高速公路路基设计及软土地基处理

发表时间:2021/7/15   来源:《城镇建设》2021年7期   作者:李小锋
[导读] 随着科学技术的发展,交通运输业的发展日新月异。

        李小锋
        重庆路威土木工程设计有限公司  重庆市南岸区 400060
        摘要:随着科学技术的发展,交通运输业的发展日新月异。公路作为交通运输的主要载体,在路基设计中需要对路基进行控制。在公路路基设计中,必须认识到路基通常是高速公路下面的天然地层。为了使路基坚固稳定,必须选用固体材料对填筑场地的土层进行压实,以保证高速公路的稳定性。在公路施工过程中,我们会遇到软土地基的情况。如果有关建设、设计部门不作适当处理,会给公路路况带来一些安全隐患,很容易引发安全事故。
关键词:高速公路;路基设计;软土地基;处理
        引言
        伴随着经济的快速发展,交通运输状况成为影响经济发展的重要制约和影响因素,在公路交通网建设中,高速公路建设越来越受到重视,一般都是多点交汇,但由于其涉及的地域范围较广,跨越高速公路的地形条件比较复杂,因此,在高速公路施工设计中应遵循相应的设计原则。
        1软土地基的特点
        软地基的主要特点是抗压强度低,粘性高,保水性好,流动性强,以泥沙为主。以沿海、盆地、河流冲积区为主。对路基工程的危害主要是软土强度低,在外力作用下会对路面造成剪切破坏,严重时会造成大面积沉降、路面开裂、积水漏水、路面平整性差等。
        因此在路基施工前,一定要严格把关,对各种条件下的软土地基进行分析、设计,探讨符合实际的施工措施,以达到经济实用的要求。
        高速公路路基工程软土地基处理,应根据现场软土深度、路基高度、地理位置等因素,结合设计文件及相关规范进行研究。不同方法将产生不同的路基变形情况。
        2高速公路路基设计的要求
        2.1以实际出发,保证路基质量
        高速公路路基设计阶段,应根据公路实际情况和公路需求,结合公路标准规范和要求,科学合理地进行设计。此外,还应在设计阶段考虑当地的气候条件、温度差异、地形地貌等因素,并在此基础上进行设计,以避免由于不同地区的气候环境、地形条件等因素的影响,导致施工设计与实际施工不相符的现象。
        2.2把安全作为设计的前提
        无论在何种工程施工中,安全都是施工的首要前提,高速公路路基施工也不例外。地基是高速公路的重要组成部分,它对于高速公路的正常使用意义重大。所以,在进行地基设计时,必须保证地基设计的安全和稳定性,并将其作为地基后续设计工作的重要前提条件。
        3高速公路路基设计方法
        在高速公路路基设计中,首先要对施工路段的自然环境进行调查研究,从中研究原始资料和资料参考。然后根据线路纵断面图的不足,根据填挖高度和当地地质条件确定路基横断面形状。确定路基断面形状后,根据沿线地表水流的实际情况,制定有针对性的排水方案,并在此基础上做好路基防护加固设计。公路建设往往跨越许多地方,有时甚至跨省。因此,在公路路基设计中,应综合考虑一般地基和软土地基,使整个公路路基设计更标准化。
        3.1一般路基设计
        就普通公路路基而言,其结构可分为整体式和分离式。在整体式路基设计中,根据高速公路的功能特点及规范要求,采用双向四车道较为普遍,路基宽度一般采用26m。其中行车道宽度为2×2×3.75m,硬路肩一般采用2×3.0m,土路肩一般采2×0.75m,中间带(绿化带)一般设置为3.50m。分离式路基适用于高速公路隧道进出口。单个分离式路基的宽度也应符合国家规范,其宽度应一般控制在13米左右。根据功能划分,行车道可以设为2×3.75m,右侧路肩宽度为3.75m,道路左侧边缘宽度为1.75m。对于一般公路路基设计,设计人员需要控制碾压长度,保证碾压速度的合理性,从而保证路基的平整。在路基压实施工中,合理的压路机长度和速度可以保证路基的稳定性,因此路基压实设计对路基的实际施工影响很大。因此,路基设计人员需要合理控制碾压段的长度和速度,以保证两者的协调性。


        3.2软土路基的设计
        软土路基是我国公路建设中最常见的地质条件之一。软土路基的功能设计基本上是按照国家标准和尺寸进行的,与一般路基一样。但由于软土地基含水量大、地质松散、抗压能力弱等问题,容易引起公路路基不均匀沉降的现象,对整个公路路基设计的稳定性有很大影响。因此,公路路基设计人员在设计工作中,应重点对软土路基进行加固。目前,中国高速公路软土地基的设计和处理方法有两种。第一种是砂砾垫层处理,即在软土层中埋设一定量的砂砾,对路基进行加固。这种方法可以解决软土地基中高含水量的问题,使路基更加干燥,进而加固整个道路结构。二是软土换填的处理方法,即挖除软土路基,换填含水量高的土,然后填筑稳定性好、含水量低的土。这样可以从根本上提高路基的稳定性,使公路路基的设计更加规范,满足公路的实际需要。
        4软土地基处理的方法
        4.1在软基处的处理方法
        首先,砂垫层的处理要严格规范,材料应为中粗砂。含沙量不超过3%,砂垫层宽度远大于坝面宽度。只有这样,技术人员才能确保大型机械设备不会破坏砂垫层在施工过程中的有效作用,使土工格栅铺设,从而提高整个地基的抗压强度。还可作为排水隔离层,以改善地基稳定性。为了进一步提高地基的抗剪强度,在砂垫层的基础上铺设高强度土工合成材料,在中间铺设复合垫层。该方法还具有一定的刚度,可以使软土地基具有一定的承载能力,并能将车辆运载在一定的范围内。该方法解决了两种土快速压实引起的不均匀沉降问题,使重量分散均匀。它能承受较大的张力,降低软基的应力,减缓路基的中心沉降,减少不均匀沉降,加固软土,避免沉降过程中的沉降。注意行车安全。此外,在软土地基处理过程中,有必要增加排水系统。地下水位的上升不仅加速了软土的侵蚀,而且使软土表面产生裂缝,给人们的行车安全带来很大的隐患。此外,大雪和雨水会破坏地基。这一长期过程将逐渐软化基础。当大型车辆通过时,软地基可能下沉。软土部分采用排水系统,软土部分采用填筑法。它可以控制软土地基的总沉降而不减少沉降。。
        4.2反压护道法
        由于填土所引起的滑破会在实际工程中经常发生,有时无法满足要求,因此,在方路两侧一定宽度范围内,通常采用平衡反压填土的方法。该方法虽然能保证填土稳定性,但显然会导致填土宽度大幅度增加,因此应提前做好土工准备。其局限性还表现为,在土地难以利用和土地征费较高的地方,这种方法往往是作为一种紧急措施,当出现非常特殊的情况时,如发生滑塌填时。
        4.3强夯法
        强夯法进行路基加固,主要是利用机械设备对地基进行压实,以提高地基的承载力。强夯法又称动力压实法,主要施工的机械设备以重锤为主,采用自由落体原理对地面基础土层进行压实,强夯法主要应用砂土、碎石、粘性土、杂填土等,通过提高土层强度,减小压缩系数,改变土层组成,如:粘性土层经过强夯后,含水率明显下降。所以强夯法比较适用于土层较为湿润,且液化程度较高的路基。
        4.4排水固结法
        软地基排水固结法是利用路基承载力将土层水分排出,同时减小土层孔隙,增大土层密度,产生固结变形现象。实践表明,随着失水压力的不断增大,土层有效应力不断增加,沉降提前完成,为铁路路基施工提供了有利条件。通常的排水固结法是由加压系统和排水系统两部分组成,在软土路基处理上二者不可分离,在高填方路段,施工时可采用路堤填方进行加压,低填方则需采用堆载预压来完成土层的固结。
        结束语
        总而言之,公路工程施工是一项复杂的工作,为了确保工程质量,需要在施工过程中切实做好质量控制。为使我国现阶段交通事业的快速发展,国家有关交通部门在设计高速公路路基时,需采取一定的措施,对软土地基进行有效处理,以消除一定的安全隐患,保证人们的日常出行。
        参考文献:
        [1]黄湘宁,洪雄杰.探析高速公路路基设计及软土地基处理[J].江西建材,2018(6):23-24.
        [2]韩春红.高速公路路基设计及软土地基处理[J].城市建设理论研究:电子版,2015(6):32-33.
       
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