公路工程軟土路基施工技術
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一、軟土的特性
就公路的鋪設而言,公路設計之初首先要看施工地點的路基狀況,從而從整體上把握施工重點和難點,其目的是為了減少國家和人民的財產(chǎn)受到的不必要的損失。首先了解一下軟土的特性。軟土一般具有天然含水量高、孔隙大、壓縮性高、抗剪強度低的特征,因此軟土一般出現(xiàn)在濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的地方。軟土是一種細微粒土。軟土的成分不穩(wěn)定,它是碎屑物質(zhì)、化學成因物質(zhì)(比如碳酸鹽、蒸發(fā)鹽等)和生物成因物質(zhì)(腐殖泥等)的混合體,軟土的物質(zhì)來源與周圍巖體性質(zhì)基本一致,軟土一般是在緩慢的水流環(huán)境中沉積面成的,而沉積物常常有粉砂顆粒伴隨,呈現(xiàn)出非常明顯的層理性特征。軟土具有很大的地區(qū)差異性。但大量的研究和實踐表明,軟土具有以下幾點共性:
(1)天然含水量高、孔隙比較大。軟土中含有大量的粉土或者粉砂,其中也包括少量的有機物,土質(zhì)本身就不如其他土地堅硬平坦,由于其中的空隙較多,則會造成一定的水分堆積,加大土質(zhì)的含水量。而且其軟土中含有的一些微粒的影響會造成土質(zhì)表現(xiàn)容易形成水墨,影響著土質(zhì)本身的結構。
(2)具有較強的觸變性。當對原狀軟土進行擾動(攪拌、擠壓等的辦法)以后,軟土結構的原有連接就受到破壞,使得軟土的強度顯著降低。軟土的靈敏度一般在3-4之間,個別情況可以高達8-9。
(3)具有明顯的流變特征。在荷載的作用下,軟土承受剪應力的作用產(chǎn)生緩慢的剪切變形,并可能導致抗剪強度的衰減,并在主固結沉降完畢之后還可能產(chǎn)生可觀的次固結沉降。
(4)具有較小的強度特征。軟土一般都是由近代水下細顆粒沉積而成的,因此其天然排水抗剪強度一般低于20kPa,有效內(nèi)摩擦角甚至接近于零。軟土抗剪強度的試驗值與試驗方法、排水條件等因素有著非常密切的相關關系,當采用固結快剪的操作時,那么軟土的粘聚力和內(nèi)摩擦角將比快剪指標大。因此在荷載作用下,如果能夠將軟土進行充分的排水固結操作,那么軟土的強度將得到明顯的改善和提高。
(5)具有滲透性小的特征。相對于其他種類的土質(zhì),軟土本身的就有很強的含水性,所有水分不容易在豎直方向上進行流動,但在同一個水平面上,水的滲透作用更強,滲透系數(shù)也更高。
(6)軟土具有不均勻性的特征。我國的土質(zhì)具有多樣性,由于不同地理環(huán)境的差異,導致軟土中可能混有的物質(zhì)不同,軟土中常常會混有粉土或粉砂,而且由于自然形成的原因,混有量不同而密度等也不同,當公路要在這種土地上施工時就會易產(chǎn)生一定程度的差異沉降,而且每個地方的沉降不同,這在很大程度上會影響公路工程的施工質(zhì)量。因此只有全面的了解軟土的土質(zhì)情況,才能在施工過程中采取相應的對策和施工措施,并且針對特殊公路路況做出最好的施工方案,從而使整個施工方案起到事半功倍的效果,同時也保證了整個公路工程的整體質(zhì)量。
在實際進行的公路施工中應密切觀察水平面的沉陷量,如果沉陷正常則采取合理的措施加以保持,如果沉陷量較大則應該立即停工,查明原因對給與處理。軟土的沉降較大,如發(fā)生意外則損失也較大,應安排盡可能多的觀測儀,密切注意沉陷程度,及時采取措施,保證填土的有效性,公路建設的安全性,可在路基預壓期滿,沉降基本完成之后再開槽施工。
2.1拋石擠淤
1.根據(jù)設計選擇符合要求的石料,注意級配質(zhì)量,最大粒徑以小于20cm為宜。
2.施工要點。(1)施工時應先從路堤中部開始拋填,中部向前突進后再逐漸向兩側擴展,以使淤泥向兩旁擠出。(2)當軟土或淤泥底面有較大的橫坡時,拋石應從高的一側向低的一側擴展,并在低的一側多填一些。(3)拋填第一層要厚些,以便能承受住壓路機,待上一層拋填物壓入泥中,再拋填下一層,直至用重型壓路機碾壓不再下降為止(用測量沉降法確定)。
2.2爆炸法處理軟土地基
爆炸處理軟土地基的方法主要有“爆夯法”、“堤下爆炸擠淤法”和“爆炸排淤填石法”三種。土體是由不同尺寸、成份的土粒組成的多相分散體系。它屬于分散介質(zhì),其強度由土粒之間的連接強度所決定。決定它的整體強度的是土粒之間的粘聚力和內(nèi)摩陰力。一般來說土中礦物都具有不同程度的親水性,水的浸入使土體與水發(fā)生強烈的相互致使土粒周圍的結合水膜加厚,特別是擴散層松馳結構水的增多而引起土體的膨脹。水的存在又起到潤滑作用、降低了土粒之間的內(nèi)摩陰力。大量水浸入土體,形成濕坍和水化現(xiàn)象,降低了土體的穩(wěn)定性。影響土體穩(wěn)定性的因素較多,主要有分散度、土的成分、土中天然膠質(zhì)的性質(zhì)以及土體的密實性。土體的密實度越大,則孔隙率越小,水不易浸入土體,因而水穩(wěn)定性較好。從土體的特性可知,含水量和密實度對于土體的強度、穩(wěn)定性影響較大,也是加固處理的關鍵。
三、結束語
隨著社會經(jīng)濟快速發(fā)展,我國公路建設對路基的要求也越來越高,當今經(jīng)濟社會對科學施工技術的客觀要求催促我們在公路建設這一領域要做到不斷創(chuàng)新、不斷學習、不斷進步。
作者：劉馮 單位：中國中鐵四局集團第四工程有限公司
