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公路路基路面设计中软基的处理技术分析

 GXF360 2017-12-09


冯 辉

(中国公路工程咨询集团有限公司,湖北 武汉 430056)

摘 要:针对目前路基路面设计应用软基处理技术过程中存在的问题缺陷,文章分析了路基路面设计中软基特征与软基处理技术局限,并提出了优化问题控制的方法策略,为相关建设者提供一些理论依据。

关键词:公路工程;路基路面;软基处理;抛石挤淤;盲沟敷设

公路工程作为提升所在地区进行现代化经济建设水平的重要组成部分,其会受到不良地基问题的影响,而降低路基路面结构的抗变性、硬度以及承载能力。为避免该问题阻碍经济发展水平现象的出现,相关建设人员应在明确路基路面软基特征的情况下,掌握软基处理技术应用局限,并找出具有针对性的优化控制策略。这是缓解现代化经济建设背景下交通运输压力的重要课题,研究人员应将现有的科学技术成果充分利用起来,以控制不良地质环境对公路结构设计带来负面影响。

1 公路路基路面设计中软基特征

公路工程施工建设所遇到的软土大多指:土质较为松软或是土壤中的含水量较大且强度较低,如淤泥等。这种地基环境下,进行的公路路基路面施工设计存在一定难度。公路路基路面设计面临的软基特征为:抗变性较低、硬度不够以及承载力有限,导致路面结构容易出现沉降,降低工程建设使用的安全稳定性。为此,研究人员需从软基特征角度出发,并通过结合工程建设的实际情况,选用具有针对性软基处理技术,以强化路基路面结构的作用稳定性。这是实现现代化经济建设背景下交通运输业健康稳定发展的关键,研究人员应将其重视起来,以作用于实践[1]

2 公路路基路面设计中软基处理技术应用局限

公路路基路面设计中软基处理技术的应用局限主要体现:即设计质量不高、设计人员专业素质较低以及软基处理技术选择不适用。其中设计质量不高问题主要体现在施工方案的不合理,这是设计人员未将软基处理重视起来的原因。此外,设计人员未充分结合工程所处的地质地理环境,使得实际施工不得不面临诸多不确定性的问题,从而降低路基路面结构的作用稳定性。

在设计方面,由于软基处理是专业性较强的工作内容,对设计人员的专业素质要求很高。然而,设计单位并不注重员工的专业技术培养,这就使得缺乏工作经验与理论知识的设计人员投入到公路路基路面的设计应用中。此情况下,设计方案很有可能出现漏洞与缺陷,影响路基路面结构的设计施工质量。

在基础选择方面,公路路基路面设计选用的软基处理技术是保证结构使用寿命的关键,然而,施工单位并不具备相应的施工资质,即机械设备落后、技术方法不当等,均降低了施工技术与设计要求的一致性。例如,公路路基路面软基处理技术选用传统的工艺技术,降低了路段排水系统建设使用的合理性。结构设计人员应从上述问题角度入手,通过优化技术的应用策略,来提高工程建设使用的安全稳定性[2]

3 优化公路路基设计中软基处理技术应用控制策略

3.1 提高路基路面设计质量

相关人员要对公路经过的路线进行详细勘察。工程所处复杂的建设环境,设计人员应通过调整设计方案来保证软基处理技术的作用质量。例如,当公路工程靠近河床水系,设计人员应对其进行软基面积和含水量的测试,采用改道处理方案,来保证路基路面结构的稳定性。而对于不可改道的情况,设计人员应通过做好垫层设计,来稀释软基中的水分,进而避免软基受雨水浸泡问题的影响 [3]

3.2 抛石挤淤技术

该技术主要作用于处在水塘、泥沙以及不易抽干土壤水分的工程情况。在其上抛填不易被水软化的大块经石块,即50~80cm。同时,在石块缝隙填筑20~50cm的小块石。抛填高度应控制在常水位以上的50cm上下,完成铺平作业后,利用轮式压路设备或是拖式压路设备进行振动压实,从而将淤泥挤出路基坡脚以外的目标。此过程,要保证无明显下沉现象,才能终止压实作业。施工技术人员要采用分层抛填的方式来进行压实处理,即将每层抛填的厚度控制在50~80cm。当整段软基处理完成后,除了要在其上铺上一层10cm厚的碎石外,还要根据实际情况铺上土工格栅。填筑土石方,这就是路基原地面处理的全过程,施工技术人员要对其进行有效控制,以降低软基地质问题对路基路面环境得影响。

3.3 盲沟敷设技术

盲沟敷设技术主要适用于水田或是淤泥深度低于2m且不易自流干水软基环境。目前,可供选择的盲沟结构形式有两种,即梯形盲沟与矩形盲沟。首先,技术人员应沿着公路横向,每隔10m利用人工或是机具来进行矩形或梯形盲沟的挖掘。此过程,经勘查,如果公路路基路面所处的软土层大于1.5m,应将盲沟尺寸设置为150×150cm;而对于小于1.5m的软土层,则要根据实际情况采用其他方式进行盲沟敷设;其次,沿着公路纵向设置进行盲沟敷设,其挖掘间距也应控制在10m左右;再次,完成盲沟挖掘后,要在其中填充30~50cm不易被水浸泡软化的石块,即块径应控制在30~50cm。填充后,还要在其表面上铺设10cm的碎石以及土工布。不仅防止盲沟内部水分出现上溢现象,还能避免土尘出现下漏与盲沟堵塞现象,进而保证了排水效果;最后,在土工布上再回填一层土石混合料,并通过摊平与压实,直至结构处于稳定状态[4]

3.4 软土换填技术

公路路基路面设计过程中的软土换填技术主要作用于软土层不厚且路堤填方高度小于3m,或是软土层厚度小于1.5m的软土地基路段。将1.5m以内的软土挖掘出来,并运至制定的弃土场进行倾倒会堆放。而后,将挖方出的具有稳定性的施工材料,或是从借土场处获取的施工材料,采用分层回填压实方法进行软基控制。此过程,施工技术的应用要控制好气候条件的影响,即保证每个换填段在同一工作日完成,来提高软基路基路面结构的作用稳定性。此外,对于长度较长或是面积较大的软基换填路段,要采用分段的方式进行操作,否则,一旦遭遇降雨,将使整个软基处理结构失效。该技术的应用要结合工程建设的实际情况,采用具有适用性的填方材料,满足路基基底压实作业的承载力要求。这样一来,路基路面的基底承载能力就能为工程车辆荷载与路堤自重提供支撑,进而解决软基所带来的负面影响[5]

3.5 碎石桩软基处理技术

碎石桩主要作用于软基深度在15m以内且路基结构处于高填方路段的情况。其在公路路基路面结构中的效果主要体现在两方面,即挤密与消散孔隙水。其中挤密就是对土体的两个方向施加横向挤压力,即在成桩时,通过沉管来控制周围土层的横向挤压力。还有一种方法,就是在进行孔内碎石填充振动挤压作业时,通过周围土体产生的横向挤压力,来减少周围孔隙,最终增加结构的密实度。而消散孔隙水,就是通过缩短路基路面地基的固结时间,来提高结构的作用稳定性。具体来说,就是在平面位置,按照正三角形和梅花形进行部署;或者将桩直径控制在50~100cm,将桩的长度控制在15m以内;将桩的部署范围控制在路基宽度的1.2倍以上。如图1所示,为碎石桩施工结构示意图。

图1 碎石桩施工结构示意图

与碎石桩径相近或是相同的钻孔机选择,应结合设计要求的位置进行钻孔作业。同时,通过及时清除孔内的水分和泥浆,提高碎石填充的密实性。

4 结束语

综上所述,公路工程的路基路面结构设计应在明确软基处理技术应用局限的情况下,找出优化控制的方法策略。即可采用盲沟敷设技术、抛石挤淤技术、软土换填技术以及碎石桩软基处理技术,来降低不良地质环境对路基路面结构所带来的影响。事实证明,只有结合工程建设的实际情况,才能使路基路面结构发挥出应有的作用效果。这是推动现代化经济发展进程的关键,研究人员应其作用于道路网络结构的运行稳定性。

参考文献:

[1]黄宁.高速公路工程施工中软基处理关键技术应用研究[J].交通世界(建养.机械),2015,(5):88-89.

[2]叶浩明.高等级公路高填路基路面裂缝原因分析及加固处理技术措施探讨[J].中外建筑,2012,(1):112-113.

[3]徐天予.公路施工中软土地基的处理[J].工程技术研究,2016,(8):34-35.

[4]陈红.水泥搅拌桩在市政道路软基加固中的应用[J].南方农机,2017,48(10):103.

[5]赵久波.越南岘港至广义高速公路软基处理影响桥梁施工的实践研究[J].工程技术研究,2017,(8):23-24.

中图分类号:U416

文献标志码:A

文章编号:2096-2789(2017)11-0217-02

作者简介:冯辉(1988-),男,工程师,研究方向:铁路(地质路基)、公路(路基路面)。

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