高速公路路基设计及软土地基处理研究 耿磊

发表时间:2021/7/28   来源:《基层建设》2021年第13期   作者:耿磊
[导读] 摘要:高速公路是我国交通系统中不可缺少的重要组成部分,对于我国社会发展以及国民出行有着至关重要的作用,而路基设计工作是高速公路工程施工的保障,在进行路基工程施工过程中施工单位往往对相应的软土进行处理,这是因为软土本身的粘合度相对较低,极容易导致高速公路的整体质量受到影响。
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        摘要:高速公路是我国交通系统中不可缺少的重要组成部分,对于我国社会发展以及国民出行有着至关重要的作用,而路基设计工作是高速公路工程施工的保障,在进行路基工程施工过程中施工单位往往对相应的软土进行处理,这是因为软土本身的粘合度相对较低,极容易导致高速公路的整体质量受到影响。通过对软土地基的处理不仅能够有效提升建筑自身的稳定性,还能对企业发展产生极为有效的促进作用。
        关键词:高速公路;路基设计;软土地基处理
        1公路路基设计的含义
        由于道路的土层性质的不同,存在着一定的差异,所以可以根据这些土壤性质,将公路路基分为:黄土路基、软土路基和盐渍土路基,对于这些种类的路基都需要进行排水沟的设计,同时路基设计时需要在道路两边的路肩上加一定的宽度,并且在公路路基设计的时候,需要估计这条道路会出现的车流量,以及可能通过的最大型的车辆种类和重量,特别是当中大型车辆通过时,路基不能出现承重破裂的为,在强度上要达到相关的标准。除此之外,在公路路基的设计前,需要对这个地段的车辆流通量进行调研,对周边的环境进行调研,以及在周边服务区的情况进行了解,综合各种信息,然后才能根据相应的条件设计高速公路的路基,并且这条路基在修建时,对周围的自然环境需要进行勘测,了解这些地段的地质条件,是否满足地基的修建,如果出现不满足的地方,应该采取相对应的措施来解决这一系列的问题。
        2公路地基设计要点
        2.1地基坡面排水设计
        一般情况下,在对路基两侧边坡进行排水系统设计时,都会采用这样一种设计方法,即先准确计算出边坡中间的隔离带和边坡的综合排水量,然后再正确得出所需修建排水沟的宽度和深度,中间的隔离带等。一般情况下,在路基排水设计施工过程中,为了尽量减少路基中的地下水含量,还要切实做好中间分区隔离带排水设计。一般而言,在路基中间的隔离区,就是必须再加一堵墙或防渗层,在其下方进行铺设,在完成了相应的防渗墙或防渗材料后,还要及时清除防渗层内的积水。
        2.2地基加固设计
        施工单位想要从根本提升道路的施工质量,在公路施工时便要进行很多的规划,并且绝不能有一点马虎大意。在整条道路的设计中,所有设计要点都更直接地涉及到如何保证公路上的行车人能够安全通过,以及如何确保路基的使用寿命与其质量,以及如何准确估计公路在规定时间内可能发生的各种交通状况。因此对路基进行设计是非常必要的。填石法是指在软土地基中增加石子、砂砾等较强的抗压伸缩性能,以提高其抗压、防护和承载能力。选择适用于填埋软土层的基质材料时,应对其进行筛选,不宜采用某些形状错误或积石过大的基质材料,这样会严重影响路面压实效果,导致路面出现不平整。挤压加压法的主要特点是以软土夯实施工方法与填土砌石方法相结合为基础进一步发展起来的一种综合技术施工类型,其主要特点是通过工艺应用专门的夯实施工振动装置,可对软土地基进行充分重复振捣,采用的振捣装置是振动震荡器,使软土粉体颗粒能与没有软土地基的地基充分紧密地振动组合,并利用挤压施工装置对软土路基进行各种反复振动作用,提高水泥路基和软土地基的坚韧性,提高软土地基基层承载能力。
        2.3坡面保护设计
        (1)保护好植被。公路路基设计中,一般会先为人设计一道网状水泥树皮防护围栏,然后在防护围栏内种植花草、动植物等,以达到防护边坡的效果。
        (2)施工时,必须修筑防护墙。对于边坡防护,这是目前应用最广泛的一种方法,一般每一块防护墙都要建成网形连接,并根据需要在每一块防护墙上增加一定数量的钢筋,这样不仅能大大降低防护墙的施工成本,而且能达到理想的效果。但如果软弱土层中存在大量的多层砂垫层,使其地基排水流通顺畅,再加上竖向排水系统,也不能改善其排水功能,而且还会对周围地层结构造成干扰,因此可采用砂垫层、堆载预压法等多种排水措施。对软土层的厚度、物理性质等参数进行综合评价,并根据工程实际情况选择合适的复合地基作为设计方案。


        3对公路施工中软土基地的有效处理办法
        3.1夯实加固法
        由于软土含水率高、抗压性差,因此需进行夯实加固处理。这一方法起源于法国,用重锤从一定高度落下打实地基,在冲击力的作用下压缩土体,减少空隙,排除水分。对含水率较高的土体,可排出多余水分,提高地基承载力,对河流、沼泽等地区,可起到明显的施工效果。对饱和性黏土地基而言,由自由落体自重引起的力挤压能使软土地基更加牢固,承载力明显提高。
        3.2水泥、粉煤灰、碎石筑桩法
        把水泥、粉煤灰和碎石混合,用打桩机制成桩,在褥垫层的作用下,其与周围土层紧密结合,形成复合地基,在桩身上集中受力,分担软土的荷载,减少周围土层的受力,使整体承载能力明显提高,减少沉降。试验结果表明,该方法能有效地提高软土地基的承载能力,其应用效果已被广泛认可。该方法的关键在于强度等级的确定,越精确的计算,就越能取得良好的应用效果。施工技术也很重要,需要有经验的施工人员来主导施工,对施工细节进行严格的控制,以确保在高速公路施工中有效解决软土地基问题。
        3.3深层打孔强夯法
        强夯法能有效地解决软土地基存在的问题,适用于粘性大、膨胀明显的土体。采用打孔填料的方法,同时对填土部分进行夯实加固。该方法具有加固效果好,设备简单,操作方便,施工周期短,节省人力物力,适用性强等优点,除对较厚的淤泥类地质不适用外,对其它软土地基的强夯效果也是相当理想的,成为目前使用最广泛的强夯方法之一。具体施工过程还需结合现场具体情况,可在地基孔洞内完成填土强夯部分的施工,提高地基的粘性和承载力,使地基更加紧实牢固,增强整体的稳定性。依据土的性质选择合适的材料和夯实力度,使挤压效果更好,保证了路桥工程的施工质量。建设项目竣工后,应合理处置残余废弃物,减少环境污染,尽量重复利用,节约工程造价,提高企业经济效益。
        3.4灌浆处理技术
        灌浆处理是将水泥或其它浆液喷入土中,使其渗透,填充至周围土体,待浆液扩散凝结后,可有效地提高软土地基的承载力,改善地基的稳定性,从而有效地防止流沙、管涌等现象的发生。分析施工场地的特点,把握土层特性,制定详细的注浆方案,常用的注浆工艺有渗透式、劈裂式、压密式三种。注浆施工中多采用水泥浆,减少了对环境的污染,使施工更加环保。注浆时要注意把握注浆力度,使浆液充分均匀渗入,完成注浆后要用相应设备进行碾压加固,密切注意管道的密实度,使浆液充分排出气体,避免漏气、漏浆及孔隙,提高地基承载能力。注浆施工属于隐蔽施工,直接观察性差,必须严格按照施工要求和操作规程进行施工。检测已完成的施工部位,确保施工质量。
        3.5软土地基表层排水处理法
        对表面较脆弱的软土地基,进行表层排水处理,可减少土体含水率,提高地基稳定性。对含水率高的部位挖出表层水槽,将表层水槽彻底排出,然后再将性能较好的砂砾或碎石回填入水槽,使水槽变成盲沟,保证及时、有效地排出表层水。本施工方法间接提高地基承载力的手段,一般在实际使用中需要与其它加固措施协同作用。当地质条件较好,土体含水率对地基稳定性起主要影响因素时,采用该方法可取得较好的处理效果。
        结束语
        为了使现阶段我国的交通事业的飞速发展,国家的相关交通部门在高速公路路基的设计过程中需要采取一定的措施,对软土地基进行有效处理,从而排除一定的安全隐患,让人们的日常出行能够得到保障。
        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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