高速公路工程软土路基施工技术分析论文_杨富民,白莉娜,彭海敏

高速公路工程软土路基施工技术分析论文_杨富民,白莉娜,彭海敏

浙江新越交通建设有限公司 浙江省 325300

摘要:路基工程是高速公路工程的重要组成部分,其施工质量直接影响到公路整体质量。因此,施工单位应正确认识路基施工质量控制的重要性,施工人员需要对软土路基施工技术特点、技术要求、应用范围等进行准确掌握,推动软土路基施工向着高效化、规范化方向发展。在软土路基加固施工中,先要做好现场勘察工作,了解施工现场的实际情况和工程特点,在此基础上选择最合适的软土路基施工技术,提升高速公路施工效率和施工质量。

关键词:高速公路;软土路基;控制要点

1高速公路软土路基的主要特点

1.1 含水量较高

在对高速公路进行设计和建设时,由于软土主要由黏土颗粒和淤泥组成,因此,软土路基具有空隙大、含水量较高的特点,其中,少量的有机物在不同的地质环境中下沉成为絮状结构,孔隙比较小。软土通常情况下的含水量为 36%~80%,在剪力的作用下,软土产生的剪切变形较为严重,在软土固结沉降完成后,将产生较大的的次固结沉降的现象,严重影响了道路交通安全。

1.2 土壤强度低

软土土壤呈现出较为明显的结构性特点,软土结构中原状土在受到挤压或震动后,絮状结构会遭到很大的破坏,导致土壤的强度下降,严重时会出现流动状态,软土土壤在受到扰动后,其强度会随着时间而慢慢得到恢复。另外,软土土壤具有压缩性高和渗透性差的特点,软土压缩模量通常情况下低于4Pa,其压缩性与液限指数之间的关系成正比。由于软土自身渗透性较小,一般在锤子方向上的渗透系数为:10-8~10-6cm/s,基于这样的状况,在土壤之间的重量与负荷达到巩固的效果需要较长的一段时间。

1.3 抗剪强度较低

软土土壤的抗剪强度相对较低,在我国天然软土的结构中,软土的不排水抗剪强度低于 20MPa,软土的内摩擦角通常情况下在 20~35°,软土路基在载荷作用以及排水固结的状况下其抗剪强度会发生较大的变化,在软土排水固结速度加快的状况下,强度提高的效果将非常明显。

2 软土路基施工技术相关要求分析

2.1 高速公路软土路基施工流程分析

在高速公路软土路基施工过程中,其必须要遵循一定的流程。通常情况下,在进行高速公路路基建设时,需要先进行路基放样,然后进行施工路段的地表清理,对于有水的路段要进行排水处理。然后是土方挖运及填筑,并做好道路的排水系统。之后对路基进行平整压实处理,检测压实度及各项指标,确保路基的承载能力及稳定性。最后进行复测处理及路基整修。

2.2 路基填土和压实技术分析

在对软土路基进行填土和压实处理时,需要遵循三大施工要求。一是所选择的填料要符合规定,一般的高速公路填料的强度指标为CBR,其数值要求必须要满足规范中的最小强度值。在填土之前,作业人员要严格检查填料的性能,对于不符合施工规范的,要及时采取措施进行改善,促使其性能的稳定,比如向填料中增加石灰。二是对于比较潮湿的路基段,在进行压实处理时,需要结合以往的工作经验将其压实度适当降低到 2%—3%左右。而对于粘质土,在进行压实时也需要适当降低其标准。这主要因为在压实过程中,土颗粒间的引力和斥力的相对大小会在一定程度上决定压实土的结构。而潮湿的路基段与干燥路基段相比,其土层颗粒间的引力较大,如果采用干燥路基段的压实标准反而会降低其压实效果,加大土层颗粒之间的斥力。为了增强压实效果,可以在泥土中加入一定量的生石灰,以增强填料的吸水性。三是在进行软土路基压实处理时,必须要遵循相关的技术要求,采用较大吨位的压路机进行施工,强化其碾压效果提升其压实度。

2.3 地基处理要求分析

对于高速公路路基中存在的软土地基,在施工时要选用轻质的路堤,比如粉煤灰路堤,其能够减少路堤自身的重量。对于浅层的地基,在进行处理时可以采用土工合成材料加固方法,利用土工布或土工格栅代替常规的换填方法。

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3 高速公路软土路基施工技术

3.1 高压喷射注浆技术

高压喷射技术是将注浆技术以及高压射流切割技术融合到一起,对软土结构进行加固处理。施工过程中,首先用钻机钻孔,孔深度达到标准后再使用喷嘴的注浆管喷出水泥浆,高压喷出的水泥浆会形成高射流体,对施工区域的软土土体进行适当的切割和搅动。同时,钻机杆在向上提升时,会保持着旋转状态,促进水泥浆填至土中,凝结后便形成了固结体,能有效提升路基的强度。使用高压喷射注浆技术的前提条件是软土路基中存在大量的淤泥、砂土和砂砾。

3.2 冻结处理技术

高速公路软土地基提高强度的方法还有冻结处理,此种方法应用广泛,主要是使用氮和二氧化碳相结合的工作原理,使用冷却液对整个土层进行冻结处理,进一步提高地基的强度,从而防止其出现较大的压缩变形量。与其他几种技术相比,冻结技术被广大施工单位所采纳,并且取得了非常好的效果。

3.3 压密注浆碎石桩技术

当钻孔机开始工作时,将碎石投入至孔内,然后将水泥浆压到石孔中,当一部分水泥已经出现了固结现象时,再对碎石桩体以及桩周边进行高压注浆,这种施工方式能够有效提高桩体周围强度,进而提高整体路基的强度,从根本上提高软土路基的稳定性以及承载能力,保证了高速公路的运行安全,对高速公路的快速发展具有非常重要的意义。

3.4 加载预压处理技术

加载预压处理的主要方式是在路基中设置砂垫层和竖向排水系统。在对路基施工时,地基会不断加速排水固结,从而有效提升路基的承载能力,避免在长期使用过程中地基出现变形现象。对于施工时固结现象产生的沉降等一系列问题,可以使用超载预压法环节。

3.5 水泥搅拌桩技术

软土路基施工时,通过向土壤中注入水泥,需持续对水泥进行搅拌,促进土加速发生物理、化学变化,使得路基处形成相对稳定的结构体,从根本上提升路基的整体强度。在水泥搅拌桩加固处理的过程中,可以选择使用湿法和干法进行施工,水泥的主要作用是固化剂,将其注入到软土路基后,使用施工设备进行搅拌处理,制作形成复合地基,从而进一步提高软土路基的强度。

3.6 添加剂处理技术

由于软土具有较高的黏性,因此在进行软土路基施工时,可以添加若干添加剂至其中,添加剂主要由水泥和石灰组成,添加剂的加入,能够大幅降低软土中的含水量,保持其具有较高的团聚效应,加快软土的固结,保证软土路基具有适合施工的稳定性。

3.7 复合路基处理技术

复合路基处理技术主要有粉喷桩和旋喷桩,较之其他处理方法,旋喷桩技术成本比较高,且桩的质量较为难控制,所以在软土路基中使用的范围比较窄。然而,该种技术大量运用在桥头软土路基处,不仅能够加速对高桥被土体的填筑,还能有效避免公路在建成使用后出现变形。当前,软土路基施工时,粉喷桩应用比较广泛,具体施工过程中,必须要严格控制桩的长度,且需对桩基进行充分夯实,保证实现“双控”。同时,必须要保证公路路面的承载能力不会受到影响,工程的各项指标也都符合设计图纸的要求,满足条件后才能提高整体路基的安全性能。

结束语

由于软土路基处理技术是高速公路施工中的重要环节,所以在解决此类问题的同时应结合相应的技术措施,根据不同的地质条件采用不同的高速公路软土路基处理措施。随着科技的发展,技术人员及施工人员等专业人士的努力,新技术不断开发,此技术将继续推进高速公路施工中的软土路基施工技术的发展。

参考文献

[1]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,2015,2520:25+27.

[2]林碧芹.软土路基施工技术在公路施工中的分析[J].江西建材,2015,17:141-142.

[3]廖智君.高速公路施工中的软土路基施工技术[J].黑龙江交通科技,2015,3812:38.

论文作者:杨富民,白莉娜,彭海敏

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第32期

论文发表时间:2019/2/26

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