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摘要:本文从分析高速公路施工中的软土路基施工技术的概况出发,探讨了其中普遍存在的问题,结合分析高速公路施工中软土路基的特点,提出了提升高速公路施工中的软土路基施工技术的具体解决策略。以期为相关的理论研究和实践工作提供一定的借鉴。
关键词:高速公路施工;软土路基;施工技术
在高速公路施工中,施工人员要正确得当地选用施工设计方式和施工措施,才能有效避免意外事件的发生。在高速公路施工中的软土路基施工实践中,加铺土工织物、砂垫层、强夯压实、深层搅拌、碎石桩、分喷桩、砂桩等,都是比较常见的施工技术。如果施工人员能够实现这些施工技术的准确、恰当使用,才能促进施工企业单位经济效益和社会效益的实现。
1高速公路施工中的软土路基施工技术的概况
对于高速公路施工中的软土路基施工技术,要做到具体问题具体分析,施工人员要在对施工现场的地质地貌、气候环境等实地情况各个因素较为了解的基础上,进行材料使用、施工工期等方面的施工设计选择。因地制宜、就地取材是高速公路施工中的软土路基施工技术运用过程中的首要选择。施工设计人员要注意将应用和治理有机结合,提升高速公路施工中的软土路基施工技术先进性的提升。
2 高速公路施工中的软土路基施工技术普遍存在的问题
软土路基施工技术是高速公路施工整个流程中的一项较为关键的施工措施,需要引起施工设计人员的高度重视。但是,从我国目前的高速公路施工实践来看,软土路基技术的应用仍然存在很多问题,亟待解决。首先,在高速公路施工竣工后,路基沉降和剩余沉降是常常出现的两种棘手问题。这两种问题主要是由高速公路不同结构结合处的平稳程度不同造成的,并且主要发生在对路堤进行填筑的过程中。如果施工人员能够保证将高速公路中的不同结构的稳定程度保持一致,或者在进行施工设计的时候努力达到施工标准,就能实现这种情况发生的有效避免。其次,是滑坡问题的频繁发生。这种现象发生的主要原因是软土基施工技术不恰当运用造成的基础失稳问题。在高速公路施工中,因为软土路基的固结时间较长,而且固结效果较差,固结强度也不强,滑坡现象就非常难以避免。当然,要想避免也不是不可能的,施工人员只要对地基的稳定性引起充分的重视,并且采取合适的措施来保证稳定性,就能很大程度上避免这种情况的发生。上述两种问题都说明,要想保证高速公路施工质量,保证高速公路施工单位工程顺利运行并且如期完成,软土基技术的选取和实施是整个施工设计和实施阶段中的重中之重。
3 高速公路施工中软土路基的特点
首先,因为软土的主要构成成分是粘土颗粒群和淤泥,所以,在高速公路施工中的软土路基中,存在着孔隙度大、水含量高的问题。其中,孔隙比一般在一到二之间,软土的含水量一般在35%到80%之间。除此之外,少量的有机物会在不同的地质环境下实现下沉,化为絮状结构。同时,在剪应力的作用下,软土会产生一定程度上的剪切变形,造成抗剪程度的衰减,产生流变性,而且较为明显。在进行软土的固结沉降之后,相当大的次固结沉降也很有可能会产生。
其次,因为软土的结构性较为明显,所以,在受到挤压或者震动之后,软土的原状土会对土壤的絮状结构造成严重的持续性的损坏,导致土壤强度的大大降低,甚至还会出现流动状态等更严重的后果。在受到扰动之后,软土的强度会慢慢恢复,随着静止时间的推移,实现原样的恢复。软土的压缩性较高,但是渗透性较差,一般来说,软土的压缩模量比4 Pa要小,当然,其压缩性与液限指数大体上呈正相关关系。因为软土的渗透性很小,一般来说,垂直方向的渗透系数大体为10-6~10-8 cm/s,所以,要想在土壤之间的重量和负荷下,实现软土的充分巩固,要经过较长的一段的时间。
最后,在我国天然软土中,软土的抗剪强度较低,举例来说,在不排水抗剪强度小于20兆千帕的情况下,软土的内摩擦角一般保持在二十到三十五度之间。在荷载作用的情况下,软土路如果能够实现排水固结,那么其抗剪强度也可以实现很大的转变。一般来说,软土排水固结速度越快,强度的提升效果就越来越明显。
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4 高速公路施工中软土路基相关问题的具体解决策略
上文中提到的在高速公路施工中软土路基技术应用中产生的极多问题,需要施工设计人员结合上文中提到的高速公路施工中软土路基的特性,采取有效、恰当的措施来进行预防和治理。主要的措施包括冻结法、铺垫材料的有效选取、石灰等添加剂的有效使用、竖向排水固结法等。
4.1 冻结法
冻结法,顾名思义,是利用二氧化碳或者其他化学物质,对软土路基进行冻结。因为软土路基的含水量较大,所以其固结强度问题堪忧。在冻结这种方式下,完成冻结的软土路基的强度会实现可观的提升。这种方法从实施目的上说,可以看作是一种机械式的物理手段。要是从其使用的整个过程来看,冻结这种方法实现了化学的原理的运用。不管是从哪一方面来看,这项技术的强化作用是卓有成效的。但是,这种方法在使用过程中,也存在着一定的缺陷。比如,投入制冷剂、引入制冷设备都会造成企业投资成本的提升。但是,因为其完成效果较为理想,所以冻结法被广泛应用于高速公路施工中的软土路基施工实践中。
4.2 铺垫材料的有效选取
如果能在施工的铺设过程中选用合适的铺垫材料进行铺设,能发挥很好的作用,实现路基结构强度的提升。从目前的高速公路施工中软土路基施工实践来看,施工人员主要选取的是土工织物这种铺垫材料。因为其有着较好的延展性,所以在压力下也能实现原样的保持,减少变形风险,有效避免材料发生相当程度的损坏。在一定程度上,铺设材料的有效选取也能有效粘连路基的土质。利用合适的铺设材料的优越性还有很多。首先,其铺设成本和材料成本较低,铺设流程也不复杂,操作较为简便。其次,因为铺设材料的抗腐蚀性能、防水性能较好,在卷材的表面留有很多的空隙,会在铺设成功后隔离路基的结构,实现对上层水分的过滤,并且有效避免上层水分过滤时带来的水土流失问题。最后,铺垫材料能够通过连接路基土层,保持路基的整体性,保证路面沉降的均匀性,有效解决软土路基中频繁发生的沉降问题。因此,受到了广大高速公路施工中软土路基施工实践中施工设计人员的青睐。
4.3 石灰等添加剂的有效使用
这种方式与冻结法有一定的相似之处,因为都是利用化学剂的添加这种方式,实现土质强度的提升。但是,两者之间也有着根本性的不同。冻结法的主要目的是实现土质的冷冻,这其中,包含土质中的水的应力效果的融入。而添加剂则主要发挥吸水效应,实现软土基的固结,一定程度上来说,其固结效果要比冻结法更强一点。在具体的高速公路施工中软土路基施工实践工作中,施工人员要根据施工现场的具体实际情况进行添加剂种类的选择。首先,要重视经济性原则的遵循。在土质含水量很大的背景下,施工人员需要加入很多的化学添加剂才能保证冻结效果,这样会造成施工单位施工成本的提升,不利于经济效益的实现。其次,还要遵循质量至上原则。对于土质较为稀薄、含水量较大的施工环境来说,利用冰冻水会在强度的供应方面产生较好的作用效果,这种效果比起吸水效应来说,是翻倍的。最后,要根据土质的黏性实际情况进行添加剂的选择。要是土质的黏性较小,含水量也不高,那么冷冻的方式就可以抛弃,选用较为简单的添加剂使用。这样,施工成本也能得到有效的降低,强度的提升也能得到保证。实际上,石灰等添加剂的作用除了表现在其吸水效果上之外,凝聚效应也是其作用的主要促成因素。
4.4 竖向排水固结法
这项技术主要运用了基坑降水的原理。这个原理在建筑施工中常常会用到。原理较为直接,而且操作方法较为简单,也较为灵活。具体的操作方式是通过在施工现场的周围进行深水水井的打造,降低地下水的水位至一定的限度,然后再利用水泵将地下积水抽出来。这种技术手段主要在土层较厚、软土较为饱和的情况下运用。但是,不可避免的,这项技术在施工应用的过程中存在着不少群贤。比如,在施工单位进行地下水造成过分抽取的情况下,很有可能会引发地面沉降的危害现象。因此,为了避免这种情况,施工单位在进行地下水的抽取之前,要派遣专业素质较高、实战经验较多的相关专家勘查施工现场的地形、地下水水位情况等,并且对抽取工作进行全程监测,致力于寻找出降水的最佳标准,实现风险的有效降低。
5 总结
高速公路施工中的软土路基施工技术在运用实践中,工序较为复杂,风险程度较高。一线的施工人员需要在实践中不断积累施工经验,充分考虑到施工地的实际环境,做出相应的施工设计,实现施工技术的不断成熟和发展,为保证工程质量,维护人民群众生命财产安全提供保障。
参考文献:
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[2]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,(20):25-25,27.
[3]吴雨霖.高速公路施工软土路基的处置及施工技术[J].大江周刊(论坛),2011,(8):127.
论文作者:段益平
论文发表刊物:《基层建设》2015年27期供稿
论文发表时间:2016/3/22
标签:土路论文; 高速公路论文; 施工技术论文; 强度论文; 土质论文; 材料论文; 添加剂论文; 《基层建设》2015年27期供稿论文;