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公路路基路面设计中的软基处理问题与优化对策

2021-03-22李佳

工程建设与设计 2021年3期
关键词:软土粉煤灰摊铺

李佳

(中交第一公路勘察设计研究院有限公司,西安 710068)

1 引言

有别于其他施工地质,软土地基更为脆弱,普遍存在含水量大的问题,无论是承载能力还是抗剪强度都不够理想,是典型的流塑性地质。当淤泥受到持续性的冲刷后便会形成软土,在此基础上建设的建筑物无法得到有效的支持,严重影响了建筑物的安全性。受淤泥土质较差的影响,明显加大了土颗粒间的空隙,一旦外界压力处于较高水平,会引发土层沉降现象。

2 工程概述

从莞14标G匝道GK0+550~GK0+680段,为低填浅挖路基形式,原计划在路床80cm内采取换填碎石土措施,但实际施工表明,大量地下水已经超过了路床底,区域内路基出现了浸泡现象。为探寻地基承载力,采取了动力触探试验,结果表明该路基下方淤泥质深度普遍介于2~2.7m范围内,持续施工发现地下水深度已经达到2m。基于此,有必要改进设计方案,实现对软基的高效处理。关于现场施工情况如图1所示。

3 公路路基路面设计中软基处理问题

3.1 公路条件的影响

公路路基在设计中有一定的等级要求,在设计的过程中,设计人员应根据工程的需要选择合适的软土路基处理技术。项目施工过程中需要考虑铺面铺设与沉降方面的要求,并且在整个施工地区中完成自然沉降处理之后才能开始后续的建设施工。对于软土路基,在公路路基路面设计过程中应采取有效措施处理软土路基部分,以满足当前交通运行的需要,从而确保人们的出行安全。

图1 施工现场示意图

3.2 建设环境的影响

对大量的实践经验分析可以发现,公路路基结构稳定性容易受到很多外部因素的影响,所以在设计过程中,应科学合理地处理软土路基,也应该综合考虑周边环境因素[1]。当前影响比较严重的因素就是公路地下水的分布状态。工程设计人员在开始设计之前,应全面地分析当地地质条件和环境因素,最终确定合理的软土路基的处理方式。

3.3 建设地形的影响

在软土路基的处理过程中,设计人员应充分考虑施工所在地区的地形条件。就目前来讲,我国的内陆平原、盆地山间中的软土路基分布较多,这也就表示在公路路基结构设计中应考虑各个地区中的差异性。设计开始之前,设计人员应充分考虑当地的地形条件,消除复杂地形所产生的影响。要全面地提升路面结构性能以及施工效率,需要避免在地形复杂地区中进行施工,并且采取合理措施解决软土路基问题,实现公路性能的提升。

4 公路软土路基处理方法

4.1 合理设计路基路面

1)主要分析工程施工线路,若出现施工区域临近河床水系的情况,需合理调节线路走向,以免受到水体的影响;除此之外,综合考虑软土路基的含水量、厚度等相关工程指标,以此为基础确定合适的路面设计方案。

2)针对软土路基采取处理措施时,一方面要充分考虑软土路基的性质,合理设计垫层结构,在此作用下有效吸收软土结构中的水分,缓解积水对路基质量造成的不良影响,有效避免路面塌陷等工程问题[2]。除此之外,基于可行措施增强结构综合性能,使其具备优良的透水性与稳固性,避免因温度差异而引发热胀冷缩的问题,且要高度注重冻胀问题。

3)由于软土路基性质较为特殊,需合理设置排水通道装置,从根本上拦截地下水与地面水,将其引导至路基结构外,以免对路基结构的整体稳定性造成影响。

4.2 换填法

软土路基施工环境复杂,对施工技术提出了较高的要求,在实际处理工作中常应用到换填法,主要适用于软土深度小于3m的情况。在传统方式下,多数工程都利用机械设备展开清理作业,但对软土的处理效果相对有限,且辅以人工作业方式也难以达到工程要求,出现资源过度浪费的问题。针对高强度砂粒与黏性土,通过换填施工的方式更具可行性,有助于提升地区承载性能,但此方法的应用需建立在可靠换填深度等参数的基础上。纵观工程现状,部分设计单位以石头作为换填材料具有可行性,此方式在避免软弹现象的同时还大幅度提升了路基结构稳定性。

4.3 钢筋混凝桩加固

1)在公路项目设计过程中,软土地基加大了施工难度,需以工程实际需求为准合理确定钢筋混凝土桩体形式,提升与软土地基环境的适应性,起到加固效果,但各类桩体均要深入底层结构中。结束混凝土浇筑施工后,安排人员做好振捣作业,严格遵循设计方案,合理确定钢筋网结构形式。

2)工程摊铺施工分2次完成,在展开第二次摊铺作业之前,需准确测定首次施工含水率,在无误后方可施工作业。结束2次摊铺作业后,为工程适配20t胶轮压路机,本工程分2次碾压,施工中合理控制行进速度,遵循低速、缓慢的基本原则,确保整体质量。

3)基于本工程设计方案,设置了分层台阶,将其作为后续填筑的基础结构。除此之外,搭接长度需达到150cm以上,有效处理碾压接头,且要确保压实度满足工程要求。

4.4 压实施工

整个粉煤灰摊铺过程中,压实施工是末端环节,但对路基质量影响较大[3]。工程中选用粉煤灰摊铺料,其自重与体积均会加大流通速度,随之产生环境污染等问题,也会对工程正常施工造成阻碍。为解决上述问题,在结束摊铺路面的作业后应立即进行碾压作业。在本工程作业时,需经分层填筑施工且通过检验后再采取分层碾压措施。

4.5 养护

受阴雨天气的影响,粉煤灰的流动性将随之加大,要求工程技术人员必须深入分析实际情况,确定可行的排水设施。与此同时,上层材料施工进度适当放缓,技术人员针对现场交通运行量采取严格把控措施,确保施工质量。出于提升粉煤灰路基整体品质的目的,应辅以定期洒水操作,提升路面养护质量,此举也是提升材料适用性的关键。

4.6 施工要点

1)含水量是影响粉煤灰路基质量的关键指标,技术人员必须将其控制在合理范围内,日常工作中应加大监测频率,实时掌握工程状态。此外,粉煤灰路基工程中对松铺厚度也提出较高要求,即必须控制在40cm内,由此达到科学施工的效果。

2)由于粉煤灰体积与质量较为特殊,易与水发生持续性作用。基于此,工程人员需提升施工连续性,通过此途径加快工程施工效率,确保各环节施工质量。

3)粉煤灰路基填筑对施工效率提出较高要求,需在短时间内完成,因此,与施工有关的机械设备必须得到保障,在适配高性能设备的同时,合理调度施工人员,提升资源配置合理性,这也是改善施工效率,创造高品质工程的重要基础条件。

4)石灰作为路基处理过程中的重要原材料,在使用前需要保证其充分溶解,防止影响石灰的使用效果,除此之外,正确的操作步骤是保证施工能够顺利进行的前提。又由于石灰长时间暴露在空气中,容易出现变质等问题,从而影响整体施工质量,因此在使用石灰时,相关单位首先要加大对石灰保存的重视程度,只有保证石灰原材料的完好无损,才能进一步提升软土路基的施工质量。

5)为了使软土路基的建设质量与施工规范要求保持一致,相关施工单位要根据具体施工现状对施工方案进行不断调整,避免因为地基厚度设置不合理从而影响整体施工质量。因此,在路基施工过程中,首先,要根据施工标准确定合适的填筑厚度;其次,要对地基的含水量等进行严格控制。在施工完成后,要立即对路面平整度进行验收,如果发现存在缺陷,需要对路面进行二次压实,直至地基路面建设符合施工设计要求为止。

5 结语

综上所述,路基的质量尤为关键,它是衡量公路工程整体质量的重要指标。当前,在软土分布地区,为增强公路路基的施工质量,有必要采取可行措施对软土进行处理,较为常见的有回填与挤压技术,但在实际工程中要考虑工程环境等因素,确定合适的处理技术。

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