摘 要:本文對(duì)公路施工中軟土路基處理技術(shù)進(jìn)行了分析和應(yīng)用探討。通過對(duì)軟土路基的特點(diǎn)進(jìn)行概述,如土壤穩(wěn)定性差、高含水量等,提出了解決軟土路基問題的重要性。在技術(shù)分析部分,介紹了幾種常用的軟土路基處理技術(shù),包括排水固結(jié)法、土層置換法、機(jī)械夯實(shí)法、深層攪拌法以及排水砂墊層與化學(xué)方法。對(duì)于該技術(shù),分析了其原理、適用條件和優(yōu)缺點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:公路施工;軟土路基;處理文章編號(hào):2095-4085(2024)02-0040-03
0 引言
軟土地基處理是公路施工中常常遇到的問題,其處理技術(shù)對(duì)公路施工質(zhì)量有很大的影響。在技術(shù)應(yīng)用方面,強(qiáng)調(diào)根據(jù)軟土路基的特點(diǎn)和具體工程需求選擇合適的處理技術(shù),并結(jié)合其他工程措施,綜合考慮工期、成本和環(huán)境等因素。通過合理的軟土路基處理,可以提高路基的承載能力和穩(wěn)定性,確保公路工程的安全和可靠性。根據(jù)具體情況選擇合適的處理技術(shù),并結(jié)合其他工程措施,綜合考慮工期、成本和環(huán)境等因素,以達(dá)到最佳的軟土路基處理效果。
1 公路施工中對(duì)軟土路基處理的意義
在公路施工中,軟土路基處理具有重要的意義。軟土路基是指土質(zhì)較松軟、含水量較高的地基,其力學(xué)性質(zhì)較差,容易產(chǎn)生沉降、變形和不穩(wěn)定等問題。因此,對(duì)軟土路基進(jìn)行合理處理是確保公路工程安全和可靠性的關(guān)鍵。
(1)可以提高路基的承載力和穩(wěn)定性。如果軟土路基的強(qiáng)度較低,就容易發(fā)生沉降和變形現(xiàn)象,通過采取適當(dāng)?shù)奶幚泶胧?,比如加固和加密軟土、改良土壤性質(zhì)等,可以提高路基的承載力和抗沉降能力,減少路基變形和沉降的風(fēng)險(xiǎn)。這樣可以確保公路在使用過程中不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的變形和沉降,從而保障行車的平穩(wěn)和安全[1]。
(2)可以防止土體側(cè)移和滑動(dòng)。軟土路基在水分作用下容易產(chǎn)生側(cè)移和滑動(dòng),導(dǎo)致路基失穩(wěn)。通過采取合理的處理措施,如加固邊坡、設(shè)置防護(hù)結(jié)構(gòu)等,可以增加路基的抗滑性能,防止土體的側(cè)移和滑動(dòng),確保路基的穩(wěn)定性和安全性。
(3)可以改善路基的排水性能。軟土路基具有較高的含水量,且排水性能較差,容易產(chǎn)生積水和泥漿現(xiàn)象。通過采取合理的排水處理措施,如設(shè)置排水溝、加設(shè)護(hù)坡等,可以改善路基的排水性能,減少積水和泥漿的影響,提高公路的使用壽命和安全性[2]。
(4)可以減少對(duì)環(huán)境的影響。軟土路基往往具有較高的含水量和較差的穩(wěn)定性,容易受到降雨和地下水的影響,導(dǎo)致環(huán)境污染和生態(tài)破壞。通過對(duì)軟土路基的合理處理,可以減少土壤侵蝕、水土流失等環(huán)境問題的發(fā)生,保護(hù)生態(tài)環(huán)境的完整性和穩(wěn)定性。
2 公路軟土路基特點(diǎn)
(1)土質(zhì)較為松軟。軟土路基的土壤顆粒結(jié)構(gòu)較為疏松,內(nèi)聚力和摩擦力較低。這使得軟土路基的承載能力相對(duì)較低,易于發(fā)生沉降和變形。由于土質(zhì)的松軟性質(zhì),軟土路基在承受荷載時(shí)容易產(chǎn)生較大的應(yīng)變和變形,因此需要采取相應(yīng)的處理措施來增強(qiáng)其穩(wěn)定性。
(2)含水量較高。軟土路基的含水量普遍較高,因?yàn)檐浲谅坊ǔL幱谳^低的地勢位置或水源區(qū)域。高含水量使得軟土路基的抗剪強(qiáng)度降低,易受到水分的影響。此外,水分的存在還會(huì)導(dǎo)致軟土路基的脹縮性增強(qiáng),引起路基的變形和不穩(wěn)定[3]。
(3)可壓縮性較大。由于軟土路基的土壤顆粒結(jié)構(gòu)松散,土層中的水分和空隙較多,軟土路基在受到荷載時(shí)容易發(fā)生壓縮變形。這種可壓縮性使得軟土路基的沉降量較大,需要在設(shè)計(jì)和施工中考慮土體的沉降性能,以避免過大的路基沉降對(duì)道路使用和交通安全帶來的不良影響。
(4)還具有較低的抗剪強(qiáng)度和較差的穩(wěn)定性。由于土體的松軟性質(zhì)和高含水量,軟土路基在受到外部荷載時(shí)容易發(fā)生剪切破壞和失穩(wěn)。這就需要對(duì)軟土路基進(jìn)行相應(yīng)的加固和處理,以提高其抗剪強(qiáng)度和穩(wěn)定性[4]。
3 公路工程軟土路基處理缺陷
3.1 土壤穩(wěn)定性缺陷
軟土路基在公路工程中具有一些土壤穩(wěn)定性缺陷。由于軟土的土質(zhì)松軟且含水量較高,其穩(wěn)定性相對(duì)較差。這意味著在受到外部荷載作用下,軟土路基容易發(fā)生沉降、變形和失穩(wěn)等問題。
其中,最常見的問題是軟土路基的沉降。由于軟土的工程性質(zhì)不穩(wěn)定,當(dāng)?shù)缆烦惺芎奢d時(shí),軟土?xí)l(fā)生擠壓和壓實(shí),導(dǎo)致路基下沉。這會(huì)引起路面的不平整、車輛行駛顛簸和不穩(wěn)定,嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致道路塌陷。道路的不平整,不僅影響人們使用的體驗(yàn)感,還會(huì)帶來交通安全事故。
另外,軟土路基還容易發(fā)生變形問題。由于軟土的特性,其容易被外部荷載擠壓和變形。這會(huì)導(dǎo)致路基的側(cè)邊滑移,使路面失去平穩(wěn)的支撐,給道路的使用和交通安全帶來潛在風(fēng)險(xiǎn)。
為了解決軟土路基的穩(wěn)定性缺陷,需要采取相應(yīng)的加固措施。其中最常見的方法是進(jìn)行土體加固,通過土壤改良、加固樁等手段,增強(qiáng)土體的抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度,從而提高軟土路基的穩(wěn)定性。此外,還可以采用土工合成材料,如地下排水板、土工布等,來增加土體的抗拉強(qiáng)度和抗?jié)B性,從而減少沉降和變形問題[5]。
3.2 高含水量缺陷
軟土路基常常面臨高含水量的缺陷。高含水量會(huì)導(dǎo)致軟土的抗剪強(qiáng)度降低和可壓縮性增大,從而影響土壤的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在高含水量的條件下,軟土容易受到水分的影響,使得土體的力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化,進(jìn)而影響路基的穩(wěn)定性和承載能力。
首先,高含水量使得軟土的抗剪強(qiáng)度降低。水分的存在使土壤顆粒之間的黏聚力減弱,土壤的內(nèi)摩擦角減小,從而降低了土體的抗剪強(qiáng)度。這意味著在受到外部荷載作用下,軟土更容易發(fā)生剪切破壞,導(dǎo)致路基的沉降和變形。
其次,高含水量使軟土具有較大的可壓縮性。當(dāng)軟土飽含水分時(shí),水分充填了土壤孔隙空間,土體的壓縮性增大。這意味著軟土在受到荷載時(shí)會(huì)發(fā)生較大的壓縮變形,導(dǎo)致路基的沉降和不穩(wěn)定。
為了解決高含水量的問題,需要采取適當(dāng)?shù)呐潘胧?。最常見的方法是設(shè)置排水管道,以便及時(shí)將路基內(nèi)的水分排出,降低土壤含水量。另外,還可以考慮在軟土路基中加設(shè)抗?jié)B層,阻止地下水滲透進(jìn)入路基。這些排水措施有助于減少土壤的含水量,提高軟土路基的抗剪強(qiáng)度和穩(wěn)定性[6]。
3.3 工期延長缺陷
工期延長是軟土路基處理中的一種常見缺陷。由于軟土的復(fù)雜性和處理難度,軟土路基的施工往往需要更長的時(shí)間來完成。然而,工期延長可能會(huì)對(duì)工程進(jìn)度和成本產(chǎn)生不利影響。
軟土路基處理過程中,需要進(jìn)行大量的土壤改良和加固工作,例如土體加固、地基處理等。這些工作需要耗費(fèi)大量的人力、物力和時(shí)間。此外,軟土的特性使得施工過程中需要采取謹(jǐn)慎的操作和施工措施,以確保處理效果和路基的穩(wěn)定性。這些因素共同導(dǎo)致軟土路基處理的施工周期較長。
為了解決工期延長的問題,可以采取一系列措施來提高施工效率。首先,可以利用機(jī)械化設(shè)備和自動(dòng)化技術(shù)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工操作,以提高施工效率和減少人力成本。例如,使用挖掘機(jī)和裝載機(jī)等設(shè)備進(jìn)行土體加固和地基處理,可以快速完成大量工作。其次,合理安排施工順序和工序,確保各項(xiàng)工作的銜接和協(xié)調(diào)。通過科學(xué)的施工計(jì)劃和工期安排,可以最大限度地減少工期延誤的風(fēng)險(xiǎn)。
3.4 環(huán)境影響缺陷
在軟土路基處理過程中,環(huán)境影響是一種需要關(guān)注的缺陷。施工工作包括土方開挖、土體加固等環(huán)節(jié),這些工作可能會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境產(chǎn)生一定的不良影響。主要表現(xiàn)為噪音、揚(yáng)塵和振動(dòng)等,對(duì)周邊居民的生活質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境造成了潛在的影響。
為了減輕環(huán)境影響,應(yīng)采取一系列的環(huán)保措施。首先,可以選擇使用環(huán)保型施工設(shè)備和工具。這些設(shè)備具有低噪音、低排放的特點(diǎn),能夠降低施工過程中的噪音和污染物排放。其次,需要合理安排施工工藝和施工時(shí)段,以減少對(duì)周邊居民的干擾。例如,在敏感時(shí)段或人口密集區(qū)域進(jìn)行施工時(shí),可以采取措施降低噪音和振動(dòng)的影響,如使用隔音屏障、降低機(jī)械振動(dòng)等。此外,對(duì)于揚(yáng)塵問題,可以采取防塵措施,如覆蓋裸露土壤、濕化作業(yè)區(qū)域、設(shè)置噴霧系統(tǒng)等,有效減少揚(yáng)塵的產(chǎn)生和擴(kuò)散。還可以加強(qiáng)施工現(xiàn)場的清潔管理,及時(shí)清理垃圾和廢棄物,從而減少對(duì)周邊環(huán)境的污染。
4 公路施工中軟土路基處理技術(shù)分析
4.1 排水固結(jié)法
排水固結(jié)法是公路施工中常用的軟土路基處理技術(shù)之一。該方法通過排除軟土中的水分,有效降低土體的含水量,從而提高土壤的抗剪強(qiáng)度和穩(wěn)定性。排水固結(jié)法廣泛應(yīng)用于軟土路基的處理和加固工程中。
排水固結(jié)法的應(yīng)用范圍較廣。首先,它適用于土壤含水量較高的軟土地區(qū),特別是在雨季或地下水位較高的地區(qū)。這些地區(qū)的軟土路基常常面臨著水分滲透和液化的風(fēng)險(xiǎn),通過排水固結(jié)法可以有效排除土壤中的水分,提高路基的穩(wěn)定性。其次,也適用于需要改善軟土路基承載力和變形性能的工程項(xiàng)目。軟土路基由于土壤松散、含水量高等因素,其承載力較差,容易發(fā)生沉降和變形。通過排水固結(jié)法,可以減少土壤含水量,使土體得到固結(jié),從而提高路基的承載能力,減少路基沉降和變形。此外,其還可用于處理軟土地基的加固工程。在建設(shè)大型橋梁、高層建筑等工程項(xiàng)目時(shí),為了確保地基的穩(wěn)定性和承載能力,常常需要對(duì)軟土地基進(jìn)行加固處理。通過排水固結(jié)法,可以改善軟土地基的工程性質(zhì),提高地基的穩(wěn)定性和承載能力,確保工程的安全和穩(wěn)定。
4.2 土層置換法
土層置換法是一種常用的軟土路基處理技術(shù),通過將軟土層進(jìn)行挖除并置換成高強(qiáng)度土或礫石,以提高路基的承載能力和穩(wěn)定性。這種方法適用于軟土層較淺的情況,并能有效改善軟土路基的工程性能。
土層置換法的應(yīng)用范圍較為廣泛。首先,它適用于軟土層較淺的地區(qū)。在這些地區(qū),軟土層的厚度相對(duì)較小,通過挖除并置換軟土層,可以有效改善路基的承載能力和穩(wěn)定性。這種方法常見于土質(zhì)較松軟的地區(qū),如河灘地、濕地地區(qū)等。其次,也適用于需要提高路基抗變形性能的工程項(xiàng)目。軟土路基由于土質(zhì)松軟、可壓縮性較大,容易發(fā)生沉降和變形。通過將軟土層進(jìn)行置換,填充高強(qiáng)度土或礫石,可以有效減小路基的變形量,提高路基的穩(wěn)定性。此外,土層置換法還常用于需要提高路基承載能力的工程項(xiàng)目。軟土路基由于土質(zhì)松散,承載能力較低,無法滿足工程要求。通過挖除軟土層并置換成高強(qiáng)度土或礫石,可以增加路基的承載能力,提高路基的穩(wěn)定性和安全性。
4.3 機(jī)械夯實(shí)法
機(jī)械夯實(shí)法是一種常用的軟土路基處理技術(shù),通過使用機(jī)械夯實(shí)設(shè)備對(duì)軟土進(jìn)行夯實(shí)處理。這種方法利用振動(dòng)和沖擊力,使軟土顆粒重新排列,增加土體的密實(shí)度和抗剪強(qiáng)度,從而提高軟土路基的穩(wěn)定性和承載能力。
機(jī)械夯實(shí)法適用于軟土層較深且無需置換的情況。相比于土層置換法,機(jī)械夯實(shí)法更適合于軟土層較深的地區(qū)。在這些地區(qū),軟土層的厚度較大,而土層置換會(huì)帶來較高的成本和施工難度。通過機(jī)械夯實(shí)法可以在不挖除土層的情況下,通過夯實(shí)處理改善軟土的工程性能。
此外,機(jī)械夯實(shí)法適用于需要提高路基穩(wěn)定性和承載能力的工程項(xiàng)目。由于軟土路基由于土質(zhì)松軟,容易發(fā)生沉降和變形,無法滿足工程要求,而通過機(jī)械夯實(shí)法可以提高軟土的密實(shí)度和抗剪強(qiáng)度,從而減小路基的變形量,增加承載能力,提高了路基的穩(wěn)定性和安全性,也為提高公路施工的整體質(zhì)量提供了有力支撐。
4.4 深層攪拌法
該方法通過在軟土中注入水泥或其他固化材料,并利用攪拌樁等設(shè)備進(jìn)行混合攪拌,形成一定深度的固結(jié)體。深層攪拌法可以顯著提高軟土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,適用于較深的軟土路基處理,特別是在需要較大承載力的情況下。
4.5 排水砂墊層與化學(xué)方法
該方法通過在軟土路基上設(shè)置排水砂墊層,使水分通過砂層排出,從而改善軟土的排水性能。此外,還可以應(yīng)用化學(xué)固化劑對(duì)軟土進(jìn)行處理,通過化學(xué)反應(yīng)形成固結(jié)體,從而提高軟土的抗剪強(qiáng)度和穩(wěn)定性。
5 結(jié)語
綜上所述,公路施工中軟土路基處理技術(shù)的分析和應(yīng)用對(duì)于保證公路工程的安全和可靠性具有重要意義。通過合理選擇和應(yīng)用適當(dāng)?shù)奶幚砑夹g(shù),可以有效改善軟土路基的工程性質(zhì),提高其承載能力和穩(wěn)定性。然而,為了取得最佳的處理效果,需要在實(shí)際應(yīng)用中充分考慮軟土路基的特點(diǎn)、工程需求以及環(huán)境因素,并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行綜合管理和控制。通過不斷的研究和實(shí)踐,我們能夠更好地應(yīng)對(duì)軟土路基處理的挑戰(zhàn),為公路建設(shè)提供更可靠的基礎(chǔ)。
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