公路软土路基的处理及监测技术分析

2019-07-23 09:34吴金火生
建材发展导向 2019年7期
关键词:管桩软土公路工程

吴金火生

(中铁七局集团有限公司海外公司,河南 郑州 450016)

软土路基往往还有大量的压缩淤泥与杂填土等物质,多会给公路整体使用性能带来不良影响,如降低路基结构的承载能力,并引发坍塌、偏移等问题。根据以往的施工经验来看,施工人员在处理公路工程软土路基问题的时候,多会受到软土路基含水丰富等特性的影响,而加大实际处理难度。尤其在面对大面积滩涂问题时,必须提前做好滩涂方面的处理工作,合理分析技术以及工种情况,及时排除隐患问题。然而,介于现场施工环境、条件等方面的制约,导致处理软土路基问题时常常会受到阻碍。针对于此,现场人员必须明确软土路基处理技术要点与监测要点,确保公路工程建设安全。

1 处理软土路基问题的重要性分析

对于一般的公路现场施工而言,软土路基问题还是比较少见。然而,对于升级公路建设工程而言,介于建设规模较大、工序流程众多等方面的影响,现场涉及到的土质潮湿区域远比一般公路工程多得多,往往会进一步加大软土路基问题的拓展范围。举例而言,某地区在规划公路建设过程中,面临的软土路基问题十分严重,必须予以大面积滩涂处理,否则势必会引起路基沉降问题以及坍塌风险[1]。一旦出现上述问题,公路工程的施工质量将无法得到有效保障,在正式运行过程中,多会给过往车辆带来安全风险,容易造成人员伤亡事故。介于此,不难看出,及时做好软土路基问题的处理工作具有多么重要的意义,必须加以严格执行与落实。

2 公路软土路基处理技术分析

根据上文叙述,可以得知软土路基存在较大的危害性,必须加以及时处理。以下是本人结合多年施工经验,总结与归纳关于公路软土路基处理技术的相关内容,以供参考。

2.1 沉管灌注桩技术

沉管灌注桩技术主要根据软土路基的实际性质,利用不同的动力方式加以处理。一般来说,沉管灌注桩技术分为振动沉管技术与锤击沉管技术两种方式。在技术选择方面,多需要现场人员立足于工程实际进行合理选择。举例而言,某公路工程靠近河道,常年受到河水冲击作用,导致路基内部含有大量的软土路基成分。对于这类公路软土路基问题,我们可以选择沉管灌注桩处理技术进行合理解决。处理步骤为:

首先,找准桩孔位置,将钢桩尖放入钢管底端位置;其次,沉管处理,主要根据施工组织设计要求,标高。待处理完之后,固定沉管,并灌入混凝土。需要注意的是,固定沉管到灌入工序的时间不宜过久,时间间隔越短取得的效果也越好。最后,利用振捣方式扩大混凝土作用范围,下放钢筋笼并实行浇筑处理。如此一来,软土路基问题基本上可以得到有效控制[2]。

2.2 预应力管桩技术

预应力管桩技术是处理软土路基问题常见的技术手段,主要通过利用预应力管桩,加强路基承载能力,解决软土路基问题。一般来说,预应力管桩技术主要以管桩设计工作为技术核心,技术人员需要结合现场实际情况,设计好预应力管桩及垫层,明确管桩设计参数,重点加强管桩与路基之间的配合程度。

并在此基础上,选择良好的垫层类型,计算软土路基沉降量,为软土路基提供数据支撑。需要注意的是,软土路基中的预应力管桩必须严格确保桩的顶端部分与正方形桩帽相连接。最好与管桩之间形成复合型路基结构,借此加强公路路基性能[3]。

2.3 塑料排水板处理技术

塑料排水板可以有效排除软土路基中的水分,并且可以有效降低路基内部的含水率。现阶段,随着塑料排水板的不断发展与完善,基本上能够满足软土路基问题的处理需求。再加上塑料排水板整体重量偏轻,设备应用性能良好,往往不会对软土路基的处理过程造成不良影响,治理效益明显。

2.4 深层搅拌桩技术

深层搅拌桩技术一般多用于饱和软黏土问题当中,具有较强的地基加固效果。结合以往的实践经验来看,深层搅拌桩主要以水泥材料为施工原料,究其原因,主要是因为水泥具备良好的固化效果,在机械搅拌作用力的影响之下,往往可以加强对深层软土地基的夯实力度。举例而言,某公路工程通过利用深层搅拌机械设备,将喷射出的大量浆液渗入到深层软土路基当中。软土路基受到浆液作用力的影响,固结成整体,有效规避了地基受力变形等问题,并侧面加强路基强度。

3 公路软土路基监测技术分析

3.1 工程背景

本文依托某高速公路工程进行软土路基的稳定性分析。该工程由原来的双向四车道扩宽为双向六车道,老路广泛的跨越农田、鱼塘等软土地基区域,软土多为褐黄色与黑褐色的淤泥,其含水量大,压缩性大。施工时,采用强夯置换法对软土地基进行处治,填土时采用分级加载,严格控制填土的速率。施工中,选用K221+040、K221+060、K221+120 作为监测横断面,本文将以K221+060 监测横断面进行软土路基的稳定性分析。

3.2 K221+060 断面路基稳定性分析

各测点的监测结果如图1 所示。其中,图1a 为K221+060 断面的地表沉降量与时间的关系。由图1a 可知,荷载作用下,各测点的沉降曲线相似,随着时间的增长,软土路基沉降量的增长趋势逐渐减缓并趋于稳定。该断面在前3 个月内的沉降量较大,累积达到了14cm,随着施工的进行,各测点的沉降量逐渐趋于稳定。这是因为软土路基中的软土层随着施工的进行逐渐发生固结。参照相关规范标准可知,该断面的工后沉降为23cm,符合规范标准规定的高速公路路堤沉降量应小于30cm 的标准。

图1

K221+060 断面的地表水平位移与时间的关系如图1b 所示。由图1b 可知,该断面地表总水平位移仅为41.3mm,最大速率0.55mm/d,平均速率为0.15mm/d,完全满足规范中要求的坡脚水平位移不大于0.5cm/d 的条件,且监测过程中,未发现路堤出现剪切破坏及坡脚隆起等现象。

K221+060 断面的分层沉降量与时间的关系如图1c 所示。图1c 结果表明该断面软土路基的最终沉降量为72mm,为总沉降量的36%。另一方面,软土路基的沉降已基本完成,后期变形将会十分微小,呈稳定状态。

图1d 为K221+060 断面土体内部水平位移与时间的关系,由图可知,该软土路基断面内最大水平位移发生在软土路基的中部位置,最大位移值为42.4mm,表明该断面的水平位移变化较为平缓。另一方面,图1d 与图1b 较为相似,表明土体的内部位移得到了有效的控制,软基的加固效果良好。

4 关于公路软土路基处理问题的相关建议

针对现阶段公路软土路基问题,建议公路施工单位应该积极构建技术管理责任制,将技术管理责任落实到个人当中,彻底解决公路软土路基问题。在具体落实过程中,施工单位应该深入现场,明确现场施工条件、土质情况等内容,确立合理的处理方案,并积极与各施工部门进行交涉,确切地将各项技术管理内容贯彻到各施工部门当中,为后续施工安全提供保障。

5 结语

总而言之,做好公路工程软土路基处理工作确保公路工程使用安全的基础保障,必须加以重点贯彻与落实。倘若软土路基问题未得到及时解决,那么公路后续使用效果与使用寿命均会存在大幅度下降的趋势。严重时,甚至会出现安全事故。因此,针对现阶段公路存在的软土路基问题,施工工作存在的不足之处,公路施工单位必须做好软土路基问题的处理工作,最大限度地规避软土路基问题。相信通过全体人员的不断努力,我国公路建设水平将会得到进一步深化,实现预期的应用效果。

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