高速公路工程施工中软基处理关键技术应用研究论文_李伟林

高速公路工程施工中软基处理关键技术应用研究论文_李伟林

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摘要:最近几年高速公路工程的建设正在快速的发展。高速公路身为一种公共设施,其最关键的就是需要确保安全性。在进行施工的时候,其核心内容就是软基处理技术,所以本文就软基处理技术的种类和原理进行分析与研究,还进行了系统介绍、讲解了施工过程中的使用情况和注意事项等方面,以方便指导以后的施工质量。

关键词:软基处理;高速公路;公共设施

1、现今高速公路工程施工情况

一般来说,高速公路的施工选址要考虑众多因素,比如土层硬度、海拔高度、是否经过居民区等,选址后就不能随意更改,但是部分问题只会在施工开始后才会出现,却又因为各种原因无法改变地址,这就需要施工企业使用相应的技术和方案来简化或者解决问题。

软土问题是工程中最常发生的状况。简而言之,可压缩性比较强相反硬度却比较低的柔软土层就是软土。但是,软土却可以分为淤泥、淤泥质土以及软粘性土。软土的特性主要是,在没有经过处理的时候,其含水量比其他土层略高,基本是在33%到72%之间,而且其固液比例不均匀,颗粒间的缝隙也相对较大,使得其饱和程度相当大,甚至达到了90%以上。

2、分析软土的沉降和软基处理要求及对公路桥梁的影响

由于地基内部受到荷载而发生的变形和应力,所以就致使了基础的下沉就是基础沉降,基础沉降主要是这两个方面:沉降差和沉降量,沉降差和沉降量与土地的压缩性还有负荷大小,负荷性质关乎到地基沉降的沉降速度和沉降量大小,孔隙内气体体积和水的变化就会引起土体的形变,土体变形的速度是受气体和水的移动快慢影响,导致软土路基沉降的原因有很多,比如土体的本构特性、地下水变化、温度变化、路堤填土高度等等。

2.1 路面侵蚀

公路桥梁施工的主要部分是地基建设,地基施工的品质直接影响着公路的使用寿命长短,软土路基对于路面的影响也是很大的。而在真正的公路桥梁施工过程当中,路面侵蚀的情况就很容易产生,特别是在降水量较多的季节,路面很容易出现大范围的损坏。公路桥梁施工的主要材料就是混凝土,这些材料的紧密度很大的影响着路面侵蚀现象的出现。

2.2路面硬化

软土地基的稳定性和坚固性相对较差,所以在施工的过程之中较易出现路面硬化现象。沥青和混凝土是公路桥梁施工时最重要的使用材料,这些材料自身的稳定性不高,很可能会出现硬化和内部开裂的现象。而且公路桥梁施工的材料比与路面的硬化也有着直接的关系。

2.3路面沉降

软土基层最主要的危害是路面沉降,也是公路桥梁在施工建设过程当中的最关键困难和问题。长时间的地下水冲刷,致使软土地基水土严重流失,密度和强度的下降是软土地基路面沉降的主要原因。而且公路桥梁施工使用的技术不完善也会对路面的稳定性和安全性造成直接的影响。

3、高速公路工程施工中软基处理技术应用

3.1加筋处理

加筋处理就是在路堤挡墙中添加部分合成材料,比如钢条、钢筋等,还可以对边坡进行如常见的树根桩、土钉等打锚处理方式。加筋处理可以增加土体的抗剪能力和强度,以此来全面提高软土地基的承受能力,保证地基的持续性和稳定性,减少土基沉降的现象发生。但是加筋法需要消耗巨大的材料数量,所以工程量也相对较大。

3.2管桩加固

随着现在公路施工设备和技术的发展,管桩加固也被更多的运用在了施工过程之中。现今在我国使用较多的就是钢筋混凝土管桩,向土里插入管桩,通过加强土体的摩擦,然后让其结构能够稳固。混凝土由于造价较低导致出现其经济性的特质,很多的工程都在使用这种方法,能够很好的提高荷载能力,还经济环保。

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3.3强夯法

对软土地基进行反复捶打压实就是强夯处理法的主要施工方法,使用压路机和夯实机械进行压实处理。强夯法考验有效减免软土地基内部的材料缝隙,以此来提升路面材料的密实程度。一次夯击可以产生出几十吨的压力效果,能够将碎石、粉煤灰、石块等压实到地基当中,同软土凝固结合成为一体。而且夯击还能够很好好排除水分,提高软土路基的紧实度。目前强夯法在我国施工国产中的运用是相当的广泛。

3.4高压喷射注浆法

高压喷射注浆法是使用专用高压喷枪将调配搅拌好的浆液,如粉煤灰浆、水泥浆等通过高压灌注到预先做好的软土地基造孔处理过的孔内,其中要依照软土地基的地层软硬程度来设置孔深,在喷射浆液的时候需要一直旋转喷枪,以确保软土地基中能够形成圆柱体的桩。工程投资成本低、施工工艺简单就是这个方法最后的一点,如果施工人员在喷射灌浆的时候没有旋转喷枪,就会在地基内形成墙状的凝固体,就会严重影响到施工的效果,达不到提升软土地基支撑力的作用。跨越在处理含水量很多的淤泥、淤泥质粘土以及土颗粒空隙较大的黄土、砂土、粉土等地基中使用。

3.5冻结法

通过对软土地基注入适量的水的方法就是冻结法,利用特种冷冻机具来冻结混水土层,从而提升土层的支撑力,冻结法运用于软土地基处理的流程如下:先处理土壤颗粒直接距离较大并且干燥的软土地基,如果软土地基本身含水量过高,如淤泥地基、淤泥质可以不使用注水环节,从而向地基中灌注液态氮或二氧化碳,也可以使用特种制冷设备与地基中配置的封闭式液压系统相互连接,冻结软土地基中的水,减小软土地基的压缩性并且提升软土地基的抗压强度。

3.6填石法

填石法就是在软土地基中填充砂砾,石块等固态物体,利用砂砾,石块等本身所拥有的伸缩能力、强抗压能力来提升软土地基的承载和抗压能力,在选择石块的时候应该选取片状结构的石块,其作用是能够使施工区域均衡受力,减少由于石块形状不规整,而造成施工过程中压缩不密实,出现路面起伏等现象,对于体积较大的石块,在施工之前应该先将其进行粉碎操作,再分层次铺设到软土地基当中,并利用压路机对其进行碾压。

3.7换填土

因为软土本身很薄,所以可以清除软土,然后换填一些物理特性和效果更好的颗粒,例如碎石、粉煤灰等。换填完成之后,需要进行压实操作,保证软土层的强度达到施工标准。换填土方法基本是用在公路地基处理当中,大多是采取机械碾压的方式来进行压实工作,如果某处地方需要重点压实,就可以使用重锤夯击的方法。而清除掉的软土可以用来做护坡,以达到防水的效果。

3.8排水固结法

排水固结处理法主要运用在相对饱和的粘性软土地基中。这种办法是在相对饱和的粘性软土路基值中设置出竖向的排水体,软土路基在受到排水体的挤压时,能够将软土中的水分挤压出来,并排掉;就会慢慢凝固挤压后的软土路基,相对的软土路基的强度也会加大。所以,排水固结处理法最好是运用在相对饱和的粘性软土路基中,这样才可以充分发挥出此方法的作用和效果,提升软土路基的坚固性和强度。而公路施工前之前主要是使用加载预压排水固结法,事先加载处理软弱地基,利用放置在软弱土层中的排水体操作加载排水,让地基中的软弱土体随着含水量的减少而增加其凝固性能,从而提升公路地基的综合承载能力,同时能够均化不均衡沉降,降低公路竣工后的综合沉降现象。工程上根据排水措施和排水方式的不同,经常会运用袋装砂井、塑料排水带、塑料板等预压排水凝固方法,提升软土路基的综合承载能力,来达到公路施工建设的要求。

结语

综上而言,在高速公路工程施工当中软基处理技术是被广泛的应用,并且很好地处理了一些实际施工问题。

参考文献

[1]吴爱军.公路工程施工中软土地基处理技术分析[J].江西建材. 2016(12).

[2]林琳.高速公路工程施工中软基处理关键技术应用[J].交通世界(建养.机械). 2015(04).

[3]王学军.山西某高速公路软基稳定性分析及处理[J].山西交通科技. 2017(04).

论文作者:李伟林

论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期

论文发表时间:2019/4/29

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