高速公路工程施工中软基处理关键技术分析

发表时间:2021/5/26   来源:《建筑实践》2021年第4期(上)   作者:王绍博
[导读] 近年来,我国的高速公路建设的发展迅速,

        王绍博
        中水电十三局水电工程有限公司,山东 德州 253000
        摘要:近年来,我国的高速公路建设的发展迅速,在公路路基设计中,软基的处理特别重要,随着我国交通事业的不断发展,人们的出行质量也相对提高,但是在现阶段公路施工中仍然存在着一些问题,特别是在公路路基的设计中,软土地基的处理特别重要,如果在高速公路的软土地基段不采取加固的措施,那么公路的路基将会发生失稳、沉降,以及在公路两侧由于受力不均,产生侧向位移,往往会导致交通事故的发生,增加人们的出行风险,存在大量潜在的安全隐患。即使高速公路没有出现下陷的情况,也会让车辆的行驶速度大大减缓,并且会严重影响乘客和车主们的舒适感,并且软土地基的影响还能够造成堵车的情况,使道路交通瘫痪。所以,在公路路基设计中软土地基的处理特别重要。
        关键词:高速公路工程施工;软基处理;关键技术分析
        引言
        在高速公路施工中若不能有效对软土路基进行处理,将直接导致工程建设进度的延缓,为高速公路建设产生负面影响。高速公路施工过程中,软土路基施工量约为高速公路工程施工的三分之一,所以必须合理分析软基处理关键技术,以优化高速公路工程施工效果。
        1现阶段公路路基设计中软基处理的问题
        公路运输是现阶段我国交通事业最为主要的运输方式,但是在公路路基设计中,常常会遇到软土地基的情况,软土地基的存在是交通运输安全的最大隐患,因为软土地基会被来往车辆的重量所压迫,从而产生形变等现象,并且由于在我国软土地基占比较大,所以投入的费用也相对较高,但是处理的相应结果却达不到相应的标准,并且在公路路基设计方案完成后,没有在施工阶段完美地执行,并且在公路路基设计之前,相关的技术人员并没有对周围的环境进行勘察,没有考察当地的地质条件,导致地基设计方案达不到相应的要求。除此之外,在现阶段的软基处理中,有关的部门并没有采取的措施来对软土地基进行加固处理,从而导致路基发生沉降,而且还会导致下陷情况的出现。进行软土地基的处理时,受技术限制的影响,随之而来的是一系列的事故,加之有关技术设计人员的相关专业水准有限,并不能够保证相应事故解决方案的科学性以及合理性,在软土地基的处理过程中这种情况仍然位居主位。处理软土地基的意义有以下几点:其一为使地基的抗压程度能够得到进一步的加强;其二为加强地基的防水性、透水性;其三为使地基中的特有土壤得到改良进而更好地发挥地基的特性,并且减少地基压缩变形情况的出现。相关的检查部门也没有明确要求,此外,其也没有对路路基设计技术人员作出清晰的指令,缺乏与之相应的奖惩体系,在施工人员软土地基的处理上的监管力度不强,导致整个施工部门没有措施来约束技术人员的行为准则,导致整个公路路基设计的软土地基处理不当,不能有效排除在公路运输的过程中的潜在威胁,给人们的日常出行安全带来了巨大的安全隐患,并且在处理软土的过程中,所使用的材料也达不到标准,增加了软基处理的难度。
        2软基处理关键技术
        2.1表层处理
        首先,需要与软基位置铺垫材料和砂层,以改善软土地基含水量丰富的情况,提升软基层的厚度,在进行软地基处理过程中,可应用砂垫层方式实现排水固结的目的。砂垫层存在与地下排水层效用相似的作用,可应用其降低填土层的水位,以改善施工作业环境。在进行铺垫过程中,所选的砂石材料应为中砂或者粗砂,其具有较好的级配,5以内属于颗粒不均匀系数。为确保高速公路能够正常施工,可采用敷点材料与垫砂层结合方式开展,以横粗砂作为主要材料。若是软基的透水性不足,必须合理进行软基处理。于软基表面位置铺设多层土工织物,以提升其抗拉强度,提升其整体连续性,降低施工难度,提升耐腐蚀效用。

可采用铺垫材料改善路基不均匀情况,降低路面沉降问题的发生几率;其次,需要开展表层排水干预,分析软土地基,表层大部分土壤为粘性土,实际施工过程中,可以在粘性土之中加入添加剂,以促进路基压缩能力和强度的提升。当前施工中应用广泛的添加剂为熟石灰、生石灰和水泥等物质,这些物质的应用有利于提升软土的抗渗透能力,还有利于产生化学固结作用,促进高速公路建设稳定性能的提升。若是软土地基含水量较高,可以采用表层排水法进行干预,在进行路基填筑之前,必须在地表进行沟槽的挖掘,对地表水资源进行排除,以不断降低路基表层的含水量。
        2.2深层土振动挤压技术
        软基可利用振动挤压方式提升其密实程度,优化软基的固结程度。所以,可以利用打桩机对砂性土进行冲散干预,对人工填土进行冲散,利用高速的振动成孔方式,有利于促进砂料灌填方式的形状构成效率。在对深层土开展振动干预过程中,为促进砂性土紧密效果的提升,促进振动密度的形成,必须不断促进土体密度的提升,改良砂土的承载能力和稳定性能,以规避沉降地基所产生的影响,对深层土液化问题进行解决,对软土地基的湿陷性问题进行改善。利用密砂桩技术,能够从根本上促进软基性能的优化,将其与预压方式相结合,能够进一步促进软基质量的提升。
        2.3路基换填、冻结处理
        高速公路施工过程中,工程技术中应用效果最佳的技术为路基换填处理技术,其能够将软土地基进行挖除处理,依靠压缩性材料开展分层换填操作。可采用碎石灰土、工业废渣等地压缩材料进行换填,保持路面的平整程度。路基冻结处理方式能够有效控制施工量,利用综合液压系统、液化氮系统及二氧化体系统开展制冷,以对软土路基开展冻结干预,由于软土路基自身水分含量比较高,所以可以优化处理效果。这一方式能够利用制冷设备和制冷剂开展,在一定程度上增加了施工成本。
        2.4做好地基沉降处理
        软土地基的处治效果一般采用沉降观测的方式进行检验,当地基沉降量连续两个月低于5mm时,即认为地基沉降变形已趋于稳定,可以进行卸载。然而,施工中由于受到各类外界因素的影响,也会造成路基出现沉降,必须对地基进行进一步处理。常用的沉降处治方法有以下两种:(1)石灰土处治技术。按照一定比例将石灰和优质土拌和均匀,回填后进行碾压。石灰土会产生一系列的物理和化学反应,起到减少地基土内部的水分、提高地基土强度、加速地基土固结的作用。石灰土可以是地基土快速板结,提高地基土的强度和承载能力。提高了地基土的整体稳定性,也提高了抵抗沉降变形的能力。(2)选用轻质路基填料。高速公路的设计标高的是一定的,通常不会采用降低路基标高的方法来降低路基土自重,可优先轻质路基填料。地基上部的很大一部分来自其上部路基的自重,采用轻质路基填料可以减轻地基土自重,进而降低地基上部的荷载。轻质路基填料密度小,可有效降低作用在地基上部的有效压力,进而减少或避免地基沉降,常用的路基填料有粉煤灰、EPS超轻质填料等。在降低路基土自重的前提下,还要提高软土沉降变形稳定的速度,保证路基土的抗剪强度。另外,采用轻质可减少土方用量,节约施工成本。
        结语
        软土地基含水量高、可压缩性高、承载力低,处治不当会造成路基路面结构出现不均匀沉降,进而导致结构破坏。在高速公路施工过程中,应结合施工现场工程地质、施工环境等因素,合理选择软土地基处治方法。文章分析了软土地基的危害和工程特点,全面阐述换填法、排水固结法、密实法、复合地基法、化学加固法等处治方法,分析了加固原理、适用范围和施工重点。合理选择处治方法可有效提高软土路基固结速度,最终达到提高地基承载力,防止地基不均匀沉降的目的。
        参考文献
        [1]刘刚,张军.浏醴高速公路软土地基处治技术研究[J].公路工程,2011,37(04):32-36+55.
        [2]梁法强,杨红伟,陈柳江.试论高速公路软土地基的处治技术[J].民营科技,2010,16(06):219.
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