摘要:在高速公路建设过程中需要充分保障工程的质量,其中路基施工过程需要严格地控制好公路中的沉降量,这对高速公路质量保障具有十分重要的意义。特别是遇到软土地基的情况,施工过程中就需要采取对应的措施进行处理,从而最大限度降低沉降量,进而可以充分保障公路中路基对应的稳定性。下文重点分析软土地基具体的处理技术,希望可以保障高速公路的质量。
关键词:高速公路;软土地基;处理技术;探析
高速公路作为重要的运输线路方式之一,但是我国幅员十分辽阔的地域中建设高速公路,遇到的地质问题比较复杂,其中软土地基问题具有一定的复杂性,这对高速公路的质量带来重要的影响,因此,在高速公路建设过程中需要针对软土地基的情况进行综合处理。下文概述软土物理学特点,然后对软土地基的策略做出具体分析,希望能够对软土路基的处理带来一定的参考价值。
一、概述软土物理学特点
(一)软土的高含水量和孔隙性高
通过研究可知,软土天然的含水量一般是50%至70%(如下图一),软土中最大的含水量会大于200%,而液限通常情况是40%至60%,此外,天然的含水量还会随着液限增大而逐渐增加[1]。在天然条件下,孔隙比大约为1至2,在遇到最大的孔隙也会达到3至4,饱和度通过情况下高于95%,但是,由于天然的含水量和天然的孔隙比之间所呈现出的是直线变化状态,由此在处理软土中的高含水量以及高孔隙的情况,能够保障公路的质量。
图一 软土路基含水情况图
(二)渗透性弱
通常情况下,软土中具体的渗透系数范围是1×104至1×108cm/s。但是在一些较大特殊地区,例如滨海地区或者是三角洲地区,这些地方的软土中会存在土层夹粉、粉土以及细砂等的情况,因此,这些地方的水平方向上渗透性比较弱。除此之外,该类土中还会出现较小的渗透系数,并且多数的含水量比较大,而且都处于饱和的状态[2]。在这一过程中,会出现土体固结的情况,在初期的加荷过程中会出现比较高孔隙水的压力,这会影响地基的强度。
(二)压缩性高
由于软土属于高压缩性的土,具体的压缩系数范围为0.1至0.2,通常情况下,最大的压缩系数可以达到4.5 。但是这种情况还会随着土中的液限以及天然的含水量情况而逐渐增高。从土质自身角度分析,软土地基受到荷载的作用下会发生变形的问题,例如变形比较大,而且还出现不均匀的情况,除此之外,变形的稳定需要经过比较长的实践[3]。此外,软土的抗剪强度比较低,同时加荷载情况和对应的排水固定条件之间具有十分密切的关系,而不排水的三轴快剪得到的抗剪强度则比较小,并且和侧压力的大小没有相关性。在排水条件中,抗剪的强度还会随着固结程度而逐渐增加。
二、分析软土地基处理的策略
(一)分析沉降的控制指标
在高速公路的路面建设过程中,主要采用的是沥青砼路面,其需要控制的厚度大约是16cm,在工后的沉降控制方面,其年限设计为15年。通常情况下,路段的工后中所出现的剩余沉降量情况,需要保证其低于30cm。在实际的施工过程中还需要控制其和桥涵之间的相邻路段,并且充分保障所产生的沉降不会低于10cm;在桥头路基的位置中,通常情况下需要路基中对应的过渡段控制为一定的长度,即不会低于50m。在实际的施工过程中,路基软土地段的处理就需要根据沉降控制的要求而进行规范化的施工[4]。
(二)分析桥头地基对应的处理策略
在桥头的处理施工过程中,长度范围控制为5至7H(其中的H是填土高度),在施工过程中,起点的位置中主要从桥台的中心线进行计算,在桥前可以采用桥前护坡处理,然后针对桥台中心线的位置进行防护,其中护坡的底宽范围大约是2/3。如果在施工过程中遇到小型的构造物,此时相关的工作人员就需要加强对两侧的处理,即在其中需要设计对应的过渡段,在其中的处理范围大约是十厘米。除此之外,填料选用方面还需要做好充分的准备,第一,如果施工过程中采用的是煤灰进行回填,此时就需要施工人员充分做好相关的准备工作;第二,针对小型的构造物而言,在处理过程中,其基底处理可以采用砂垫层,而且厚度不得高于1.5m。
三、分析软土地基的处理策略
在高速公路施工过程中,遇到软土路基的情况比较常见,施工人员在施工过程中,软土地基中需要实施填筑路堤,这就需要相关的施工人员可以充分考虑如下两个问题,第一个问题是路堤沉降,第二个问题路堤稳定性。因此,在高速公路建设过程中,软基处理的方式非常多,例如置换法、砂垫层、塑料排水板以及挤密砂桩[5]。但是,为了可以充分保障高速公路中的软土地基可以正常承载公路的荷载,施工单位就需要做好软土地基的处理策略。
(一)分析施工工艺设计策略
在高速公路中的软土地基处理方面,施工单位采用的是加固软基。但是在实施加固过程中,相关的施工人员就需要严格的按照对应的操作规程以及工艺要求进行施工。具体的施工工序如下:第一,清除表土;第二,排除积水;第三,挖除淤泥;第四,分层换(或者是抛)填石头层;第五,压实以及压实度的检验;第六,路基实施分层填筑;第七,压实和弯沉检测;第八,路面施工。具体流程见下图二。
图二 施工流程
1软基处理
施工人员需要对相关的石头泥进行收集,并且可以坚持就近堆放的方式充分保障施工现场的空间,进而更好地推进施工顺利进行。除此之外,工作人员还需要做好质量检验工作,在施工过程中还需要充分控制好石头泥中对应的含泥量,即不会高于20%,其中含石块的粒径通常情况需要控制好对应的压实厚度,即大约为2/3,其中石料主要采用的是软质岩或者是极软岩(其强度保持低于 )。具体见下图三。
图三 软基处理
2对石头泥进行逐层填筑和分层压实
在施工过程中,施工人员需要自卸汽车实施回填其中的石头泥,并且需要快速和集中处理,同时对地基的中部以及两侧进行逐渐扩展,此时可以采用推土机实施摊铺,并且需要充分保障其均匀性以及平整性;在处理对换填土的底层过程中,可以采用推土机进行碾压[6],然后再次采用12吨至15吨的压路机实施碾压,大约为四遍,在碾压过程中,需要坚持缓起、稳停以及速度匀以及走向直的方式进行处理。
(二)施工注意事项
高速公路中实施软基的清挖回填施工之前,工作人员需要充分准备好相关的人员以及施工所需要的机械,然后充分做好清底、回填以及碾压,并且需要保证其可以一次性成型。尤其是石头泥的分层回填施工过程中,松铺的厚度需要控制范围为50cm左右,但是在实施压实之前,工作人员需要采用砂砾和泥土这些细骨料对空隙进行回填。
结束语
针对高速公路中所出现的软土地基情况,施工人员需要针对软土问题进行处理。但是由于我国十分广阔的地域,在高速公路建设过程中会遇到许多软土地基的问题,为了能够充分保障高速公路的质量,在施工过程中就需要针对软土问题做出具体解决,从而充分保障高速公路的质量。
参考文献:
[1]柴凤英.分析公路施工软土地基处理几种常见的方法[J].建筑工程技术与设计,2017,12(10):104-105.
[2]余游.市政公路工程软土地基处理技术探析[J].建筑与装饰,2017,88(01):101-102.
[3]朱峰.关于公路软土地基勘察设计方案的思考[J].中国管理信息化,2017,20(19):108-109.
[4]孟令军.公路软土地基处理技术及其质量管理[J].科技创新导报,2017,99(10):167-168.
[5]刘钢.浅谈公路软土地基的危害及处治措施[J].工程技术:文摘版,2016,66(2):00201-00201.
[6]冯晓璐.河北省沧州市沿海高速公路软土地基工程特性研究[J].石家庄铁道大学,2016,66(10):168-169.
论文作者:朱慧演
论文发表刊物:《基层建设》2018年第18期
论文发表时间:2018/7/19
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