公路工程软土路基施工技术

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一、软土的特性

就公路的铺设而言,公路设计之初首先要看施工地点的路基状况,从而从整体上把握施工重点和难点,其目的是为了减少国家和人民的财产受到的不必要的损失。首先了解一下软土的特性。软土一般具有天然含水量高、孔隙大、压缩性高、抗剪强度低的特征,因此软土一般出现在滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的地方。软土是一种细微粒土。软土的成分不稳定,它是碎屑物质、化学成因物质(比如碳酸盐、蒸发盐等)和生物成因物质(腐殖泥等)的混合体,软土的物质来源与周围岩体性质基本一致,软土一般是在缓慢的水流环境中沉积面成的,而沉积物常常有粉砂颗粒伴随,呈现出非常明显的层理性特征。软土具有很大的地区差异性。但大量的研究和实践表明,软土具有以下几点共性:

(1)天然含水量高、孔隙比较大。软土中含有大量的粉土或者粉砂,其中也包括少量的有机物,土质本身就不如其他土地坚硬平坦,由于其中的空隙较多,则会造成一定的水分堆积,加大土质的含水量。而且其软土中含有的一些微粒的影响会造成土质表现容易形成水墨,影响着土质本身的结构。

(2)具有较强的触变性。当对原状软土进行扰动(搅拌、挤压等的办法)以后,软土结构的原有连接就受到破坏,使得软土的强度显著降低。软土的灵敏度一般在3-4之间,个别情况可以高达8-9。

(3)具有明显的流变特征。在荷载的作用下,软土承受剪应力的作用产生缓慢的剪切变形,并可能导致抗剪强度的衰减,并在主固结沉降完毕之后还可能产生可观的次固结沉降。

(4)具有较小的强度特征。软土一般都是由近代水下细颗粒沉积而成的,因此其天然排水抗剪强度一般低于20kPa,有效内摩擦角甚至接近于零。软土抗剪强度的试验值与试验方法、排水条件等因素有着非常密切的相关关系,当采用固结快剪的操作时,那么软土的粘聚力和内摩擦角将比快剪指标大。因此在荷载作用下,如果能够将软土进行充分的排水固结操作,那么软土的强度将得到明显的改善和提高。

(5)具有渗透性小的特征。相对于其他种类的土质,软土本身的就有很强的含水性,所有水分不容易在竖直方向上进行流动,但在同一个水平面上,水的渗透作用更强,渗透系数也更高。

(6)软土具有不均匀性的特征。我国的土质具有多样性,由于不同地理环境的差异,导致软土中可能混有的物质不同,软土中常常会混有粉土或粉砂,而且由于自然形成的原因,混有量不同而密度等也不同,当公路要在这种土地上施工时就会易产生一定程度的差异沉降,而且每个地方的沉降不同,这在很大程度上会影响公路工程的施工质量。因此只有全面的了解软土的土质情况,才能在施工过程中采取相应的对策和施工措施,并且针对特殊公路路况做出最好的施工方案,从而使整个施工方案起到事半功倍的效果,同时也保证了整个公路工程的整体质量。

二、公路软土路基施工技术

在实际进行的公路施工中应密切观察水平面的沉陷量,如果沉陷正常则采取合理的措施加以保持,如果沉陷量较大则应该立即停工,查明原因对给与处理。软土的沉降较大,如发生意外则损失也较大,应安排尽可能多的观测仪,密切注意沉陷程度,及时采取措施,保证填土的有效性,公路建设的安全性,可在路基预压期满,沉降基本完成之后再开槽施工。

2.1抛石挤淤

1.根据设计选择符合要求的石料,注意级配质量,最大粒径以小于20cm为宜。

2.施工要点。(1)施工时应先从路堤中部开始抛填,中部向前突进后再逐渐向两侧扩展,以使淤泥向两旁挤出。(2)当软土或淤泥底面有较大的横坡时,抛石应从高的一侧向低的一侧扩展,并在低的一侧多填一些。(3)抛填第一层要厚些,以便能承受住压路机,待上一层抛填物压入泥中,再抛填下一层,直至用重型压路机碾压不再下降为止(用测量沉降法确定)。

2.2爆炸法处理软土地基

爆炸处理软土地基的方法主要有“爆夯法”、“堤下爆炸挤淤法”和“爆炸排淤填石法”三种。土体是由不同尺寸、成份的土粒组成的多相分散体系。它属于分散介质,其强度由土粒之间的连接强度所决定。决定它的整体强度的是土粒之间的粘聚力和内摩阴力。一般来说土中矿物都具有不同程度的亲水性,水的浸入使土体与水发生强烈的相互致使土粒周围的结合水膜加厚,特别是扩散层松驰结构水的增多而引起土体的膨胀。水的存在又起到润滑作用、降低了土粒之间的内摩阴力。大量水浸入土体,形成湿坍和水化现象,降低了土体的稳定性。影响土体稳定性的因素较多,主要有分散度、土的成分、土中天然胶质的性质以及土体的密实性。土体的密实度越大,则孔隙率越小,水不易浸入土体,因而水稳定性较好。从土体的特性可知,含水量和密实度对于土体的强度、稳定性影响较大,也是加固处理的关键。

三、结束语

随着社会经济快速发展,我国公路建设对路基的要求也越来越高,当今经济社会对科学施工技术的客观要求催促我们在公路建设这一领域要做到不断创新、不断学习、不断进步。

作者：刘冯 单位：中国中铁四局集团第四工程有限公司