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摘要:由于软土具有天然含水量高,孔隙比大,强度低等特征,它的存在不仅对公路大中型构造物的安全具有危害,还会引起路堤的失稳和不均匀沉降,导致路面破坏及行车不舒适感。因此,对此类不良地质进行处治是公路施工中不容忽视的问题。本文主要探究了软土地基对高速公路工程的危害,高速公路施工中软土地基的处理技术及其注意事项,以供参考。
关键词:高速公路;软土地基;处理技术;注意事项
引言:
软土地基主要分布在我国沿江、沿湖和沿海地区,其是高速公路建设过程中较为常见的问题,如果处理不当将会出现路基滑移、路面起伏不平等问题,给高速公路的施工建设埋下较大的安全与质量隐患,从而影响了高速公路的安全运行与社会稳定。因此,施工单位必须重视高速公路施工中软土地基的问题,并积极主动研究和分析其处理技术,处理好软土地基的不良影响,保障我国高速公路施工建设的安全性与稳定性。
一、软土地基对高速公路工程的危害
软土地基是一种特殊的土质,同时也是一种强度低、压缩性大的土质。在日常的生活中常见的主要是淤泥、软粘土类。这种土质的含水量和饱和度大,其含水率平均在53%左右,塑性指数大约在20%左右。软土地基这些特点在加上自身又含有大量的亲水胶体离子,使土体自身更加膨松,这样就导致它的稳定性与抗压强度弱,并且在车辆重力的作用下,基体会发生不均匀的沉降,慢慢的会将效果反映到面层,最终地基被破坏。因此,为了保证道路的使用性能和延长道路使用寿命,我们必须对软土地基进行加固处理。
一般而言,软土地基公路出现质量问题大多在桥涵构造物和高路堤路段中,例如:桥头路堤因沉降而产生“门坎”,造成路面行车时出现“跳车”现象;高路堤路段产生滑移,出现裂缝或折断现象等。这些质量问题大多是因为地基强度不够而导致。由此可见,高速公路工程软土地基如处理不够彻底,那么必然会影响到路桥路面的质量和行车安全。
二、高速公路施工中软土地基的处理技术
1、软土层地基换填法
对于高速公路路桥工程中一些路基埋深比较浅的软土层,可以采用换填法;倘若处于较深的地层,开挖量将很大,该方法不具有经济性。换填法首先需要将地基中软弱土层部位以下的较浅软土层挖除,在开挖过程中要注意支护及排水,防止边坡不稳导致塌方。其次,在一些软土地基分布范围较为宽广的时候,需要按照设计要求填充一些质地较硬且比较稳定的填充材料。目前高速公路路桥施工中,通常所选取的填充材料是沙、碎石、片石块等材料,便于就地取材以及施工便利,但是在选取材料的时候必须满足设计的要求。第三,在填充完毕之后要对填充部位进行压实处理,分层碾压;为了确保换填后路基密实程度和稳定性满足设计要求,必须严格进行分层反复的碾压该区域。
2、软土层地基挤密压实法
挤密压实法则是通过对软土地基进行压实和挤压来减少软土层地基内部的缝隙以及加速地基土中水的排出速率,进而达到提高地基承载力,增加稳定性的效果。方法主要包括两种:
(1)石灰填塞压实法。该方法的主要原理是通过使用粉煤灰、石灰等强吸水性的材料,将其填充在路面上,在路面压实过程中,可以利用其强吸水性增加软土地基中水分的排除,有效的提高地基的承载力,并且可以明显地缩短施工工期。
(2)强夯法。强夯法又名动力压实法,这种方法是将重锤反复提到高处并且使其自由下落夯机地基,从而达到提高地基强度和降低压缩性的目的。该方法的主要步骤是通过夯实机械和压路机械设备对软土层地基进行反复的夯实、压实处理。
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3、软土层排水固结法
该方法的主要原理是通过使用一些施工设备,利用特定的技术将软土地基中的水分排出,以提高软土地基的承载能力。排水固结法其步骤主要是先在软土地层中设置竖向的排水装置(通常是塑料水管),然后通过水泵等设备抽取软土中的水分。通过这样的处理,改善软土层地基的排水能力,进而有效的提升软土地基的荷载承载力。同时,由于减少了地层中的含水量,还可以实现减少施工过程完毕之后路面由于承受不均匀荷载之后出现的下沉现象。
4、软土层化学加固法
该方法主要包括两个主要方法,既灌胶胶结法和搅拌桩法。
(1)灌胶胶结法。该方法的主要应用化学原理为通过液压法、气压法将混凝土固化浆液注入到软土层的缝隙中,通过浆液的固化来改善软土层的力学承载力性能。
(2)搅拌桩法。搅拌桩法是通过利用水泥水化、水硬的特性,使用搅拌设备将其与软土充分地结合,进而形成坚固的基层柱体,待两者化学的反应结束以后可以形成一种新形式的地基,明显地提高地基的承载力。
三、高速公路软土地基施工的注意事项
因为高速公路建设和建筑物施工的区别在于高速公路需要在建设之后的很长一段时间里保证不同类型的大中型车辆通行,为了确保施工道路的质量,就必须要做好地基加固处理工作。在具体地基处理技术的选择使用上,需根据具体条件,将新技术与已成熟的方法相结合,以保证地基能够得到有效地加固,使地基强度提高,并确保地基承载力满足高速公路建设以及以后使用的要求,切勿贪图时间与工作容易度,只注重道路建成。
1、软土地基施工过程前需合理挑选处理方法
在软土地施工过程中,处理方法的挑选需要按照设计合理进行,例如在高速公路施工中,路堤设计的高度与宽度是要考虑的重要因素。在采用换填法时,宽而低的路堤易发生局部破坏;反之窄而高的路堤,下面易被换填。而在设计高度大而稳定欠缺的桥梁时,采用压重法将受到限制。如果路堤越宽越高,则地基产生压力球的根部越深,而引起深处粘土层沉降等问题均需考虑在内。
2、软土地施工过程中需多方面考虑
在软土地基施工过程中,为保证填筑路基的稳定,可采取增设反压护道的措施,即把原设计护坡抬高到路堤高度一半的位置。软土地基抗剪强度差,故护道要与路基上方同步施工,使之形成整体,路基荷载可在较大范围内扩散,反压护道虽然增加了一些土方,但对工期和施工连续性、地基受力的均衡都有利。此外如果涉及到需要在软土地基段修建涵洞、通道必须考虑路基加载造成的 地基沉降,而这种沉降愈近中线就越大。对此,涵洞、通道处要考虑预留沉降量或先填土堆载使地基沉降到位再挖槽施工。
3、软土地基施工完成后需做好后续工作
软基进行处理以后,还必须经过加载使超孔隙水压力逐渐消散,地基固结,从而增加土的密度,提高抗剪强度。为避免堆载速率过大,超过软基抗剪强度,使路基整体使加载速率与排水固结的速率相适应,以保证地基在路堤填筑过程中不发生破坏。而且在填筑路基一般要把第一层土填筑厚度适当加大。由于软土地基第一层按常规虚铺厚度填筑往往不能形成板性整体,再经大吨位压路机压实则会破坏硬壳层造成翻浆。故对第一层适当加厚,使路基土层形成整体并和其下硬壳层一起承受上部荷载,此时宜用三轮压路机静压,不宜振动。
四、结束语
随着社会的进步和公路事业的快速发展,软土地基处理不当造成的影响越来越突出。因此在高速公路施工中要注重对软土地基的处理。高速公路的软土地基处理的方法有很多种,各种方法都有其独特的适用范围。具体工程的地质条件变化多样,对地基处理的要求也不尽一致,所以我们必须具体问题具体分析,根据具体条件选择符合设计要求的软土路基处理方法,才能取得理想的处治效果。
参考文献:
[1]孙先东 高速公路软土地基施工技术探讨 中国科技博览,2013年第34期
[2]杜宏 高速公路软土地基处理技术研究 中国高新技术企业,2009年第22
[3]刘辉 浅谈高速公路软土地基处理技术 公路交通科技(应用技术版),2011年第S1期
论文作者:冯艳
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/4
标签:地基论文; 土地论文; 土层论文; 路堤论文; 高速公路论文; 方法论文; 路基论文; 《基层建设》2016年11期论文;