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公路工程中的软基处理技术研究

2021-04-12杨维东

运输经理世界 2021年8期
关键词:管桩垫层含水量

杨维东

(兰州公路应急保障与路网监测中心,甘肃 兰州730030)

0 引言

当代我国交通基础设施已经基本处于完善的状态,但是有关于不同类型的路基处理仍然需要进一步发展,因为我国具有地域辽阔的特点,所以公路工程土质类型较为复杂,可应用的处置方式也各不相同。为了切实提升公路路基的施工质量,并延长其使用寿命,有必要针对不同的路基类型采用合适的处理方式。在通常情况下,冻胀土路基、盐渍土路基以及软基等均属于较为常见的特殊路基,其中软基还包括松散砂、有机质土以及松软土,能够在一定程度上导致承载力不足的情况出现,所以有必要针对其进行合理处理。

1 软基的概念和特点

软土地基也就是在工程中强度低且压缩性高的软弱土层,于该部位修建公路,易导致沉降变形情况出现,进而导致公路的使用受到影响,同时也不利于相关地区的经济发展。整体上来看,软基位置具有透水性差、塑性指数高、强度低、含水量高等特点,所以不能直接作为地基,而是需要进行相应的处理,之后方可正常开展公路工程的施工。

2 软基的形成

2.1 地表水过量

地表水导致路基稳定性受到影响,所以需要针对地表水进行严格整治,避免路基长时间处于被浸泡的状态下整体结构发生变化,进而使承载力下降,并引起不均匀沉降以及路面早期破坏等不良情况。

2.2 地下水过量

地下水过量能够加速软基的形成,并且,如果地下水位过高,能够引起路基翻浆破坏情况,且冬季气温下降时,还可出现冻融情况,导致路基稳定性受到严重影响。

2.3 孔隙比过大

在正常情况下,黏土最大化孔隙比应为1.5,如果其孔隙比在1.5以上,软基承载力则能够出现大幅度的下降,软基稳定性也就能够因此受到严重影响。

2.4 碾压作业

在开展公路工程施工工作的过程中,需要针对路基进行压实处理,以提升路基的强度以及承载能力,但是对于软基来说,因为其中含水量过大,碾压时易导致地下水位提升,并进一步加剧软基发展[1]。

3 软基不足之处

3.1 承载力较弱

软基自身具有较大的含水量,所以土体压缩量相对较大,在承受荷载时,被压缩的可能性就较大,也就更容易形成大幅度的沉降。并且,外界压力可能导致软土地基受到整体影响,由此,软土承载能力偏弱属于软基中最为显著的一个特点。

3.2 沉降量较大

软基自身的松散程度与其中的含水量具有密切关联性,含水量越大,松散程度就越高,也就更易发生沉降。施工过程中产生的压力能够导致软基部分出现显著的沉降情况,针对此情况进行处理时,若方法不得当,还能够引起不规则沉降现象,并导致后续施工受到严重影响,甚至有可能引起路面的倾斜及塌方。

3.3 压缩性大

软土具有孔隙大、松散程度高的特点,所以可针对其进行较大程度的压缩,在开展施工工作的过程中,需要合理处理软土地基,避免导致边坡失稳、边坡错位以及路基塌方等不良情况出现,进而导致施工过程中的安全性以及整体施工质量受到影响。

4 软基施工注意事项

第一,需要对公路等级进行充分考虑,如果公路等级相对较高,应注意对处理技术进行细致选择;第二,应对土质条件进行充分考虑,若土质为黏性,则应主要应用压实法,该方法可以避免地基整体情况受到影响;第三,应对周边环境进行充分考虑,因为在通常情况下,公路工程的施工能够在一定程度上导致周边环境受到不良影响,所以应根据周边具体情况,对于软基处理技术进行合理选择[2]。

5 软基处理技术

5.1 表层排水方式

该处理方式适合在土质良好且含水量过大的软基中进行应用,在针对软基部位进行填土前,应首先开挖沟槽,将地表水排空,同时起到降低地基表层含水量的作用,且为了提升沟槽在施工过程的使用效果,使其呈现出盲沟的作用,在回填时,应主要选择具有良好透水性的碎石或是砂砾。

5.2 砂垫层法

如果软土层厚度小且含水量大,需要在其上铺设砂垫层,砂垫层厚度应根据实际情况控制在0.5~1.2m,以促使软土层得到固结,由此,砂垫层不仅可以在上部起到排水作用,也可在填土层的部分起到地下排水的作用,有利于促使填土部分的含水量降低。并且,如果地下水量较大,同时填土面积较大,排水过程不便捷,则可在其中设置盲沟,且应尽量控制排水距离的长度。如果仅采用山砂作为砂垫层,排水效果难以得到提升,而如果将粉土作为砂垫层,因为其不具有良好的透水性,所以一旦其受到土壤覆盖,将有可能出现排水效果受阻的情况,所以针对砂垫层端部,有必要进行妥善处理[3]。

5.3 添加剂法

如果软基表层土质为黏性土,则应在其中适量加入添加剂,使地基强度特性以及压缩性能得到改善,从而能够为施工过程中各项机械的正常应用提供保障,同时也有利于促使填土固结效果得到提升。一般来说,添加材料可以包括水泥、熟石灰以及生石灰,因为需要针对此类型的添加材料进行搅拌,所以其不仅有利于控制土壤中的含水量,使团粒效果更加显著,还能够促使黏土成分发生化学变化,从而提升其中的固结效果,并使土体更加稳定。

6 公路工程中软基处理技术的应用

6.1 水泥搅拌桩中的应用

6.1.1 加固原理

作为一种应用频率较高的地基加固措施,水泥搅拌桩的加固原理为,通过应用水泥水化机理,以水泥为固化剂,再借助搅拌机械,针对固化剂以及软土进行强制性的搅拌,使二者之间能够生成物理反应及化学反应,促使软土发生硬结,提升其中的水稳性、整体性以及强度,也就可以提升其中的地基强度。

6.1.2 施工流程

对水泥搅拌桩进行应用,其施工流程主要如下:测量定位;桩基就位;首次下沉;制备水泥浆;提升桩顶标高;二次下沉,并进行喷浆;移动桩基开展下一根水泥搅拌桩的施工工作。施工过程中涉及的参数主要包括以下:水泥材料的掺量应控制在15%;应将水灰比控制在0.45~0.55;将施工速度控制在每分钟15cm左右。

6.1.3 注意事项

第一,在搅拌桩成桩的过程中,应保障其中的连续性和均匀性,不可出现断层或是缩径情况,且严格禁止喷浆时出现断浆情况,若有断浆情况出现,则应重新开始施工,并且对于搅拌桩自身来说,桩位偏差应在50mm以内,垂直偏差应在“桩长/200mm”以内,且成桩之后,桩长以及直径均不可在设计值以下;第二,在针对水泥搅拌桩进行施工之前,必须首先明确地上部分以及浅层地下部分是否存在障碍物,若存在,应及时进行清除,并于该位置回填适量黏性土,之后进行压实处理,坚决禁止使用生活垃圾或杂填土作为回填物料;第三,因为施工过程中需要对周边道路、建筑物以及管线进行保护,以保障其能够持续处于正常且安全的状态,所以必须对施工速度进行严格控制。

6.2 预应力管桩中的应用

6.2.1 施工流程

第一,应将任何可能导致施工过程受到影响的土层及垃圾进行彻底清除,全面清扫施工现场,保障软土地层处于完全平整的状态,同时要求桩机就位;第二,通过静力压入法将管桩第一节压入软土层之中,将第二节吊起置于第一节上方,使二者重合,并在竖向处于直线状态;第三,对管桩的第一节和第二节进行焊接处理,保证垂直度良好,确认第二节桩无不良情况,即可将其压入地下;第四,重复进行打桩操作,直至预应力管桩与相关要求相符合,之后即可开展下一根预应力管桩的施工工作。

6.2.2 注意事项

第一,接桩工序,一般情况下,应使用端板焊接法完成接桩工作,需要首先清理管桩焊接部位的污渍或是锈迹,将管桩接口位置对齐,并保持其处于横平竖直的状态,以避免其中出现弯曲或错位情况,如果管桩接口位置存在缝隙,则应使用相应厚度的铁片对缝隙位置进行弥补,并与管桩共同进行焊接,并且,为了避免出现节点弯曲等不良情况,应采用分层对称式的焊接方式;第二,截桩工序,如果管桩已经完全贯穿软土层,之后在外部仍有剩余,则应针对剩余部分进行截桩处理,并且应一边使用切割机进行切割,一边针对切割部位进行浇水,以避免温度过高导致管桩受到损坏,并且切割过程中,必须完全应用机械,并保持切割速度的均匀,以提升施工质量。

7 结语

公路为当代主要的交通运输方式之一,在施工过程中,必须对其中的安全性及实用性进行充分考虑。为了避免在公路投入到应用之后出现难以估量的损失,在开展设计工作以及施工工作的过程中,应针对各方面不良情况进行合理处理,特别是对于软基情况来说,其处于一种较为常见并能够对公路工程质量产生重要影响的情况,需要对相应的处理技术进行合理应用,以保障公路工程施工质量的提升以及使用寿命的延长。

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