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公路工程施工中路基加固处理的关键技术分析

2021-05-19杨磊

运输经理世界 2021年20期
关键词:土层压实路基

杨磊

(湖南联智科技股份有限公司,湖南 长沙 410000)

0 引言

在科学技术的带动下,公路工程的建设水平也在逐渐提升,路基是公路的基础,想要提高公路的承受力和稳定性,需要加强对路基的重视度,依照特定区域下的路基情况加以分析,采取有效的处理技术进一步加固。同时应将加固处理放在首位,根据工程实际情况及需求制定合理的方案,切实提高其稳定性以及承载力,从而保证公路工程能够顺利投入使用。

1 公路工程施工中路基加固处理概述

1.1 公路路基工程概况

我国公路工程有着地形复杂、地点分散的特点,因此施工建设中会受到多方因素影响,如处理不当则会为后续投入使用埋下安全隐患。为了应对工程建设过程中的各类外在因素,需要在施工规划过程中考虑所有突发风险,结合区域的实际情况提出具体施工建设方案,对路基进行加固处理,最终在规定时间内完成任务,不断提高工程建设的整体质量,切实发挥出公路工程的基础作用。

1.2 公路路基工程要点

1.2.1 统筹规划

公路路基工程要进行统筹规划,需要各项工作科学合理的分配,增强各部门之间的协调能力,促使施工进度符合原计划进度,最终在统筹全局的情况下提高经济效益与社会效益,确保其安全性与稳定性。

1.2.2 质量把关

路基是公路工程建设的基础,为了保证公路路基整体施工质量,要加强对公路路基工程中的施工技术与质量的控制管理,依据专业技能,采用先进的施工技术进行加固处理,防止整个工程出现塌陷、裂缝等质量问题。

1.2.3 人员控制

公路工程施工具有一定的难度,需要更专业的施工人员来进行操作,因此需要不断提升施工人员的综合素质水平,在建设前对公路的路基工程施工情况进行充分了解,确保项目可以按照标准要求顺利完工。

1.3 公路路基加固处理

公路工程路基加固处理需要预先确定当前区域的地质情况,通过勘察获取各项参数后对当前现状进行评估,最终制定出科学的施工方案,确保路基强度达到相关标准。公路路基的强度要求较高,为此加固中除需要避免病害问题外,还需要对此加大关注力度,合理应用施工材料,确保参数符合预期要求,且加固中要求所使用的标准值必须契合方案规划,如石头需从中间向两侧集中进行回填,颗粒直径应控在公路厚度的70%以下,避免因外在影响因素而降低施工质量。

2 公路工程施工中路基施工的影响因素

2.1 路基沉降影响

路基如施工不当会对道桥整体结构性能造成影响,导致欠压实区域周围产生板底脱空等病害,因此在实际施工中需等待沉降稳定后再进行下一阶段的施工。因此,应控制公路路基沉降速率,通常情况下需<10mm,如欠压实区域基层顶面、路基顶面动土压力偏大,最大值约为正常区域的2 倍及以上。

2.2 动土压力影响

动土压力的影响较大,如在加固处理前未能进行数据采集,在超载作用下可能出现病害问题,为此需要在施工中结合实际设定规划,从而有效提升结构的安全性和稳定性,确保工程建设的整体质量。同时,应要求压力在基层顶面不超过13.4kPa,防止周围脱空现象严重,避免比正常区域产生更大沉降。

2.3 面层应力影响

分析车辆动荷载作用下面层拉应力、拉应变与荷载的关系,了解不同位置所受应力状态,导致路基承载能力下降,最终对路的结构性能产生不良影响。欠压实区域的动应变最大值约为正常区域的2 倍,现场压实度不足区域水泥面板板底脱空现象比正常区域严重,在车辆荷载作用下可能产生较大应力[1]。

2.4 施工结构影响

路基通常会由不同强度、不同密度、不同硬度的土质所构成,自身的土壤强度和密度都相对比较小,在凝聚时呈现出不同的受力特点,施工过程中容易受到挤压和振动的影响而出现变形,在一定程度上就会导致公路工程出现路基结构不均匀的情况,最终在投入使用后出现破损,埋下较大的安全事故隐患。

3 公路工程施工中路基加固处理的关键技术分析

3.1 路基施工技术

3.1.1 混凝土技术

混凝土施工是公路工程施工的基础工作,在施工过程中需要保证整体强度,利用不同的施工技术对软土进行加固处理。在此基础上做好桩基和护壁的防水工作,对施工浇筑技术进行应用,保证全过程能够严格按照标准进行。

3.1.2 填料技术

路基的强度以及承载力与填入材料有着密切的关联,施工前需要明确填料的强度及粒径,为了能够让道路路基的挖取更加便利,尽量选择砂土、土石材料,适当加入混合粗粒料等稳定性较强的材料,提高路基的施工质量。

3.1.3 排水技术

水是影响路基稳定性的重要因素之一,在施工中需要对此进行控制,保证实践中的正确应用,提高整体施工质量,允许偏差值如表1 所示。

表1 项目、允许偏差

3.2 路基加固处理

3.2.1 更换土质技术

公路施工区域如涉及引水建设,则此范围内的土层可能存在软弱情况,为此可以采用更换土质施工技术,先将地基处一定范围内的土层挖除,随后通过填入高质量土层与原有土层牢固连结,弱化土壤在气候变化下的胀缩作用,以此构建出坚实的路基。在施工中还需要进行压实处理,以此降低土层结构环境变化,避免路基过度沉降,从而保证路基施工加固处理的效果[2]。

3.2.2 排水固结技术

排水固结技术在当前的公路加固处理中较为常见,有着施工效率高、操作方便等特点,原理是利用冷却液进行冻结实现加固,常用于软基深7~8m 或地下水位较低的土体中。施工中应预先调查好公路路基土层状态,挤出土层中的多余水分,把液态氮或二氧化碳膨润土注入土层当中,控制好预压荷载、预压时间等操作参数,以增强土壤的整体性,最终达到加固的效果。

3.2.3 碾压密实技术

碾压密实技术应用以机械操作为主,利用车辆的自身重量,将处于松散状态的土层压实,施工中可以有效避免人为影响,最终达到路基加固的目的。碾压密实技术能够强化路基土层的抗剪强度,适用于杂填土、碎石土层加固,应用中需要结合参数标准做好调试工作,注意做好机械设备的调试,并在行驶控制过程中,保持压实的均匀性,确定压实行驶次数,以此提高技术的应用效果。

3.2.4 注浆加固技术

注浆加固技术的组成部分较多,实际应用中应预先排除土壤颗粒之间的空气、水分,把控好注浆管长度,随后在软弱土层中注入配比好的浆液,从而实现路基加固。在应用中应注意先检查好注浆管的通畅性,根据实际情况合理选用相关设备,做好相应的质量保障措施,使路基能够具备更强的不透水性及化学稳定性,最终提高工程项目施工的整体效果。

3.2.5 抛石挤淤技术

在施工过程中对路基土壤厚度<3m 的区域进行加固时,可以选择抛石挤淤技术。施工中要求严格遵循既定顺序,逐次向两旁将淤泥从两侧挤出,岩层面出现比较明显的横向坡度时,适量向高度范围内进行抛填,在抛入的片石从水面中露出后则可以进行压实处理。同时,如果路基的下卧层较高,需要从高侧向低侧逐渐扩展,以此增加公路工程路基的稳定性。

4 公路工程施工中路基加固处理的要点

4.1 公路工程施工概况

某公路工程全长29.02km,实施长度为27.84km,项目采用沥青混凝土路面,基层级配碎石20cm,水泥稳定碎石总厚度36cm,路基挖方503.34 万m3,且该工程建设区域地质条件较差,施工部分路段存在一部分软土区域,塑性指数为I=34.9,因此进行了施工总体部署与规划,并以此为基础进行后续优化,最终顺利完成相关建设,保证了工程建设的安全性和稳定性[3]。

4.2 了解区域特性影响

该工程的节奏快、施工作业分散,如果前期准备不足则可能导致工程实际建设质量受到影响,造成路基承载能力下降,因此建设中需要了解区域特性,避免工期延误。施工中为提高整体质量,预先确定了软土地质路段的各类处理方式,结合实际情况选择了施工技术,将施工质量管理制度及措施不断完善,在建设前进行了充分的准备,避免出现质量管理与施工不匹配的现象。

4.3 工程建设整体规划

路基区域施工是工程项目中的重点内容,在相关方案实施中要求落实全过程质量控制,形成科学性的施工管理体系,从而达到工程建设的预期目标。同时,软土路基施工中包含多个部分,不同参建单位的内容存在差异,因此需要进行细致划分,由多个参建单位共同参与制定,做好加固处理技术的相关研究和应用,保证施工中加固手段能够切实发挥出实际效果,最终使工程建设未发生任何风险问题。

5 公路工程施工中路基加固处理的关键技术应用策略

5.1 基础准备工作

在加固处理中需要根据实际情况制定规划方案,明确各部门的责任范围,梳理工序和节点质量控制要求,严格按照制度标准进行施工作业,保证各环节施工作业能够有效开展。该工程要求先做好基础准备工作,在总体上了解施工建设区域的情况,通过数据明确设计方案,严格按照方案要求选择材料,在工程作业之前进行二次审核,保证工程建设的顺利推进。

5.2 路基开挖施工

5.2.1 路基开挖

该工程施工区域土壤中含有的天然水比例达到了22.1%,为此根据作业区域地基的实际情况,选择“机械+人工”的组合开挖方式,一次性开挖至设计要求的标高,按照横断面在全宽范围内进行开挖,遇到路堑则进行分段开挖,土方开挖使用专门的机械设备进行,钻孔施工工艺参数值如表2 所示。

5.2.2 路基处理

除存在地下水的区域外,其余路段区域的整体地质条件较好,首先,在路基处理中设置2% 的排水横坡,对于该区域要求在开挖后夯实至90%的压实度;其次,在混凝土层做出2%~4% 的横坡以便排水;最后,要求地基承载力>235kPa,确保底托受力均匀。

5.2.3 基底处理

《公路路基施工技术规范》(JTG/T 3610—2019)中对路基的要求进行了详细说明,要求存在差异性时需要进行挖除处理,该工程在建设中将厚度控制在300mm 范围内,尽可能将换填深度控制在1.0m 范围内,在建设过程中设置封闭性隔断层,在路床下面800mm 的位置,按照设计要求进行处理后填筑,避免加固中出现质量问题。

5.3 路基压实施工

地基是影响整个道路安全性和稳定性的关键因素,需要通过合理填筑加固保证建设的安全性和稳定性。施工前根据具体情况进行数值调整,降低的幅度大约是2%~5%。在施工中严格按照图纸进行铺设,要求加固层与下承层之间紧密贴合,随后按照平行的方向进行对称填筑。

5.4 路基施工质控措施

5.4.1 关注施工环境

施工人员首先要考虑施工位置、施工条件等因素,在选择施工机械设备和工具时则要结合路基现状,以实际需求为导向选择合适的施工设备。同时,为了避免市政道路出现严重的塌陷问题,施工人员在对路基采取施工技术时,按照公路工程的特性和用途,选择适当的路基加固处理方法。

5.4.2 加强技术管理

该工程为避免建设中发生风险问题,对技术应用能力进行分析,结合实际情况及时引进相关手段,在此基础上做好技术交底工作,使员工能够严格按照施工规范标准展开操作。施工单位需采用“三检”方式,并定期深入施工现场进行技术指导,确保质量符合标准后再开展下一项作业。

5.4.3 做好安全防护

安全防护作为路基加固施工工艺流程中的重要环节,要求预先确立安全领导小组,结合专门的安全员岗位,明确项目部半个月一次、班组每天一次的检查工作频率。同时,要求做好配套管线的安全管控,根据施工现场的具体情况,利用锚杆挂网方式加强对地基的防护效果,避免施工发生风险问题。

6 结语

在公路工程路基加固施工中,需要深入了解施工的基本特点,根据路基实际情况合理选用加固处理技术,增强施工技术、工艺的实施效果,在此基础上要求规范各项工艺流程操作,最终延长公路设施的使用寿命。

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