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摘要:经济的飞速发展,促进我国交通基础设施的不断完善,同时,当前人们的日常出行对公路有了更高的需求,这也激发了我国高速公路的快速发展。在高速公路建设过程中,路基施工对整个工程造成较大的影响。由于路基承受整个高速公路以及路面行驶车辆的重量,所以路基必须具有较高的稳定性以及强度。如果在施工过程中,遇到软土路基时,必须要使用科学的施工技术来完成,从而保证路基的承载力和稳定性符合行驶要求,进一步提升高速公路的整体施工质量。
关键词:高速公路;软土路基;控制要点
1高速公路软土路基的主要特点
1.1 含水量较高
在对高速公路进行设计和建设时,由于软土主要由黏土颗粒和淤泥组成,因此,软土路基具有空隙大、含水量较高的特点,其中,少量的有机物在不同的地质环境中下沉成为絮状结构,孔隙比较小。软土通常情况下的含水量为36%~80%,在剪力的作用下,软土产生的剪切变形较为严重,在软土固结沉降完成后,将产生较大的的次固结沉降的现象,严重影响了道路交通安全。
1.2 土壤强度低
软土土壤呈现出较为明显的结构性特点,软土结构中原状土在受到挤压或震动后,絮状结构会遭到很大的破坏,导致土壤的强度下降,严重时会出现流动状态,软土土壤在受到扰动后,其强度会随着时间而慢慢得到恢复。另外,软土土壤具有压缩性高和渗透性差的特点,软土压缩模量通常情况下低于4Pa,其压缩性与液限指数之间的关系成正比。由于软土自身渗透性较小,一般在锤子方向上的渗透系数为:10-8~10-6cm/s,基于这样的状况,在土壤之间的重量与负荷达到巩固的效果需要较长的一段时间。
1.3 抗剪强度较低
软土土壤的抗剪强度相对较低,在我国天然软土的结构中,软土的不排水抗剪强度低于20MPa,软土的内摩擦角通常情况下在20~35°,软土路基在载荷作用以及排水固结的状况下其抗剪强度会发生较大的变化,在软土排水固结速度加快的状况下,强度提高的效果将非常明显。
2 软土路基施工技术相关要求分析
2.1 高速公路软土路基施工流程分析
在高速公路软土路基施工过程中,其必须要遵循一定的流程。通常情况下,在进行高速公路路基建设时,需要先进行路基放样,然后进行施工路段的地表清理,对于有水的路段要进行排水处理。然后是土方挖运及填筑,并做好道路的排水系统。之后对路基进行平整压实处理,检测压实度及各项指标,确保路基的承载能力及稳定性。最后进行复测处理及路基整修。
2.2 路基填土和压实技术分析
在对软土路基进行填土和压实处理时,需要遵循三大施工要求。一是所选择的填料要符合规定,一般的高速公路填料的强度指标为CBR,其数值要求必须要满足规范中的最小强度值。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆二是对于比较潮湿的路基段,在进行压实处理时,需要结合以往的工作经验将其压实度适当降低到2%—3%左右。而对于粘质土,在进行压实时也需要适当降低其标准。这主要因为在压实过程中土颗粒间的引力和斥力的相对大小会在一定程度上决定压实土的结构。而潮湿的路基段与干燥路基段相比,其土层颗粒间的引力较大,如果采用干燥路基段的压实标准反而会降低其压实效果,加大土层颗粒之间的斥力。三是在进行软土路基压实处理时,必须要遵循相关的技术要求,采用较大吨位的压路机进行施工,强化其碾压效果提升其压实度。
2.3 地基处理要求分析
对于高速公路路基中存在的软土地基,在施工时要选用轻质的路堤,比如粉煤灰路堤,其能够减少路堤自身的重量。对于浅层的地基,在进行处理时可以采用土工合成材料加固方法,利用土工布或土工格栅代替常规的换填方法。
3CFG桩在软土路基施工中的应用
3.1施工准备
施工准备工作对于整项工程来说极其重要,施工前必须根据设计图纸对地质资料进行仔细精确的检查。施工前平整场地,清除障碍物,提供良好的施工环境,确保水电等能源正常供应。测量放样过程中做好放样工作,并在同时准备好所有施工工具和施工原材料。施工前选择合适的地段以便进行成桩的工艺性试验,在试验的过程中,工程师确定科学的原料配合比、坍落度和搅拌时间。
3.2施工工艺流程
CFG桩施工工艺流程如下:施工准备→桩机就位、调平→钻孔至设计高程→泵送混合料→拔管、灌注混合料至设计高程→移机→桩顶混凝土达到一定龄期后,清理桩间土,并凿除桩头→验收合格,铺设褥垫层。
3.3施工方法及控制要点
(1)钻机就位:钻机就位后,钻杆垂直对准桩位中心,确保垂直度满足要求;
(2)钻进成孔:钻头阀门关闭的条件下,向下移动钻杆至钻头触及地面,保证钻杆垂直于地面,启动马达钻进。钻孔过程中先慢后快,及时检查钻孔的垂直度,发现问题及时纠正;
(3)混合料搅拌:在混合料搅拌的过程中,需要注意的问题是原材料要进行集中拌和,保证科学可行的配合比,在监理工程师的监督下进行搅拌;
(4)灌注与拔管:先检查混合料的坍落度及和易性,钻孔至合适深度后,提升钻杆30cm,同时要关注混合料至桩顶时,为了保证质量能达到要求,可适当超过标高50cm;
(5)移机:第一根桩施工完毕后,钻机移位,移位过程中保证钻头完好,进行第二根桩的施工。第二根桩施工时,检查桩的轴线和垂直度;
(6)清理桩间土及截桩:CFG桩施工完毕在其混合料初凝后,一切工序满足施工要求后,进行打桩弃土清运,在清运过程中需要注意的是,不可损坏大头以下的桩身。保护土层清除后,截除桩顶设计标高以下60cm桩头,截桩时需要注意的是,要在同一水平面放置2个钢钎,钢钎按统一角度放置,放置后大锤击打将桩头截断;
(7)褥垫层施工。CFG桩检测完成并验收合格后,先铺设0.3m厚碎石垫层,碾压密实,为了保证施工的精度和准确性,土工格栅铺设前,先选择合适的幅宽,按照相关幅度在铺筑层划出白线,在铺筑层上铺设土工格栅,拉铺时用人工缓缓向前,每铺10m长进行人工拉紧和调直一次,直至一卷格栅铺完,固定后在上层铺设0.2m厚碎石垫层,实行机械碾压,碾压密实后形成复合地基。
3.4CFG桩操作中应注意的问题
按照沉管上标记的线条进行素混凝土桩的施工,这样能够对钻孔的深度进行有效的控制和把握,同时还要能够保证在地面以上的位置进行素混凝土混合料的施工,防止出现进水和夹泥的现象。保证CFG桩的施工过程是按照施工计划来进行的,实际的CFG桩的材料的灌输量比桩孔的体积要大,这种情况下CFG桩不会出现松疏、断桩、缩径和夹泥等问题。在进行材料搅拌的时候保证材料的配比是正确的,保证混凝土的塌落被控制在十厘米之内。同时按照公路的实际情况定期对CFG桩的实际塌陷情况进行检查,对CFG桩所使用的混凝土样品进行定期检查。在进行CFG桩的施工时保证施工设备的状态完好,同时还要保证施工设备的使用是正确的,从而减少CFG桩在施工过程中因为设备原因出现的误差。
结语:由于软土路基处理技术是高速公路施工中的重要环节,所以在解决此类问题的同时应结合相应的技术措施,根据不同的地质条件采用不同的高速公路软土路基处理措施。随着科技的发展,技术人员及施工人员等专业人士的努力,新技术不断开发,此技术将继续推进高速公路施工中的软土路基施工技术的发展。
参考文献
[1]何皝,徐超俊.高速公路施工中的软土路基施工技术研究[J].科技展望,2015,2520:25+27.
[2]林碧芹.软土路基施工技术在公路施工中的分析[J].江西建材,2015,17:141-142.
论文作者:何福成
论文发表刊物:《防护工程》2017年第23期
论文发表时间:2018/1/5
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