浅议各种软基处理方法对高速公路稳定性的影响论文_何一夫

浅议各种软基处理方法对高速公路稳定性的影响论文_何一夫

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摘要:在我国社会主义市场经济快速发展的同时,政府加大了对公路的基础设施的投资。其中公路建设的难度是与其规模的大小成正比的,这时决定建设难度的重要参数——路基硬度就显得至关重要。由于特殊的地质构造,在建公路的下面经常存在不等深度的海绵状软土地基,这会导致公路在运行过程中因地基沉降而无法正常使用,降低公路使用寿命和增加人与财产的损失,所以软基处理在公路建设中是必不可少的。本文主要从软土地基的特点及软基处理对公路稳定性的影响上入手,根据自己粗略的认识,结合广佛肇高速修建的案例,和大家做一个简要的探讨。

关键词:公路建设;软基地基;处理方法;相关影响

引 言:软土在我国主要分布在湖泊、河滩、三角洲等东南沿海地区,而这些地区的经济发展又在很大程度上依赖于交通公路等设施上,这时强度小、含水量多、压缩性大的软土地基在大交通量、重载车辆的作用下,很容易产生侧向滑移、路基水平面下沉等现象,而导致公路无法正常运行,大大降低了其使用寿命,对人和财产造成严重损失。因此为了增强压密稳定力度,提高公路品质,减少后期公路维修费用,对软土地基采取科学适当的方法就显得尤为重要。在进行软基处理的过程中,我们通过引进国外软基处理技术与本国公路建设两者相结合的方法,逐渐克服了这些高速公路路基工程中遇到的一些技术问题,形成了一套现阶段的符合我国国内具体工程地质条件的软土地基处理方法,解决了公路工程中关于软土地基处理的问题,提高了软土地基的强度,保证了地基的稳定,减小了不均匀的地基沉降。

一、软土地基的特点

我们习惯上把淤泥、淤泥质土、软粘性土等强度低、压缩性高的软质图层称为软土。天然含水率高、孔隙比大等是其主要的表现形式。33%~71%左右的含水率,1.1~1.8左右的孔隙比,93%左右的饱和度,34%~61%左右的液限,12~29左右的塑性指数。下面我们从软土地基的形成和其受压变形等两方面进行软土地基特点的介绍。

第一,软土地基的形成。土质强度达不到建设施工要求的湿黏土通常被称为软土。路基的含水量的多少在很大程度上影响了其强度和稳定性。而路基的干湿程度是由接触的水的多少和接触的时间长短决定的。雨水和生活废水是路面积水的主要来源,如果其不能及时排除而使路基长时间地处于这种湿润环境下时,就会导致土壤的变质软化,从而形成了软土地基。

第二,软土地基变形特点。只有弄明白了软土地基的变形特性,我们才能更好地减少软土地基的形成。我们分析总结出三个变形特点:其一,大的变形量。软土地基的内部有较多水分,而又很难溢出。其二,难以压缩稳定。软土中含有很多孔隙很细的粘粒,细孔中的水分不易流动,所以这数量众多的孔隙中含有大量的水无法排除,从而导致不易压缩稳定。其三,侧向滑移较容易。这些软土中大量的水分可以充当侧向滑移的润滑剂,侧向滑移的阻力大大减少从而侧向变形量较大。

二、软土地基的处理方法

公路建设的目的是为了交通运输的安全进行,需要地基的坚固、稳定的状态,而软土地基的三大特点严重影响了地基的质量以及其使用寿命,所以我们需要进行软土地基的处理。而软土地基的处理又需要根据具体的情况来进行具体的操作,如下我们介绍几种常用的软土地基的处理方法。

第一,抛石挤淤。在软土路基中有些无法排除其中的水分如水塘、流沙等,这时我们需要通过向其中抛填一些不易被水侵蚀块状粒径大小合适的石块,这些石块在抛洒后会构成一定的骨架,这些骨架在物理学上有一定的强度稳定性,能承载一定的重力。再在其中添加粒径稍小的石块来填充其中的缝隙,在这个过程中将会自动挤出其中的含有大量水分的淤泥,在压路机振动压实的过程中大石块、小石块和淤泥三者镶嵌紧密,在一定程度上固结,从而大大增加了其承受荷载的能力,这种方法简单有效,经常会被用来解决这类软土的地基问题。

第二,预压排水固结法。在一些天然地基如砂井中其含的水分可以不难排除的情况下,我们通常会在进行公路路基的建设之前,先进行地基的排水。这时我们可能借助于建筑物自身的重量进行分级加载,也可以通过在场地增加其他物理化学方法产生的预压来使路基中的水分排出固结,在其中添加一些石块或在这个过程中已经沉降的路基表面,提高其地基的承载力和稳定性,而这就很好地避免了公路在建成后的塌方或者不均匀沉降带来的不可预知的损失。

第三,换填软土。在一些软土地基深度较浅,填土面积不大的软土地基中,我们可以通过使用换填软土的方法来解决这类软基问题,当然也可以使用其他方法。我们挖掘软土基中的软土,运输到其他地方,再在里面填充其他的土质或石块来改变这小段软土地基的问题,当然我们需要避免雨天来防止二次软土化过程,从而加固这段地基,提高公路的稳固性。

第四,碎石桩。我们可以在一些软土路基的深度不大的路基上通过搭建一定形状的碎石桩来完成这种软体路基的建设。在已经搭建的桩内我们适时适量的加入一些随时,逐渐均匀地搅拌,然后固结变硬。一方面其可以对土体产生两个方向的挤压力,增加密实度;另一方面碎石桩内的土体也可以在碎石桩的帮助下加快渗透,加快排水固结进程。在这两者的相互作用之下,完成对软土地基的加固过程,从而提高公路的强度和稳定性。

三、广佛肇高速修建案例

众所周知,耗费巨资的广佛肇高速公路工程项目是肇庆打造的连接广佛和大西南的一条公路项目,同样也是肇庆市“三纵四横”高速公路网中的三横。其的建成将会给构建珠三角1小时城市圈,功能互补的综合交通运输体系,以及城市的经济发展建设提供巨大帮助。其起于广州华南快速三期终点,终点往西延伸接广西的梧州的环城高速,而在这全程160公里的高速公路上就有多段我们本文所说的软土地基,这就需要我们结合具体情况进行加固处理,下面我们以K122+150~K137+200段的塑料排水管堆载预压为例为大家做一个简要分析。

在这个标段中大部分为浅层软基,局部为深层软基。基于技术和经济上的考虑,我们采用塑料排水板的加固方法。塑料排水板在加固软土地基的优点如下:1、滤水性好,排水效果很不错。2、材料强度和延展性好,能满足地基变形而不至于影响排水性能。3、排水板断面尺寸小施加排水板的过程中对地基扰动小。4、可在非常软的含水量很大的地基上进行施工建设。5、施工很快,工期很短,加快固结过程。这样就可以降低工程的造价以及减少公路维修过程中的耽误的公路使用时间。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆全线路基软土处理段落中有八处需用排水板,两处管桩,共计十段如下表所示:

起点 终点 处理工具 起点 终点 处理工具 K122+500 K122+620 排水板 K122+702.4 K122+790 排水板 K123+625 K123+795 排水板 K124+160 K124+250 排水板 K124+800 K125+050 排水板 K125+386 K125+545 排水板 AK1+105 AK1+277 排水板 BK0+000 BK0+080 排水板 K124+410 K124+800 管桩 K125+140 K125+386 管桩

四、结 语

软土路基造成公路的沉降损坏,严重影响公路正常运行,所以必须要进行软土地基的处理工作。每一处软土路基都有软土基的共性和此处路基构造的特性,所以我们需要从软土基处理的众多方案中科学地筛选出符合此种路基处理的方法,或者结合多个处理技术来达到软土路基处理的理想效果。与此同时,在实际工程建设中我们还需要借助以前建设的经验,把相关资料进行核对,统筹方案实施的造价、施工的技术难度以及施工周期等多个因素,来实现公路建设和维修的较高的性价比,从而更好更科学更经济地完成软土路基的处理工作,提高公路使用寿命,保障人们的生命财产安全!

参考文献:

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[8] 朱明,范建华.浅谈软土地基处理方法及施工工艺[M].西部探矿工程,2015.

论文作者:何一夫

论文发表刊物:《基层建设》2016年20期

论文发表时间:2016/12/9

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