试分析高速公路工程软土地基的施工技术论文_张家富

张家富

(中国水利水电第五工程局有限公司)

【摘 要】本文首先介绍了在高速公路施工过程当中,软土地基路段工程的相关特点,并在此基础上,提出了有关注意事项,并结合笔者参与的工程实例,对软土路基施工技术要点进行分析,希望凭借自身多年实践经验,给予相关从业者一些有价值的参考。

【关键词】高速公路;软土地基;施工技术

伴随着改革开放的脚步,我国道路建设正在有序而快速的进行着。其中,以笔者亲自参与的江习高速公路施工为例,在施工过程中,常常会遇见大量的软土地基路段,这些软土地基因为有较强的压缩性,同时透水性差,强度极低,因此会给高速公路的施工带来很大的麻烦。在我国以往的高速公路建设的工程中,常常会因为没有正确针对软土地基的问题进行处理,导致高速公路路面开裂。因此,针对江习高速公路中软土地基的处理,已显得刻不容缓。

一、高速公路施工过程中软土地基区域的特点

(一)发生不均匀沉降

以江习高速公路为例,该工程施工路段受到了当地环境的影响,因此就会在某些区域产生大量的软土地基。这些软土地基在沉积的过程中会产生许多的微观层理结构,在这些层理结构当中,就会夹杂粉土与沙尘。尽管在软土地基当中,这些微观层理结构能够有效帮助软土路基的凝固与沉降,但是在相对的环境当中,一般地基在沉降量上就会远远低于软土地基。所以,在江习高速公路软土地基高速公路路段的施工过程当中,常常会发生路面沉降不均匀的现象。

(二)容易变形

在高速公路施工过程中,由于软土地基自身的强度远远低于其它地基,若不针对这些软土地基进行处理,一旦这些高速公路路段路面受到外界较为剧烈的震动和挤压之后,该路段的整体土质结构就很有可能遭到严重的损坏,从而在极大程度上影响路面的整体强度,导致该地段地基极易产生侧向滑动,由此加深软土路基的不均匀沉降现象,由此产生路面的严重变形。

(三)透水能力差

尽管在软土地基当中有着超过五成以上的含水量,但是软土地基自身的透水能力却极差,尤其是在垂直方向,软土地基的透水系数仅为i*(106-108)cm/s之间。所以,软土地基对于高速公路的排水工作极为不利,如果针对高速公路当中的软土地基使用堆载预压的方式进行处理,则施工的时间就会大大增加。同时,如果使用预压的方式,需要逐渐增加重量,以便保证在每级负荷之下,地基始终保持相对稳定的性质。如果盲目追求速度,让重量增加的速度过快,则在软土地基路段就很容易出现剪切破坏或者失去稳定的现象。

二、高速公路软土地基处理工程实例相关技术要点和注意事项

(一)工程简介

江习高速公路总承包部五分部起迄桩号为K55+105~K57+132、K58+708~K65+403.568,全长8.723km,包括路基土石方、桥涵工程、隧道工程、互通工程、临时工程等,主要建设内容为6座桥、1座互通(含收费站)、4座隧道以及6段路基,即青龙嘴大桥、叶家湾桥、生基湾大桥、旧屋基桥、天井坝桥、生基坪桥、张家岩隧道、代家坪隧道、石岗坪隧道、后槽顶隧道、东胜互通等。

(二)技术要点

笔者在此项工程中使用了以下技术,对该工程当中的软土地基进行处理,主要是针对软土地基沉降不均匀的现象等进行。

1.粉喷桩法

所谓粉喷桩,就是从不停旋转的专业级钻机的钻头朝着软土地基周边已经被搅动的土壤中喷洒生石灰粉或者水泥粉,并在此基础上通过叶片搅拌由此形成桩体。通过测试可以发现,经过粉喷桩的桩身的无侧限抗压强度能达到780-2000千帕,经过粉喷桩处理后的软土地基的抗压能力能够达到160-180千帕以上。并且,同高速公路施工技术当中常用的钢筋混凝土桩进行比较,该技术能够在极大程度上降低钢材的使用量,从而有效节约建材成本,并且可以有效降低施工时间。在此工程中使用粉喷桩法,很好的展现了该项技术的经济效益,值得在国内高速公路软土地基路段中大量使用。在使用该技术进行施工的过程当中,需要注意的是,粉喷桩的的桩直径为50公分,喷粉量为50千克每米,28天施工强度需要大于1兆帕。

2.注浆法

注浆法是把沥青浆液、水泥粘土液、水泥浆液与化学浆液注射进软土地基的下层土壤当中,由此达到改良软土地基土地物理性质的目的。在此项工程当中,笔者针对沙砾较多的黄土地基时,采用了这种方法,在采用注浆法针对软土地基进行处理的过程中时,需要针对地基的结构进行考虑。

3.铺垫法

针对此项工程中密实性较低的软土地基,笔者主要采取铺垫法对这一段路基进行处理,处理的具体方式为:在密实性较低的软土地基之上,配设一个砂层对软土地基进行过渡,使用该方法的好处是不但能够有效增强软土地基的密实性,同时因为砂层的存在,使得软土地基的排水能力得到大幅度提升。在进行填土施工的过程当中,软土地基自身的承重能力会不断的提高,路基内材料因为受到重力压迫的关系,使得软体地基的密实度明显提升,由此达到提高软土地基整体强度的作用。需要注意的是,在使用铺垫法对软土地基进行强化的过程当中,所使用的砂垫层的含泥量需要小于百分之五,土工布的重量需要达到250g每立方米,横向抗拉能力需要达到3100n/5an,延伸率需要小于25%,如图一所示,即为铺垫法在软土地基中的使用示意图。

4.排水固结

使用砂垫层。袋装沙,横向纵向排水固结的原理,加载预压处理的方式,一共分为四个种类,第一是只设置厚度为60cm的砂垫层;第二是在设置60cm砂垫层的基础上加上一层土工布;第三是在设置60cm的砂垫层的基础上添加一袋袋装砂;第四是在设置60cm砂垫层的情况下分别架设一层土工布和袋装砂。

(三)高速公路中针对软土地基施工的注意事项

1.确定原理配比

针对高速公路的软土地基施工过程当中,原料的正确配比将会在很大程度上对工程的整体质量产生影响,所以必须要起到足够的重视。在施工开始之前,工程师需要针对工程中软土地基的整体状况展开调研,对工程中的软土地基的整体情况有一个清晰的认识,之后再根据调查结果确定施工过程中原料的配比。

2.排水系统和加压系统的整体高效化

在进行软土地基的施工过程当中,施工方需要针对软土地基的整体排水能力进行调查,对软土地基的排水能力进行强化并使用相关的办法增强软土地基的排水固结能力。

3.针对软土地基沉降的处理

在含有软土地基的高速公路的施工过程当中,因为地基问题所产生的不均匀沉降现象随时都有可能发生,若此时施工方不及时进行处理,就会对此路段的高速公路路面产生严重的损害,给今后高速公路的正常使用带来严重的安全隐患。因此,需要工程师针对软土地基的实际状况,不断研发新型施工技术让软土地基高速公路质量上到一个新层次。

结束语:

当下我国针对软土地基路段高速公路施工相较于原来已取得长足进步,针对软土地基高速公路路段的施工质量已经有了很大的提高,这些软土地基高速公路在耐久性,整体质量上已经有了质的飞跃。但是直到现在,高速公路软土地基的施工仍然存在有很多的问题,其中包括有施工成本过高,优化不足,设备不先进等问题。因此,高速公路的软土地基施工仍然是一个长期而复杂的问题,需要相关技术人员不懈的努力,才能让这一问题解决的更好。

参考文献:

[1]陈汉发.探讨高速公路工程中软土地基处理技术应用[J].福建建材,2014,01:41-43.

[2]张先荣.公路工程中软土地基处理技术应用的研究[J].江西建材,2014,10:155.

论文作者:张家富

论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年4月总第209期

论文发表时间:2016/6/14

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