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公路工程软土路基施工技术要点,都讲明白了

一、软土地基的特性

1.1 各向异性

对于土层的形成,其主要是通过多年的沉淀,为此,在软土结构具有着较为明显的分层。从地质学的角度而言,每一层的沉淀软土结构代表一个年代的地质条件,并且在同一层的土质结构是一致的。因此,在软土结构中,每一层结构在横向上具有相同的性质特征,每一层软土结构在纵向上具有不同的性质特征,简称为各向异性。

1.2 抗剪强度低

软土土质听其名就知道较为松软,在抗剪应力的作用下,极易出现形变或者下陷。由于其抵抗剪强度低,导致这种土质的地基难以承受较大的压力。一旦在这种软土地基上进行道路施工,没有处理好软土地基,将会导致日后的投入使用中,出现裂缝等情况。

1.3 塑形体积应变

一般情况下,软土结构内部并不是十分密实的,具有较大的空隙,一旦在施加作用力在软土各个方向上,将会导致软土颗粒出现移动现象,使得颗粒位置重新调整,不断缩小空隙,使得软土结构内部更为紧密,密度增加。为此,在道路施工当中,对于软土地基工程的施工就需要进行压缩处理,使得软土颗粒之间的空隙减少,从而有效增加荷载力。

 

二、过程中存在的主要问题  

2.1 软土路基的承载力比较弱,对高强度的压力难以承受

由于软土路基本身就存在着一些缺陷和不足,加上软土路基本身的承载能力也很弱,对于高强度的压力往往是很难承受的。也正是因为其不能承受高强度的压力,最终使得软土路基的整体施工质量受到了严重的破坏,对于公路工程的施工来说也是百害无一利的。

2.2 过大的软土路基沉降量,容易造成路基的开裂问题

对于软土路基来说,最重要的一个特点就是其沉降量太大。由于软土路基本身的土层空隙是比较大的,使得其在实际的公路工程的施工过程中,常常会出现路基沉降问题。除此之外,由于土壤的土层空隙不够均匀,使得路基常常会出现不均匀的沉降问题。最终,不但使得公路工程的预期效果无法实现,同时还会造成大量的资源浪费问题。这对于我国公路工程的建设无疑是一个重大的挑战。

2.3 软土路基含水量过高,施工难度较大

由于软土路基本身有着较高的含水量,使得地下承压水会对基础公路工程施工造成一定的影响,地下水的浮力会破坏地基。正是因为软土路基天然的一些特性,使得其很大程度上会影响公路工程的施工。因此,要求在公路工程的建设过程中,需要从软土路基的实际情况出发,对其加以技术性的处理。

 

三、公路工程软土路基施工技术  

3.1 表层处理技术

 (1)敷垫是指可以借助一些材料,比如土工布和土工格栅等作为敷垫材料,在软土分布不够均匀、软土变位的地方进行敷垫。这样可以大大增加软土的抗拉能力和抗剪能力,有效地使路基的稳定性得到提高;

(2)借助加强层,即加固层。增设加强层可以对软土路基的表面土层的土壤条件进行改善、将浅层的水排除,使得软土层可以在路堤中立的作用下,加速沉降发展,缩短固结的时间,尽早达到稳定状态;

(3)表层排水适用于土层含水量较大时,并且当土质较为优良时的效果最好。挖好排水沟之后,使用砂石作为基底座,保证水沟的透水性和稳定性都达到一个较好的状态。

 

 

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3.2 垂直排水固结法

垂直于土层的垂直排水方法可以有效地强化软土路基抗剪强度。在使用这项技术的同时,可以地基的排水固结特点为基本,对软土路基的负荷能力进行测试,在很大程度上可以有效提高路基的强度。这项技术主要适用于比较饱和的黏性软土路基且含水量较少,借助于排水装置,可以快速地将土层中的水排出去,使稳定性提升,固结的速度也能得到大大提升,最终实现路基的稳定性。

 

 

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3.3 夯实挤密法

软土路基的密度小,强度小,可以使用坚固、耐用且抗腐蚀性较好的材料填充在软土层中,使整体的密度变大,从而增加软土地基的强度。一般这种方法适用于粘性土、湿陷黄土等土壤类型。填充过程中使用设备冲击、振动、钻孔,然后使用石灰土或者粉土分层压实。挤密法可以使用的原材料很多,且普遍具有材料易获得、价格低廉等优点。比如使用根据一定比例混合的石灰块、煤渣、炉灰、火山灰、土块等混搅在一起,再进行分层的填充和压实。

粒料桩法:采用振冲置换法或振动沉管法成桩,桩体材料可选用中、粗砂、碎石等。粒料桩可提高地基承载力,挤密周围软土,适用于处理十字板抗剪强度不小于15kPa的软土地基。

 

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加固土桩法:包括粉喷桩、浆喷桩等,通过将水泥、石灰等固化剂与软土混合,形成具有一定强度的加固土桩,提高地基稳定性。施工前需进行成桩试验,确定施工参数。

 

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强夯法:适用于碎石土、低饱和度的粉土与黏土、杂填土和软土等地基。通过重锤自由下落产生的冲击能,使土体压实,提高地基承载力和减少沉降。施工前需进行试夯,确定最佳夯击能、间歇时间等参数,强夯处理范围应超出路堤坡脚3m以上。

3.4 预压与堆载预压技术

第一,针对黏性强的软土路基要制定详细的施工计划,包括施工技术、荷载定额的设计等,尽量减少施工对土质产生的破坏;第二,软土路基施工观测应贯穿全过程,首先初期阶段,每层观测一次,当软土填充到设计高度时,必须保持每天观测一次直到标高结束;其次在进行堆载预压时,要制定出一个时间适宜的观测周期(例如4d 为一个周期),直到预压作业期满;第三,加荷速率是预压技术的关键所在,通常控制在0.1m/d 为宜,有利于降低由堆载过高而产生的局部破坏;第四,堆载预压时,其顶部面积一定要大于底部面积,且底部面积要适当加大。

 

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真空预压示意图

 

3.5. 换填法

浅层置换:将软土层挖除,换填砂砾、碎石等水稳性和透水性好的材料,分层填筑并压实。适用于软土埋深较浅(一般不大于3m)的路段,换填深度需根据设计要求确定。

抛石挤淤:在软土地层平坦且横坡缓于1:10时,沿路线中线向前成等腰三角形抛填不易风化的片石,将淤泥挤向两侧;横坡陡于1:10时,自高侧向低侧渐次抛填,并在低侧边部多抛投形成不小于2m宽的平台,抛石高出水面后需用重型机具碾压密实。

 

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3.6原位固化法

淤泥软土原位固化技术,顾名思义,就是将原有的淤泥地在现场直接进行固化处理,无需挖走转运。这一技术的核心在于利用特殊配比的固化剂,通过专业的施工设备将其均匀喷洒并深入搅拌到淤泥中,使淤泥的性质发生改变,从而达到固化的目的,特别适用于处理大规模、难以挖泥地。

 

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4.施工注意事项

施工前准备:详细勘察软土地基的地质条件、含水率、抗剪强度等参数,制定合理的施工方案。施工前需完善排水设施,确保施工期间地基不受积水影响。

施工过程控制:严格控制填筑速率,避免因填土过快导致地基失稳或沉降过大。施工期间需进行沉降和稳定观测,根据观测数据调整施工参数。

质量检测:施工完成后,需对地基处理效果进行检测,包括地基承载力、沉降量、桩身完整性等指标,确保工程质量符合设计要求。

以上技术需根据具体工程地质条件、工期、成本等因素综合选择,施工过程中需严格遵循相关规范和标准,确保公路软土路基的稳定性和耐久性。

 

文章来源:艺铭学社,如有侵权,请联系我们。

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