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公路路基軟基處理技術(shù)分析

2024-07-15 00:00:00曠鐵良
科技資訊 2024年9期

摘要:主要對(duì)公路路基軟基處理施工難點(diǎn)進(jìn)行分析。由于受到自然環(huán)境、外部荷載等因素影響,容易出現(xiàn)路基結(jié)構(gòu)變形、路面沉降等問(wèn)題,對(duì)此提出排水固結(jié)法、水泥攪拌樁軟基處理技術(shù)以及分層置換法、強(qiáng)夯法等軟基處理技術(shù)的具體運(yùn)用,減少軟基對(duì)公路路基施工質(zhì)量影響,強(qiáng)化公路路基軟基處理效果,進(jìn)一步提高工程項(xiàng)目建設(shè)水平。

關(guān)鍵詞:公路工程軟土路基技術(shù)要點(diǎn)施工質(zhì)量

中圖分類(lèi)號(hào):U45

AnalysisofSoftFoundationTreatmentTechnologyforHighwayRoadbeds

KUANGTieliang

HengyangNanyueRuralandUrbanConstructionInvestmentandDevelopmentCo.,Ltd.,Hengyang,HunanProvince,421900China

Abstract:Thisarticlemainlyanalyzesthedifficultiesintheconstructionofthesoftfoundationtreatmentofhighwayroadbeds.Duetotheinfluenceofthenaturalenvironment,externalloadsandotherfactors,itispronetoproblemssuchasthedeformationofroadbedstructuresandroadsettlement.Inordertosolvetheseproblems,thespecificapplicationofsoftfoundationtreatmenttechnologiessuchasthedrainageconsolidationmethod,thecementmixingpile,thelayerreplacementmethodandthedynamicconsolidationmethodisproposed,soastoreducetheimpactofsoftfoundationsontheconstructionqualityofhighwayroadbeds,strengthentheeffectofthesoftfoundationtreatmentofhighwayroadbedsandfurtherimprovetheconstructionlevelofengineeringprojects.

KeyWords:Highwayengineering;Softsoilsubgrade;Maintechnicalpoint;Constructionquality

軟土路基具有含水率高、強(qiáng)度低、透水性差等特點(diǎn),極易導(dǎo)致地基結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形、坍塌等問(wèn)題,加大了公路工程施工難度。因此,為保證工程質(zhì)量,需要結(jié)合實(shí)際情況,再根據(jù)軟基處理要求以及處理后應(yīng)達(dá)到的效果,科學(xué)合理制訂施工方案,并選擇合適的軟基處理技術(shù),以滿(mǎn)足公路路基軟基處理施工要求,減少軟土路基對(duì)整個(gè)公路工程施工質(zhì)量的不利影響。

1公路路基軟基處理施工難點(diǎn)分析

1.1壓實(shí)度不足

從現(xiàn)階段公路工程施工情況來(lái)看,因軟土層的特殊性,使軟土層上部地基的承載力較低,受到外力影響時(shí),易發(fā)生構(gòu)變形等問(wèn)題;內(nèi)部土粒間較大空隙,促使軟基處理施工中經(jīng)常出現(xiàn)壓實(shí)不到位等情況,導(dǎo)致壓實(shí)度不符合要求,降低整體穩(wěn)定性[1]。

1.2路面沉降

與普通路基不同的是,軟土路基由于內(nèi)部空間大,且土壤含水率較高,致使后期路基壓實(shí)處理難度大,極易引發(fā)路面不均勻沉降問(wèn)題,降低公路路基軟基處理效果,進(jìn)而影響工程質(zhì)量。再加上地下水長(zhǎng)時(shí)間沖擊浸泡軟土區(qū),該部分地基受到?jīng)_擊作用影響,其強(qiáng)度不斷下降,導(dǎo)致路面下沉現(xiàn)象愈加嚴(yán)重。

1.3路面易損毀

松散程度高、孔隙率大等是軟土路基明顯的基本特征,致使路基強(qiáng)度均存在不足,對(duì)整個(gè)公路工程質(zhì)量有著極大的影響,軟基處理成為現(xiàn)階段公路路基施工中需要重視的問(wèn)題。目前公路路面設(shè)計(jì)中較為常用瀝青混合料等材料,該類(lèi)材料極易受到溫度、外部壓力等因素影響,再加上軟土路基結(jié)構(gòu)松散程度較高,隨著時(shí)間推移而不斷出現(xiàn)路面網(wǎng)裂、龜裂、路基坍塌等問(wèn)題,路面損毀越嚴(yán)重,發(fā)生交通安全事故的概率越高。因此,必須結(jié)合實(shí)際情況,選擇合適的軟基處理技術(shù),以減少軟土路基對(duì)公路工程施工質(zhì)量的負(fù)面影響。

2公路路基軟基處理技術(shù)要點(diǎn)

2.1排水固結(jié)法

在公路工程施工中,部分施工區(qū)域可能存在有機(jī)質(zhì)黏土或飽和黏土類(lèi)型的軟基,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況,以及預(yù)壓荷載類(lèi)型,選擇合適的排水固結(jié)法,其中直接預(yù)壓法、墊層預(yù)壓法、滲溝預(yù)壓法以及豎向排水體預(yù)壓法等。例如:當(dāng)公路工程中存在路基存在軟土層相對(duì)較薄,且軟土層與砂礫層相互交叉的情況時(shí),即可選用直接預(yù)壓法,并按照規(guī)范要求合理設(shè)置水平及豎向排水體,以便更好地發(fā)揮排水固結(jié)法的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)運(yùn)用該項(xiàng)路基軟基處理技術(shù),可以加快軟基固結(jié)速度,將多余水分從軟基內(nèi)有效排除,以提高土體的整體強(qiáng)度,相較于傳統(tǒng)軟基處理技術(shù),前者具有操作簡(jiǎn)單、成本低以及施工靈活等優(yōu)點(diǎn),有利于提升公路路基堅(jiān)固度與耐壓性[2]。預(yù)壓荷載適用條件參考表1。

排水固結(jié)法運(yùn)用要點(diǎn)如下:(1)設(shè)計(jì)水體排水層時(shí),要充分考慮排水層材料、構(gòu)造、厚度等因素;結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,選用粗砂、碎石等材料在規(guī)定范圍內(nèi)設(shè)置排水墊層,且碎石粒徑<2cm。其中砂墊層厚度控制在0.4~0.6m范圍內(nèi),若施工過(guò)程中出現(xiàn)砂石材料緊缺問(wèn)題時(shí),可以選擇排水管、排水墊等材料組成水平排水層,設(shè)置合理的排水橫坡,并做好相應(yīng)固定措施,防止水平排水層移位。排水墊層設(shè)計(jì)寬度對(duì)后期排水順暢性有著直接影響,沉降、路基碾壓加寬等均會(huì)導(dǎo)致排水墊層被掩埋,因此,必須保證排水墊層設(shè)計(jì)寬度符合公路路基軟基處理技術(shù)規(guī)范。

(2)豎向排水體則是要根據(jù)排水體類(lèi)型、截面尺寸、排列方式、處理范圍及深度等進(jìn)行設(shè)計(jì),按照排水墊層寬度設(shè)置豎向排水板,可以結(jié)合具體施工要求,確定豎向排水體制作材料,如塑料排水板、袋裝砂井等,若處理深度>15m時(shí),適宜選用塑料排水板。進(jìn)入排水墊層中的排水板或袋裝砂井其長(zhǎng)度均不得>0.3m。施工效率不高,且需要投入大量人力是袋裝砂井工藝在軟基處理施工中運(yùn)用時(shí)的顯著缺陷,但具有較強(qiáng)的硬土層穿透能力,可以結(jié)合實(shí)際情況,再?zèng)Q定是否運(yùn)用該項(xiàng)施工技術(shù)。

以塑料排水板施工為例,施工前,先檢查套管內(nèi)是否存在雜物,將其清理干凈后,再按照技術(shù)規(guī)范要求,將塑料排水管以彎折形態(tài)在砂墊層中埋設(shè),預(yù)留長(zhǎng)度>500mm,待該工序施工結(jié)束后,應(yīng)開(kāi)展質(zhì)量驗(yàn)收工作,避免因塑料排水板施工質(zhì)量不符合規(guī)定而影響處理效果。塑料排水板施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)參考表2。

(3)在真空預(yù)壓或真空堆載聯(lián)合預(yù)壓施工中,應(yīng)選用抗老化性能好、韌性佳且不透氣的密封膜材料,連接密封膜時(shí),其搭接寬度不得小于15mm,按照規(guī)范要求將密封膜周邊埋入密封溝內(nèi)。通常情況下,開(kāi)展真空堆載聯(lián)合預(yù)壓施工作業(yè)時(shí),應(yīng)遵循先抽真空再堆載的操作原則,待真空壓力符合設(shè)計(jì)要求且趨于穩(wěn)定后,施工人員即可一邊堆載一邊抽氣。預(yù)壓期間,做好預(yù)壓參數(shù)監(jiān)測(cè),如孔隙水壓力、表面沉降、水平位移等,其中表面沉降監(jiān)測(cè)頻次為每2d測(cè)量一次。待多次地面沉降測(cè)量均小于小于0.5mm/d,且路基固結(jié)度符合設(shè)計(jì)要求的80%,即可暫停抽真空作業(yè)[3]。

2.2水泥攪拌樁軟基處理技術(shù)

水泥攪拌樁軟基處理技術(shù)是現(xiàn)階段公路工程建設(shè)中較為常用的施工技術(shù)之一,該項(xiàng)軟基處理技術(shù)合理運(yùn)用,有利于增強(qiáng)路基整體堅(jiān)固程度。在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中,利用水泥材料的特殊性,將其作為固化劑使用,并借助專(zhuān)用機(jī)械將水泥與施工區(qū)域的軟土進(jìn)行攪拌,攪拌期間二者所產(chǎn)生的化學(xué)或物理反應(yīng)能夠加快軟土硬結(jié),有效提高軟基處理效果同時(shí),又能使公路路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度顯著提升。水泥攪拌樁軟基處理技術(shù)要點(diǎn)如下。

(1)以樁位設(shè)計(jì)圖紙為依據(jù),規(guī)范開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放線(xiàn)工作,每確定一個(gè)樁位時(shí)均要明確標(biāo)記,測(cè)量誤差不得超過(guò)5cm,需要按照放樣點(diǎn)精準(zhǔn)定位鉆機(jī)位置,且鉆頭必須與樁位中心保持對(duì)正。待鉆機(jī)放置結(jié)束后,對(duì)其底盤(pán)進(jìn)行調(diào)整,避免后續(xù)施工中出現(xiàn)樁機(jī)主軸傾斜度過(guò)大問(wèn)題。

(2)根據(jù)公路路基軟基處理施工區(qū)域的地質(zhì)情況,選擇具有代表性的土層位置開(kāi)展水泥強(qiáng)度試驗(yàn),獲取軟土層含水量、物理性質(zhì)及有機(jī)質(zhì)含量等相關(guān)數(shù)據(jù),為后續(xù)合理設(shè)計(jì)水泥土配合比提供參考依據(jù)。結(jié)合水泥強(qiáng)度試驗(yàn)報(bào)告,確定水泥材料摻量,最大不超過(guò)15%。

(3)在開(kāi)展路基軟基處理前,以試樁方式獲取鉆進(jìn)速度、提升速度等施工參數(shù),確保水泥攪拌樁軟基處理施工規(guī)范性,保證軟基處理效果。

(4)開(kāi)鉆施工前,提前做好管道清洗工作,避免后續(xù)施工中因管道堵塞而引發(fā)噴漿問(wèn)題,同時(shí)確認(rèn)施工區(qū)域排水情況,待多余水排出后方可施工作業(yè)。由于鉆進(jìn)施工過(guò)程中,極易因鉆進(jìn)速度與提升速度未控制到位而導(dǎo)致斷層、縮徑等情況出現(xiàn);因此,施工人員需要結(jié)合試樁工序所獲取的各項(xiàng)參數(shù)精準(zhǔn)把控鉆進(jìn)速度與提升速度,再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況嚴(yán)格控制噴漿與停漿時(shí)間。不得中斷噴漿作業(yè),以保證作業(yè)連續(xù)性。

2.3分層置換軟基處理技術(shù)

施工區(qū)域的地基承載力、變形結(jié)構(gòu)與公路工程建設(shè)要求不符合,即可選用分層置換軟基處理技術(shù),在實(shí)際施工中,結(jié)合勘察報(bào)告,確定軟土層所在位置,再將其全部挖除,同時(shí)要明確開(kāi)挖界限,避免出現(xiàn)軟土層開(kāi)挖超出界限的情況。選擇具有穩(wěn)定性高、透水性強(qiáng)、抗侵蝕性能好的材料,將其置換于開(kāi)挖后的軟土層位置,并在換填工序結(jié)束后,及時(shí)開(kāi)展公路路基強(qiáng)度檢測(cè),確認(rèn)軟土層換填后的密實(shí)度、強(qiáng)度是否達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn),以保證分層置換軟基處理施工質(zhì)量[4]。

2.4強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法是公路路基軟基處理施工中應(yīng)用頻率較高的技術(shù)之一,具有施工效率高、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。其原理是在一定高度條件下,使重物呈自由落下?tīng)顟B(tài)反復(fù)多次打擊地基,以達(dá)到提升密實(shí)度目的,增強(qiáng)承載力。以強(qiáng)夯法處理軟基的技術(shù)要點(diǎn)如下。

(1)結(jié)合地質(zhì)勘查資料以及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖紙等,并明確公路路基軟基處理范圍以及處理后要求達(dá)到的效果,在此基礎(chǔ)上制訂強(qiáng)夯路基處理方案,確保強(qiáng)夯路基處理效果達(dá)到處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

(2)以強(qiáng)夯法處理軟基前,施工人員應(yīng)按照規(guī)范要求開(kāi)展強(qiáng)夯試驗(yàn),以檢驗(yàn)所制訂的強(qiáng)夯路基處理方案的效果,同時(shí)又能獲取最佳強(qiáng)夯施工參數(shù);其中夯點(diǎn)間距則是根據(jù)夯錘錘徑確定,且夯擊能級(jí)不同,夯點(diǎn)間距值也各不相同。為后續(xù)調(diào)整與完善強(qiáng)夯路基處理方案提供參考依據(jù),從源頭上把控強(qiáng)夯路基處理施工質(zhì)量。根據(jù)公路工程規(guī)模、場(chǎng)地復(fù)雜程度以及施工工藝等因素,確定試驗(yàn)區(qū)數(shù)量,試驗(yàn)面積不得小于20m20m;以初期設(shè)計(jì)的強(qiáng)夯參數(shù)為依據(jù),制訂強(qiáng)夯試驗(yàn)方案,待現(xiàn)場(chǎng)試夯工序結(jié)束后,且達(dá)到規(guī)定要求時(shí)間,即可檢測(cè)試夯場(chǎng)地,對(duì)比強(qiáng)夯試驗(yàn)前后的各項(xiàng)數(shù)據(jù),確認(rèn)強(qiáng)夯效果是否與規(guī)定要求相符合,并將各項(xiàng)強(qiáng)夯參數(shù)詳細(xì)記錄[5]。

(3)結(jié)合地基土類(lèi)型、軟基處理要求等,選擇合適的強(qiáng)夯法施工方式,如點(diǎn)夯、復(fù)夯以及滿(mǎn)夯等,同時(shí)也可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況,采用各項(xiàng)工藝組合施工法,以保證強(qiáng)夯處理效果。施工人員必須按照現(xiàn)場(chǎng)試夯工序中獲取的夯擊次數(shù)及夯沉量明確夯點(diǎn)對(duì)應(yīng)的夯擊次數(shù),避免夯擊次數(shù)過(guò)多或太少而影響公路路基軟基處理效果。若想提升軟基強(qiáng)夯處理后的壓實(shí)度,可在滿(mǎn)夯工序結(jié)束后,再補(bǔ)充進(jìn)行一次機(jī)械碾壓。軟土地基承載力特征值參考表3。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述,路基軟基處理是公路工程施工過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),選擇合適的軟基處理技術(shù),不僅可以提升路基整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性,又可減少路基病害發(fā)生。在實(shí)際施工中,需要結(jié)合公路工程項(xiàng)目規(guī)模、軟基處理要求以及地質(zhì)情況等方面內(nèi)容,詳細(xì)制訂軟基處理方案,明確軟基處理技術(shù)要點(diǎn)及施工流程,嚴(yán)格按照規(guī)范要求開(kāi)展各環(huán)節(jié)施工作業(yè),以保證軟基處理施工質(zhì)量,避免因軟基處理不到位而需要二次返工,進(jìn)一步提高公路工程建設(shè)水平。

參考文獻(xiàn)

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