张恒
山东建筑大学 交通工程学院 山东 济南250101
摘要:软土路基是平原区高速公路非常常见的一种特殊路基,分析了软土地基的工程特点,归纳总结了目前高速公路工程中常见的软土路基处理措施和施工要点,提高高速公路工程软土路基的施工质量。
关键词:软土路基;施工技术;高速公路;地基
0引言
高速公路的路基施工是高速公路建设过程中的基础部分,这一阶段的施工质量是整个工程顺利进行的重要保证。因为其直接决定了高速公路的使用寿命。路基的施工工作应结合施工路段的实际条件进行,如地质、气候等。由于我国地域辽阔,地区的地质情况不一,因此在公路施工时难免会遇到软土地基的情况,这就使得软土地基施工技术应用的重要性愈发突出。针对此种情况,为了有效发挥软土地基施工技术的作用,要对软土地基施工技术的特点及其具体应用进行合理化分析,不断优化公路路基施工的软土地基处理水平[1]。
1 软土地基在高速公路施工中的特点
1.1 软土地基概述
软土地基是公路施工中常见的一种地基类型,软土是指大部分结构为软弱黏性土或者淤泥、含有少量的腐泥和泥炭的土层。软土地基是由软土构成的地基,地基的稳定性受软土的流动性及软土含水量的影响,不采取合理的处置措施,容易引发不均匀沉降问题,从而引起路面的开裂、沉降等问题,影响路面的承载能力,降低路基结构的稳定性,影响工程质量。
1.2软土地基的特点
(1)含水量高:软土地基分布的范围比较广,部分软土地基难免处于存有地下水的环境中,且软土地基组成部分为粉土与粘土的情况,使得软土地基的含水量比较高,容易出现含水量超标的情况。软土地基含水量较高的特点,不仅影响软土地基的稳定性,对于公路路基后期使用的安全性也影响很大,因此只有做好软土地基的相应技术处理工作,才能减少软土地基的带来的各种隐患。
(2)压缩性高:压缩性高是软土地基的重要特点,软土地基具有的高孔隙比、低抗剪强度特性使其在受到荷载作用后,会出现地基变形大且变形稳定时间长的情况。
(3)透水性差:受到软土地基自身特性的影响,软土地基的透水性能比较差,在受到大量雨水冲击后,很难快速将积水进行排出,使得其在一定程度上降低了路基的排水能力,阻碍了公路路基的整体性能优化[2]。
2 软土地基处理方法应用及要点控制
2.1 换填
换填是处理软土地基较为常用的一个方法,即将不符合质量标准的软土换为质量满足要求的、强度较高的砂砾等填料,一般换填深度为 3 m,有效理深度也应根据道路等级及设计规范制定,可采用人工与机械结合的方式填挖路基。
2.2 排水垫砂层
砂垫层排水技术在进行软体地基处理时,对软土地基具有一定的适用要求,即不能运用于排水性能较差的土质地基中。进行软土地基砂垫层排水技术施工前,需要对原材料进行严格的挑选,并尽量选择含泥量为5%的砂石,且同时需要保障原材料的质量符合国家规定要求。实施软土地基砂垫层排水施工操作时,需要先在路堤底部处进行砂层的铺设,铺设的砂层厚度应当控制在15-25cm的范围内,使得软土地基的固结速度能够有效加快,提升软土地基的荷载性能与排水性能。
2.3进行土工格栅
土工格栅的材质要经过严格的质量检查方可施工。整个土工格栅的施工按照图纸开展,在下承层的全断面进行铺设,铺设前要保证下承层的平整,在铺设时要保证结构的顺平,保证铺设均匀而连续,尽量不要出现褶皱,且将承载能力较高的方向设置在路堤的轴线方向,这样可以预防卷曲情况发生。此外,拼接处的土工格栅的抗拉强度应高于设计抗拉强度,搭接处应多设置一定的长度,其中横向搭接的长度应超过 30 cm,纵向搭接的长度超过 60 cm。
土工格栅的填充料也要保证质量,在填料处于最佳含水量时进行压实。在土工格栅摊铺完成时,应保证在 48 h 内使用推土机或装载机覆盖或回填填料,填筑速度要进行严格控制,沿着路堤轴线的方向施工,同时应监控路基的沉降与稳定性动态,保证施工的安全性能,以完成施工[3]。
2.4加载施工技术
加载施工技术分为两种施工类型,一种是填土加载法,一种降低地下水施工法,用这两种方式进行公路路基软土地基施工,可以增强软土地基的抗压性能、稳定性能与强度,避免软土地基出现路面沉降的情况。填土加载法是在软土地基的基础上,进行填土的施工操作,使得地基内部的总力能够加强,减少路面的沉降量,该施工技术原理涉及固结度,由于原有固结度较为稳定,但由于超载经过一个时间段,增加固结度的原有标准,但是实际加载不会瞬时完成,卸荷后又会产生一定的膨胀,所以此时增加的固结度可忽略。降低地下水法适用于上部、中间部位有砂层分布的地基,这种方法的特点是与软土层深度无关。
2.5 粉喷桩法
粉喷桩搅拌法就是使用通过压缩空气输送加固剂粉体材料,使加固剂粉体材料与软体地基充分接触搅拌均匀,产生一定的物理化学反应,这使处理后的路基的抗压强度与稳定性超过原软土地基,处理后路基的含水量明显降低,这种方法可以起到有效的提高稳定性及抗压强度的作用。
粉喷桩法技术的优点: 粉喷桩法使用水泥作为掺和剂,这可以降低施工成本,处理后的路基加固作用明显,且施工简单,较为清洁,不会对周围环境产生污染。使用粉喷桩技术处理方法可以布设形状大小不同的桩体,施工较为灵活。
2.6强夯法
强夯法是利用起重设备,将重锤升高至最高处后再将锤放下,利用重力的作用对软土进行夯实。该方法操作简便,安全性高,施工工期短,可以明显提高路基的承载能力。
技术原理: 该方法主要适用于可灌性较好的土体,软土地基的空隙较大,使用此方法可以将事先配好的水泥浆灌入软土路基中,并利用重锤将路基压实,水泥浆在软土中受到挤压的作用,形成各种形状的浆体。水泥在软土中硬化固结后,软体地基中的摩擦力会逐渐增加,地基的压实密度也越来越大,因此处理后的地基的承载能力也大幅提高。
具体施工方法: 根据原地基的条件确定施工方案,若复合地基的条件较好,可在使用冲击钻成孔之后,在桩内注入各种材料如水泥、砂石等,然后封住灌浆孔,以方便施工压实。使用该方法可以有效堵住软土中的空隙,提高承载能力,同时也需通过此方法将碎石间的空隙加大,以避免在灌浆时串浆[4]。
2.7机械碾压处理方法
机械碾压是工程中常用的软土路基的处理方法,机械碾压设备可以在反复的碾压后使土质更加均匀平整,有效的预防软土路基出现不均匀沉降的问题,进而提高路基的承载能力,保证工程质量。
2.8高压旋转喷射处理技术
高压旋转喷射处理技术是利用脉冲泵在高压作用下喷射出化学浆体,钻杆也以高速旋转以打破原土体的组成,同时将浆液喷入土质中,从而影响原土体的结构,使形成的圆柱体均匀密实,还可以通过加入一定的氧化钙凝制剂使浆液快速固结,减少浆体流出。高压旋转喷射法是公路、铁路施工常用的一种新型方法。
3结论
本文从阐述软土地基的定义、工程特点入手,探究了高速公路软土地基施工中易出现的问题,最后介绍了软土地基常用的施工方法及要点。随着公路工程的不断发展,软土地基的处理和改善是不可避免的问题。
参考文献:
[1]马飞. 公路路基施工中软土地基施工的技术要点分析[J]. 交通世界,2015,(5):55-57.
[2]尹升. 软土地基处理技术及在公路施工中的主要应用[J]. 黑龙江科技信息,2016 (17) : 199.
[3]曹立. 公路工程软土地基处理技术[J]. 黑龙江交通科技,2016,39 ( 12) : 53,55.
[4]李亚军. 探讨公路工程路基施工质量控制技术[J]. 赤峰学院学报(自然科学版),2016,(01):25.