软土路基是公路施工建筑中主要面临的地基问题,目前公路建设的规模逐步扩大,软土施工的机率也呈现上升趋势。软土路基的构成结构比较特殊,稳定性和承载能力相对较低,无法承受交通运输,所以利用科学的施工技术,加固软土路基,提高软土路基的稳定能力,避免公路施工受软土路基的影响,无法正常进行。通过施工技术,改变软土路基的结构、环境,或者添加外力支持,目的是强化软土路基,推进公路施工建设的发展。
一、分析公路施工中软土路基的危害
软土路基在公路施工中的危害表现,主要分为两种。第一,路堤滑坡,软土路基是公路地基的一部分,由于软土特性的干扰,导致公路地基的稳定能力下降,无法保障路堤强度,在实际施工中,软土会引发滑坡,无法支持公路的正常施工;第二,路基沉降,此类危害属于软土路基的主要表现,软土路基结构、技术等稍有不到位的地方,则会引发软土路基变动,失去路基的稳定性,软土沉降的危害比较严重,容易引发大规模的公路沉降,制约交通道路的发展。因此,必须正确对待软土路基处理,选择科学、匹配的施工技术,改善路基环境,确保公路施工的稳定,提高公路施工水平。
二、影响软土路基施工技术的因素
结合公路施工软土路基的处理现状可得:软土路基处理技术的应用需要符合公路施工的基本要求,保障施工技术的规范性。
1、公路施工条件。不同条件的公路施工,对软土路基的施工工艺和技术提出较高要求。例如:级别普通的公路,在软土路基与公路施工处理顺序方面,没有过多要求,不会影响公路的整体性能,但是相对级别比较高的公路,必须先进行软土路基处理,确定沉降因素,稳定软土路基后,才可实行公路施工,由此可以提高公路路面的稳定度,避免由于软土路基引发裂缝、断裂。
2、公路的基本形状。公路建设的形状,属于比较基本的影响因素,公路施工过程中,难免遇到不同程度的路堤,不论是宽度还是高度,无法达到平衡状态,所以对软土路基施工技术的选用存在一定影响[1]。公路的基本形状对软土路基的施工技术有明显的选择,如果处理技术不到位,影响公路建设的稳定性,例如:路堤存在宽窄之分,针对比较宽的路堤,不适合采用换填、碎石桩技术,此类技术容易损坏路堤结构,促使路堤面临巨大的承载压力,一旦投入交通运输,则会导致地基下沉。
3、公路施工环境。公路施工环境对软土路基施工技术的影响性较为直接,公路施工地质、地理位置等,都可成为主要的影响因素。例如:公路施工环境处于雨量充足的环境内,对软土路基施工造成一定的压力,如果未做好充分的防水准备,大量的雨水顺势流入软土路基内,直接降低软土性能,严重时还会造成土质流失、地基沉降,增加软土路基施工的困难度[2]。所以根据公路施工环境,做好防护措施,为软土路基施工技术的应用,营造良好的施工空间。
三、公路施工中软土路基的施工技术
根据公路施工中软土路基的表现,例举比较常用的施工技术,重点优化公路施工环境,管控软土路基的性能。
1、碎石桩处理。碎石桩是处理软土路基的传统方法,目前仍在使用,具备较高的处理效果。碎石桩处理的核心思想是振冲,利用振动和冲击的方式,促使软土路基表面呈现孔径,将已经处理好的碎石,注入孔径内,适当添加粘合剂,提高碎石之间的粘合性,碎石会在软土孔径内凝结、固定,形成碎石桩,分担软土路基的承载压力,碎石桩处理具备复合的特性。根据软土路基的面积、性质,确定碎石桩的密度和位置,组成碎石桩的物料比较稳定,不会受到软土环境的腐蚀、侵害,软土路基内部容易暗含地下水,在碎石桩的作用下,可以防止软土路基沉降,不会受到地下水的影响。由于碎石桩处理具备成本低、效益高、性能稳定的优势,在公路施工中比较常见。
2、换填技术。换填技术主要是通过置换的方式,改变软土路基的内部结构。例如:利用机械设备,挖掉地基中的软土部分,采用硬度、强度比较高的物料,如:碎石、煤渣等,实行分层填充,填充时尽量按照物料的稳定性能,较为稳定的物料填充在软土空间最下方,完毕后夯实。换填技术比较适用于软土纵向深度明显的地基中,可以在空间上提高稳定能力,发挥换填技术的性能。
3、注浆技术。注浆技术必须在高压力的条件下才可完成,首先规划软土路基的作业深度,当钻机达到规划的深度时,借助高压喷嘴,喷射泥浆,泥浆喷射时具有高强的力度,在力度作用下,切割软土;然后促进软土泥浆的混合,软土内的土质与泥浆干燥后固结为整体,提高软土路基的硬度;最后完善固结体,体现其在软土路基中的加固作用。注浆技术在后期发展中,分支比较多,例如:高压处理、化学技术等,所以在公路施工中,根据软土路基的性质,选择比较匹配的注浆技术[3]。注浆技术不仅提高软土路基的加固能力,而且有效防止软土下降,保障软土性能。
4、固结处理。固结处理是加强软土路基稳固能力的直接方式,通过在软土路基内部添加化学试剂,改变软土原本的结构,促使软土路基趋向于稳固状态。例如:在软土路基中增加固化剂,利用深层搅拌的方式,充分融合软土与固化剂,两者发生化学反应,主要目的是实现地基固结,加快软土硬化的速度。为提高固化剂的固结能力,还可借助旋喷的方式,全面增加软土与固化剂的接触面积,以便提高粘黏力度,实现软土稳定,支持公路施工的正常运行。
5、排水处理。软土路基中的排水方法比较普遍,排水处理适用于软性比较低的地基中,如果软土路基的稳定性极差,不能利用排除处理的施工方式。排水处理利用砂井固结的原理,排除软土路基中的水分,避免水分干扰。排水处理时,需要在软土路基表面铺设砂井,通过预压砂井,增加排水速度,控制预压力度,防止软土下沉过快,造成地基沉降。
6、冻结技术。冻结技术同样利用化学物质,冻结软土本身,提高结构强度。冻结技术的原理与遇冷结冰比较相似,主要是利用软土路基中的水分和流动性较强的软土结构,通过液压装置,将CO2、液态氮,压入软土路基内部,CO2促进软土膨胀,液态氮可以营造低温环境,促使此两种物质在软土路基内流动,软土路基会逐渐呈现冻结状态[4]。随着冻结技术的使用,制冷设备逐步投入到软土路基处理中,提高冻结效率。冻结技术对软土路基没有过多要求,适应性强,但是必须使用在软土深度>8米的环境内。