高速公路软土路基施工技术

发表时间:2020/10/10   来源:《建筑实践》2020年第16期   作者:梁裔举
[导读] 在高速公路项目建设中,由于其空间距离较长,通常会遇到各种复杂多样的地质环境,
        梁裔举
        广西路桥工程集团有限公司, 广西 南宁 530200
        摘要:在高速公路项目建设中,由于其空间距离较长,通常会遇到各种复杂多样的地质环境,而软土路基则是其中最为常见的一种,软土路基因具有变形程度大、土体结构强度低等缺点,致使其施工难度非常大,如果处理不当或处理不及时,很容易带来工程的路堤滑动、发生沉降等问题,给行车安全带来极大的安全隐患。加强高速公路软土路基的基础工程的建设,不仅是保证高速公路质量的必要手段,同时也是确保行车安全的必要措施。
        关键词:高速公路;软土路基;施工技术
引言
        高速公路对于我国的社会经济发展有着至关重要的作用,由于高速公路覆盖范围广,不同的区域有着不同的地质条件,因此做好高速公路的路基施工尤为重要。软土路基施工在高速公路施工中非常常见的,同时软土路基又是施工的难点和要点所在,如果处置不当将会严重威胁到工程质量和安全。提高软土路基施工技术对于提升高速公路整体质量和安全性有着至关重要的影响作用。
1高速公路施工中软土路基的特点
        1.1含水量较高
        软土一般由黏土颗粒物及淤泥等成分构成。软土路基通常具有较大的孔隙,因此,高速公路软土路基的施工中含水量较高属于主要特点,且软土路基中部分有机物在各类地质结构中呈现为絮状结构。软土路基一般含水量在40%~80%左右,由于剪力的作用使得软土形变较为突出,软土的固结沉降将反复发生,会影响到高速公路的安全性。
        1.2抗剪性能差
        土层容易变形、抗剪性能差是高速公路软土路基的特点之一。现有数据资料显示,如果对软土路基不进行排水处理,其抗剪强度会低于20MPa,软土路基内部的摩擦角度通常为20°~35°。软土路基抗剪性能差主要是因为软土路基通常是松散土层、泥炭土质或者土间间隙较大的土层,一旦高速公路软土路基受到较大的测量剪切力,软土路基的土层之间无法保持原有的形态,容易发生偏移、变形等问题。如果高速公路的路基出现偏移、变形甚至是坍塌等都会影响高速公路的工程质量和施工成本,更是会造成严重的不良社会影响。
        1.3荷载性能弱
        作为软土路基的基本要求,荷载性能在确保高速公路发挥通行能力和运输作用方面发挥了关键的作用,而高速公路软土路基荷载性能差却成为制约高速公路充分发挥其运载能力的重要因素,主要体现为易致高速公路施工中出现变形或沉降,高速公路路面无法承受较高的荷载压力,容易出现不均匀沉降带来的路面开裂等现象,这些都是有软土路基的基本特点导致的。
        1.4沉降问题
        在软土路基施工过程中,土体结构很容易受外荷载以及上荷载的影响产生变形及沉降,这对道路的稳定性将会产生极大的影响,会带来路面开裂等问题。因此,施工人员需要在工程开展之前对施工现场及周围土体结构进行详细的实地勘察,在掌握其特性的基础上合理利用施工方式,确保路基能够在工程开展过程中始终处于稳定的状态。
2高速公路施工中的软土路基施工技术分析
        2.1填充置换
        填充置换技术,简而言之即运用性质较为优良的土壤来置换软土路基中的软土成分,以此从实现土壤性能的根本性改变,进而提升软土路基的抗剪性能。在实际操作中,主要通过换填土和抛石挤淤法来实现软土的置换,换填土即移除软土之后,用优良土壤或者碎石进行填充;抛石挤淤法则是利用挤压原理将软土排出,相对于前者而言,抛石挤淤法以其环保性强、效率高等特点得到广泛应用。在施工过程中需要注意软土清除的彻底性以及富余水量的排出工作,从而尽可能确保土质质量的提升。


        2.2挤密桩法
        路基中压实桩的设置可以帮助提升路基工程的压实度,从而避免土体沉降的发生,为了实现该目的,挤密桩法则成为处理软土路基的有效方法。水泥层搅拌桩作为一项重要的施工方法,是将水泥作为固化剂,通过对路基深处软土层的搅拌,使软土与软土固化剂进行充分的反应,借此改善软土路基的稳定性和承载能力。在实际施工过程中,需要通过对边坡实现稳定来实现对软土路基承载能力的提升。除此以外,鉴于水泥层搅拌桩工程的隐秘性特点,需要建筑工人进行施工时间的选择或延长,以此确保施工效率和施工质量。
        2.3排水固结技术
        在饱和度较大的软土路基施工中,排水固结技术较为常用。排水固结技术主要是通过在天然地基设置排水措施,由建筑结构的自重来分层增压,逐渐排除软土中的孔隙水,使软土达到固结和均匀沉降的施工效果。该技术是稳固软土地质结构强度的有效方法,综合排水固结技术和密闭式加压技术能够使软土路基中的水分快速排出,提高排水的效率,增强软土结构强度,有助于提高载荷能力。此外,常用的固结技术还包括真空预压技术、堆载预压技术以及电渗排水技术等。
        2.4添加剂法
        添加剂法对软土路基进行处理是常见的方法之一,其对机械设备要求低,且成本不高便于操作。常见的做法是将软土地基中混入水泥、生石灰、熟石灰等添加剂,使添加剂与土壤发生一系列的化学反应,反应消耗软土路基中的水分,且生成稳定的固态颗粒,改变软土路基原有的土壤成分和结构特性,提升软土路基的稳定性和抗压性。
        2.5砂垫层处理技术
        目前多数软土路基砂垫层厚度不是很大,具有一定的排水能力,如若砂砾的质量较高,则可以借助其进行下一步的施工。不过,若砂砾厚度不符合要求,则会导致工程的正常施工受到影响,所以在砂砾处理工作中,应严格将厚度控制为20cm。与此同时,为提升相关路基结构的施工质量,满足具体的工作标准,应开展砂砾排水性能的试验活动,了解在某些荷载的状态之下,排水、凝结的具体速度,检查清洁度是否符合要求,将含泥量控制在合理范围之内。在此期间,还可以采用洒水压实的措施对其进行处理,压实之前全面检验砂砾表面状态,使其保持湿润状态,然后进行压实处理和后续的一系列工作。
        2.6铺垫技术
        在国内目前的软土路基常规施工中,对于路基表层部分通常使用一定的铺垫材料,这对土工织物的工程性能提出了较高的要求,例如土工织物应具有较高的抗拉度和耐腐蚀性,且应具有相应的连续性和便捷性。铺垫技术在软土路基施工中的有效运用,能够有效减少填方后路基发生沉降的情况。另外,土工织物的合理铺垫也能够增强路基的载荷能力。土工织物主要由土工布以及格栅组成,将土工布和格栅共同铺垫在软土路基表层,具有一定的隔离和排水功用,对于反过滤和路基结构性能的增强也具有一定效果。
        2.7冻结法
        软土路基一般都有较高的含水量,需要降低其含水量才能实现提升土壤整体的稳定性和硬度,可以通过在其表面添加固化剂的方式进行含水量的降低,通用的一种方式就是冻结法,该方法通常是向软土路基中注入经过特殊处理的液态氮或二氧化碳膨润土,或者采用标准模块化机械制冷设备以及封闭式液压系统连接,实现土壤中液体的快速冷却,以此来实现软土路基荷载能力和抗压缩能力的提升,从而符合高速公路工程的基本要求。
结束语
        综上所述,软土路基施工是目前很多高速公路工程建设面临的重难点,具体的施工方法以换填最为常用,这是因为该方法施工简单、质量可控且效果显著。本文主要对高速公路工程软土路基施工技术进行了相关分析,希望能够为同类工程提供参考借鉴。
参考文献
[1]胡永强.高速公路施工中的软土路基施工技术分析[J].城市建设理论研究(电子版),2018(12):115.
[2]杨道德.市政道路工程中软土路基施工技术的应用[J].工程技术研究,2017(11):11-14.
[3]曾林.关于公路工程软土路基施工技术的探讨[J].科学技术创新,2018(20):116-117.
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