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摘要:在现代化的高速公路的施工建设过程中,软土作为最难开挖施工的地质之一,其工程施工是高速公路工程建设重点攻克难题之一。针对软土地基的施工设计时,必须提前进行考察勘测,制定科学详细的施工设计方案,并结合实际情况采用相应的施工技术。本文将具体分析可采用的施工技术,为今后我国施工企业进一步提高软土地基的施工技术打下基础,进而促进施工质量与效率的提高,保障软土地基承重力达标,安全可靠地投入使用。
关键词:高速公路;施工;软土路基;施工技术;探讨
1软土路基的主要特点
1.1土壤强度、抗剪切强度低
由于软土结构比较单一、清晰。因此,在软土结构中,原土暴露在外界环境中会破坏絮状结构,大大降低土壤的强度,易引起土壤的流动状态,但软土会随着时间的推移逐渐恢复其强度。另外,软土具有压缩性高、渗透性差的特点。软土的压缩性一般小于4Pa,其压缩性与液限指数成正比。由于软土本身的渗透性较小,锤击方向的渗透系数一般为10-8-10-6cm/s,根据这种情况,土与土之间的重量和荷载需要很长的时间才能达到固结效果。而且,软土的抗剪强度相对较低。在我国天然软土结构中,软土的不排水抗剪强度小于20MPa,软土的内摩擦角一般为20°~35°。软土路基在荷载和排水固结条件下,其抗剪强度将发生较大变化,软土将发生排水固结。
1.2高速公路软土路基含水量大
经科学研究表明,软土的水含量一般在35%~85%,孔隙比大小一般在1~2,甚至有的严重的地区水含量为70%~200%。当公路地基的含水量较大时,土壤的流动性较大,在承受压力时,受压较大区域的土壤会向压力较小的区域运动,严重影响地基的稳定性和承载能力,因此高速公路应避免在含水量大无法满足公路设计要求的软土地基上施工,如不可避免则应采取必要的措施减少土壤的含水量,提升地基的承载能力。
1.3高速公路渗透性弱
当施工区域黏土含量较高时,其黏粒含量高、含水量大、颗粒间间隙大、有机物含量高,这就导致了黏土地基强度低、高压缩性、低渗透性、受压易变形且恢复时间长的特点,对公路性能影响很大。通常会根据土壤成分采取预压法、置换法、搅拌法等进行处理,使地基固化,提升承载能力和稳定性。
2软土路基造成危害的原因分析
(1)通常因为软土路基工程事故出现的原因有几个方面,首先就是在工程施工前期没有对公路施工区域的地质条件、水文条件以及气候等诸多因素进行仔细的勘测,没有对施工的可行性报告进行深入的研究;其次就是施工区域的土质环境不是很好,所以容易出现工程施工事故;(2)在对软土地基进行处理时需要注意的问题主要有:首先就是对排水问题的严格处理,必须要确保排水符合施工规范和标准,而且所使用的垫层砂砾也要有很好的强度和级配;其次就是确保到场的各项施工材料严格满足施工要求,而且垫层砂砾的质量也要符合设计规范;再次就是为了确保路基填筑的质量,在施工前要先对各种观测用的机具,仪器进行埋设,而且还要严格按照设计标准提供指标观测;最后就是在软基预压以及沉降稳定以后才能进行桥台桩以及涵洞等项目的施工。
3在高速公路施工中的软土路基施工技术的具体运用
3.1换填强夯技术
换填强夯技术由于施工较为便捷、效率较高,在高速公路软土地基施工当中的应用较多。换填强夯技术应用操作方法是:将软土地基结构中性能不达标的结构全部挖除,然后将能够与软土地基结构相适应的、符合地基结构质量标准的材料填充到挖除部分,最后采用压实处理技术,使其形成完整的、坚固的结构。换填强夯技术应用需要使用大量的材料和设备,当将软土结构材料挖除后,需从施工场地运走,并进行妥当的处理,以免对环境造成破坏。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆然后利用压实机械对结构进行夯实处理,施工过程中需要运用运输车辆、挖掘设备、压实设备等,施工成本较高,并且这种施工技术只适用于浅层的软土地基施工。
换填强夯技术应用的关键点在于以下几点:(1)软土地基挖掘施工,挖掘需对挖掘区域和方法进行科学规划,要求不能对其它公路地基结构造成不良影响。(2)开挖施工期间要对安全防护措施进行规划和落实,避免开挖施工期间出现塌陷和沉降等问题,对施工安全造成威胁。(3)回填施工期间,要对回填方法进行设计,保证回填后结构质量能够切实强化。(4)回填材料选用稳定性高、强度大的材料。(5)沉降控制,在整体施工过程中需对沉降问题进行严密监控,保证软土结构稳定性。
3.2垂直排水固结法
施工技术的原理实际上就是基坑降水。为有效降低地下水位,应根据具体施工规范设置相应的水井。同时,应选择功率较大的泵送装置,以排除积水。该施工工艺适用于厚度较大的软土路基,具有原理简单、操作简单、效果显著的特点。在实际应用中,施工技术还存在一些问题和不足。如果大量的地下水被抽出,将间接增加沉降的可能性。因此,在采用垂直排水固结技术处理软土路基时,有关部门应加强对地形和地下水的现场监测,通过细致准确的检测获取相关数据,制定最合理的排水固结技术。以离子施工方案为依据和标准,有效防止上述过量泵送,避免事故的发生,保证施工技术应用的实际效果。
3.3高压喷射注浆法
高压喷射注浆法为高速公路软土路基施工中常用的一类施工处理方法,在具体的工艺技术实施中,高压喷射注浆法主要以水泥砂浆为施工物料,高压喷射装置为施工器械。高压喷射注浆法在施工中,通过结合特殊的钻机装置首先钻探至设计位置,之后将水泥砂浆以高压喷射的方式注入进软土路基中,软土路基在高压砂浆的切割下与水泥砂浆充分混合,最终达到了地基加固的施工效果。该类施工技术在施工作业中,除去地基加固的作用外,还具备一定的防渗效果,对于后续工程的施工质量提升发挥了重要的作用,但相对于强夯法、换填法,该类工艺技术实施的造价成本较高。
3.4深层搅拌技术
深层搅拌技术应用是利用技术手段和技术设备结合将水泥以泥浆或泥桩的形式与软土地基结构进行混合,形成一个完整、坚固的地基结构。水泥材料本身具有固化作用,当与软土地基混合之后,会发生相应的反应,使软土地基的结构得以改善,形成稳固的结构。深层搅拌技术适用于结构深度较大的软土地基处理施工,首先,可以采用水泥搅拌桩方式开展施工,利用专用的搅拌机械设备,将水泥以桩体结构的形式深入到软土地基结构当中,然后与软土结构材料进行充分搅拌混合。其次,可以采用水泥喷射的方式开展施工,水泥喷射可进行干喷或湿喷,深层搅拌技术应用灵活性较强,适用范围较广泛,同时对软土地基结构的加固处理质量能够充分满足高速公路地基建设质量需求。
4结语
在经济不断飞速发展的今天,高速公路建设项目也在不断的发展,在此过程中,通过对于高速公路软土路基的实践化建设,在建设的基础上发现实践中软土路基的缺陷性问题,再通过对施工问题在技术层面上以及使用程度上综合进行处理分析,最终完成对于高速公路软土路基建设的实践化处理以及综合运用。软土路基技术的最终完善,需要在实践中不断运用发现其中技术层面的问题以及在科研问题上对软土路基施工技术进行充分的重视。
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论文作者:田垚
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第13期
论文发表时间:2019/10/16
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