公路施工中软土路基的施工技术处理分析

2022-03-01 07:21刘林平
运输经理世界 2022年32期
关键词:软土路段路基

刘林平

(江西抚州市公路事业发展中心,江西抚州 344000)

0 引言

由于软土路基地段进行公路工程施工难度大、人力物力成本高,公路建成后使用寿命与健康程度也难以保障,容易对相关路段公路运营情况与交通运输经济造成影响,软土路基地段的施工质量便成为关系整体公路建设质量的重要衡量标准。软土路基地段的处理方式多种多样,但要想在最大程度上提升其路段施工质量与公路使用寿命,还需在前期科学勘察设计的前提下,根据地区实际情况与公路建设需求,量身定做处理方案,并在施工过程中严格按照计划操作,只有这样才能取得最理想的处理效果。

1 软土路基施工特性

一般而言,软土指天然孔隙较大、天然含水量较高、压缩性强、抗剪强度低且土层分布情况较为复杂的土壤,常分布于平原、山涧、盆地地区,其厚度最高可达几十米。常见的软性黏土、淤泥、泥岩等都囊括在软土范围之中。

软土的诸多特征决定了其不利于施工的特性,高含水量以及较大天然孔隙导致其凝聚力不足,极易发生变形,土层分布情况较为复杂,使得软土路基容易发生不均匀沉降,抗剪强度低致使软土路基结构容易产生压缩或变形。因此在公路施工过程中,软土路基地段的施工质量便成为考验公路工程施工团队整体设计能力与施工技术的重要科目。由于不同地区软土路基的含水量、组成成分、厚度以及所在地区气候情况各不相同,公路施工团队在施工过程中,需要根据软土的特征、特点及所在地区具体情况对施工计划与施工方案进行针对性调整,以保障整体公路工程施工的质量。除此之外,相关公路工程监管部门也要加大监管力度,严格审核软土路基的施工方案,严格监控整体施工流程,保证相关公路工程能够在规定的交付日期内保质保量完成,以保障我国基础设施建设。

2 软土路基施工注意点

由于软土路基所具备的诸多特性,使得软土路基地段公路在施工完成后甚至施工过程中,都有可能出现路基沉降或剩余沉降问题。如果实际沉降程度超出施工计划预期,就会出现公路各结构之间连结稳定性不足或实际公路建设高度不符合施工要求等情况。另外,软土路基普遍存在凝固速度慢且强度较低的特点,施工过程中会出现频繁的路堤滑坡现象,不仅可能拖延工程进度,还会影响整体公路工程的质量。基于以上软土路基所具备的特性及施工中可能存在的问题,施工团队在进行软土路基施工时,应对以下多个方面进行注意,并结合实际施工情况进行针对性调整,以保障整体公路施工质量。

2.1 填方操作

第一,对填方地段的处理。由于软土路基情况不同,应基于实际情况科学规划回填土厚度及大小,在施工时应首先保证清淤或清表彻底,实际回填时也要保障压实度符合施工计划及实际施工要求。第二,在进行路床填料的选择时,应优先选择砂、砾等材料,其部分品质较差的细粒土可用于底部填充。在实际回填过程中,应做好前期填充规划,计划好各种材料的合理分层分配,并结合实际工程情况,保证相同水平层使用同类填料进行填充。第三,如果公路施工过程中遇到土质十分松散的软土路基,应在填充工作进行之前先进行压实作业,保障其压实度在90%以上。第四,填土的松铺厚度方面,应根据不同地区的不同施工要求以及现场压实测试结果进行调整,一般而言松铺厚度应在10~30cm,最高不应超过50cm。第五,在对软土路基进行压实工作时,应尽量选择软土路基含水量最佳时进行。在整体施工过程中,也应对软土路基的整体含水量进行实时监控,一旦出现波动及时调整,以保障工程整体质量。

2.2 挖方操作

在进行挖方路段施工的整体过程中,首先应对道路沿途所经的挖方路段予以一定重视,在初始施工阶段,应当对边坡松散体及施工部位渗水情况、土壤夹层变化等问题进行观察,对边坡松散体及时给予清除处理,如渗水情况超出预期则及时进行方案调整。其次,应对边坡进行实时监测,时刻关注其状态,并进行必要的防护工作。

2.3 给排水管道施工

在整体公路施工中的管线施工环节需要进行基槽挖设,由于软土路基自身稳定性较差,且含水量较高,施工人员应保障基槽施工与管道线路铺设两道工序之间的时间控制,及时进行流程衔接,避免坍塌等问题的产生,必要时还应进行适当防护。如公路建设所在地区较为多雨,则更应当对基槽施工与管道线路铺设两道工序之间的衔接予以重视,避免雨水冲刷造成基槽变形损坏的情况。

2.4 台背处理措施

在完成给排水管道施工后,便需要进行台背处理,污水井、涵洞等也同样需要进行台背处理。在台背填充材料的选择上,应尽量选择内摩擦角较大的材料,如砾、砂等,具体材料可结合实际施工情况进行调整,但应注意所选材料需要具备良好的透水性。在完成填充材料的铺设后进行压实作业,在此,需要注意对松铺厚度的控制,一般以20cm 以内为宜,但也需根据实际情况进行调整[1]。

2.5 边坡支护

在进行边坡支护工作时,相关施工人员应结合实际施工要求与施工所在地条件,合理选择草皮护坡、骨架草皮护坡或其他护坡形式。如果出现边坡超过8m 的情况,则需相关施工人员根据施工要求及所在地实际情况设计针对性施工计划,并保障在施工过程中严格按照施工计划进行。例如在钻孔桩的过程中,必须严格要求施工人员对桩位、高程数据等进行反复确认后才可正式进行施工,同时也要对整体施工流程进行记录。

2.6 道路施工

在进行公路路面的施工时,也应严格按照既定施工计划与施工要求规范进行,同时也要根据所在路段软土路基的特性进行综合考量,无论是在沥青混凝土面层铺设材料的选择上,还是实际施工过程中的诸多环节与流程之中,都应严格控制施工操作,努力保障公路施工质量。例如沥青材料的搅拌、摊铺、压实、维护,碎石基层的材料选择等,都要符合相关施工规范要求。

2.7 文明安全

在公路的整体施工过程中,相较于普通路基地面,施工人员应对软土路基地段投入更多的精力。除基础的文明施工、正确处理地下管线、严格把控施工操作等基本文明安全要求外,在软土路基地段进行施工更应重点关注对公路施工质量的把控,施工团队应全力保障公路施工质量,努力提升公路使用年限。

3 软土路基施工方式

3.1 注浆加固法

注浆加固法是通过对软土路基中的软土层进行高注浆悬浮液注射使其充分硬化的加固方式。这种加固方式相对而言更适合承载力在120kPa 以下的含水量较高、主要成分为软土或地层厚度变化复杂的泥质土情况使用,可以十分有效地实现软土路基的硬化与加固,提升路段施工质量[2]。

在使用注浆加固法时,需要进行较深层次软土的搅拌,在此过程中需要相关施工人员对施工路段的具体情况准确了解,并合理预估搅拌时间,科学考量所注入悬浮液混合比例,并且始终按照规范操作流程进行操作,以保障施工过程不会对软土层造成不良影响,并在最大程度上提升注浆加固法的效用。

3.2 重锤强夯技术

对软土路基进行优化处理的主要目的是增强软土路基的结构稳定性与承载力,使其能够符合相关道路工程的施工要求,并在最大程度上提升公路使用年限。基于软土路基含水量大、土层分布情况复杂疏松、抗碱性弱、排水性能弱等特点,能够改善软土路基力学参数的重锤强夯技术自然也是一种能够明显改善软土路基承载力与结构稳定性的处理方式。

在进行重锤强夯作业之前,相关施工人员应首先结合公路工程相关施工要求与施工所在地实际软土路基状态进行夯锤重量的选择,常用夯锤重量为10~40t。实际作业之中,夯锤将会通过以高空坠落的形式对软土路基指定位置造成冲击效果,通过巨大冲击力对软土路基进行夯实处理。重锤强弩作业的工作过程也是对软土路基力学参数的改善过程,因此重锤强夯技术对软土路基稳定性与承载力的改善较为明显。重锤强夯技术相较于其他技术而言改善成本较低、改善效果较好、整体施工操作流程较为简单快捷,但其并非适用于所有类型的软土路基,对黏土及湿陷性黄土等类型改善效果较好,而不适用于黏土与高饱和土。

3.3 水泥搅拌桩

水泥搅拌桩技术也是一种改善软土路基性能的常见技术,其工作原理为通过机械将固化剂及水泥注入软土结构层之中,并通过搅拌的形式使软土路基天然成分与水泥固化剂融合均匀,形成凝胶颗粒,从而改善软土路基性能(见图1)。由于水泥搅拌桩技术处理后软土路基渗透性能将会得到控制,在有效改善软土路基承载力及使用寿命的同时,通过水泥搅拌桩技术处理的软土路基通常整体性与水稳性更具优势。

图1 水泥搅拌桩施工流程图

在正式施工之前,施工团队应根据实际情况合理选择应用的器材机械,并对相关设备进行性能检查与维护维修,以保障工程机械能够真正发挥出其应有的处理效果。应用水泥搅拌桩处理软土路基的过程之中,应保障各桩体结构互相独立,但仍然可以实现搭接处理。实际施工过程中也要时刻注意施工器械的状态,避免出现卡管、堵塞等问题,造成工期拖延影响施工质量。除此之外,实际施工过程中也要求相关技术人员对桩体的结构垂直度、搅拌桩强度与长度、搅拌桩位置等进行实时监控,严格按照既定计划执行,同时适时根据实际施工情况调整。由于所运输浆体含有固化剂成分,在施工过程中应尽量保证供浆工作的连续性,如长时间中断供浆,则须将相关器械部件进行拆除清洗,再继续进行供浆工作。水泥搅拌桩技术施工几乎不会产生工程垃圾,所产生的噪声与振动也相对较小,适用于淤泥质与粉土质软土路基的性能改善[3]。

3.4 挤密技术

挤密技术是通过分层填筑与分层碾压,改善软土路基密实度,其优势在于经此方式处理的软土路基能够实现快速排水,且抗剪性大幅度提升。挤密技术目前正向多元化方向发展,有挤密技术衍生而来的反压护道法、深层拌和法、堆载预压法等施工方式已经逐渐成熟,能够在软土路基的处理优化方面取得较为优秀的成果。

在挤密技术的实际应用过程之中,相关技术人员应对需处理路段的沉降状况及移位边桩进行实时监测,并按照施工要求及时进行数据的记录与分析。在科学有效的数据支撑下,施工团队能够及时调整施工计划与施工流程,提升挤密技术对软土路基的实际优化效果,提升公路工程的整体施工质量。

3.5 包边土填筑施工技术

包边土填筑施工技术是在路基中部做砂料填充处理的同时在路基两侧进行包边土处理,常用于黏质土类型的软土路基优化。包边土填筑施工技术具有工期较短、成本较低、污染较小、改善效果较为明显的优势,但也需因地制宜,在具备一定自然条件的路段更为适用。

包边土填筑施工技术的施工流程应根据软土路基整体沉降量进行调整,如沉降量小于1m,则可以将砂料填筑与包边土施工同时进行;如沉降量大于1m,则应先进行砂料填注,在完成后再进行包边土施工作业[4]。在实际施工过程中,应重点把握路床顶标高数值、沉降要求、实际沉降数值等数据,根据施工要求与实际施工情况对路基宽度及包边土厚度进行及时调整。

3.6 换填法

换填法是目前在软土路基处理之中应用频率较高的处理方式,其改善原理也较为简单。它是将软土路基之中承载能力弱、易变形、含水量较高的成分直接置换为更为坚硬、抗压强度较高、承载能力强且稳定性更强的材料,例如砂、砾、炉渣、矿渣、石灰土等。换填法也需要对施工路段的实际情况进行综合考量,在科学计算后,将不同种类的换填材料分层填充,能够有效改善软土路基性能,为公路施工提供安全保障。换填法原理虽然简单,但在软土挖取、软土排放、换填材料填注等多个流程都需耗费较大人力成本,在换填完成后也需要对施工路段进行压实处理。

4 结语

软土路基路段的优化质量及后续施工是整个公路建设过程中最需要予以重视的环节,其工程施工质量决定了整体公路工程的使用年限。因此,为进一步提升公路施工质量,保障我国基础设施建设有效性,相关部门及施工团队应对整体施工过程进行严格监管,以最为科学、有效的方式对软土路基路段进行优化,并对施工要点及难点部分进行充分关注,在最大程度上保障公路工程施工质量。

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