水性良好的砂砾回填。
3.3 水泥攪拌桩法。水泥搅拌桩法指的是运用水化反应和水泥的水解以及黏土与水泥水化物之间碳酸化作用和化学反应,从而形成的相对强度较高的桩周软土和桩体共同形成的复合地基,用来起到强化路基稳定性和提升地基承载力以及缩小路基沉降的效果。目前的水泥搅拌桩包括喷粉法和喷浆法,它们都是使用深层搅拌机把固化剂和软土强行搅拌,当固化剂使用的是水泥泥浆的时候,称之为水泥浆搅拌桩法或者湿法,当使用的固化剂是水泥粉的时候,称之为粉体搅拌桩法或者干法。通常认为湿化水泥的剂量比较好控制,搅拌也更加的均匀,成桩的质量也更加的可靠,而干法喷粉的量相对的比较难于控制,搅拌的质量也就不易控制,成桩质量相对来说更差。湿法的成桩长度比起干法也更加的长,但是干法用的是粉体作的固化剂,不会再向地基中增添水分,反倒能够充分的吸收软土中的自由水,所以,对于加固之后的地基在初期的强度是比较高的,尤其是对含水量较高的软土加固的效果更加的明显,在国外也得到了广泛的应用。
3.4 置换法。置换法也称为置换技术,使用该种方法进行软土地基处理能够在一定程度上提高地基的耐用性,对延长公路的使用寿命以及方便养护等都是有好处的。这种施工方法通常情况下是应用在地表,而且厚度要相对较小的地区,一般要在2.5米以下时所进行的,这种方法实施起来比较简单。置换法的具体实现方式如下。首先,开挖法。开挖法适用范围是“小范围的厚度较小的软土”,在挖掘过程中,一定要挖出路拱,这样能够保证软土中的水分顺利排出,能够加快软土的固结速度,提高工程施工的效率。其次,填砂法。对于填砂法来说,控制的重点在于材料的选择和换填的厚度等。对于该方法来说,其最宜使用在常年积水的洼地地区,但是,软土地区的表层不能够存在硬壳。施工过程中要“从路基中心开始,按照等腰三角形向前对称抛填,使淤泥和软土向两侧挤出。”如果软土层的横坡角度大于1:10时,则需要从高向低处抛填,最后进行压实处理。
3.5 土工合成材料法。土工合成材料是指用一些人工合成的聚化物为原材料做出的各种各样的产品。这些人工合成的材料可以用来放在岩土或者其它一些工程结构的内部、表面和各种各样的结构层中间,具有防护、过滤、隔离、防渗以及排水和加筋等作用,发挥保护、加强岩土或者其它一些结构功能的新型岩土工程材料。比方说,在土里面放筋材,用筋材做抗拉构件,从而与土之间产生相互摩擦,防止它上下的土体以及土体侧向变形,这也就等同于是给土体施加一个侧向的压力增量,由此加强土体里面的强度以及土体的整体性,增强土体自身抗剪能力。
4、结语
总之,公路施工工程一直都在我国国民经济发展过程中起到了十分重要的作用,并且拥有十分重要的地位,保证公路施工质量要求我们必须要保证软土地基质量,当软土地基出现质量问题时就要求我们对其进行处理,要求我们首先要拟建一个软土地基处理方案,以提高工作效率。本文通过软土地基的特征分析进而深化到了在公路工程施工中软土地基对公路的危害和目的,最后重点探讨了公路工程施工中软土地基的处理常用措施,可为相关工作者提供参考。
参考文献
[1]史旦达,周健,贾敏才,等.考虑蠕变性状的港区软土地基参数反演和长期沉降预测[J].岩土力学,2009,(3).
[2]郭杰湖.浅谈公路软土地基处理技术与工程实践[J]. 民营科技. 2009(08)
[3]宋久斌,孙圆圆,李艳芳.关于浅表层软土地基的处理方法[J]. 内蒙古科技与经济,2009,(24)
[4]赵永星,毛艳敏,刘玉勤. 浅谈公路工程软土路基处理技术[J]. 科技致富向导. 2011(17)