张忠杰
中铁七局集团郑州工程有限公司河南郑州450000
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;施工技术;施工处理方法
引言
在高速公路项目的施工过程中,软土路基施工质量控制存在一定的难度,并且非常重要,软土路基的实际施工质量会对工程质量产生很大的影响。因为软土路基的架构特性,在实际的施工过程中,倘若处理不好,会产生路基沉降变形,若导致路基局部破坏或整体剪切破坏严重,还会产生失稳、塌方、滑坡等病害问题。对高速公路运营产生非常大的安全风险与隐患。翻阅大量的文献与资料可知,现今我国高速公路中,大约30%的高速公路在软土路基的层面上存在问题。鉴于此,高速公路项目的实际施工过程中,一定要重视软土路基的施工质量,并且一定要在充分了解施工现场状况的前提下,运用切实可行的方案与手段,不断优化软土路基的施工,进而使高速公路项目的质量与效率得到保障。
1高速公路软土路基的主要特点
1.1含水量较高
高速公路软土路基的含水量是比较高的,这是因为软土的核心构成成分是黏土以及淤泥颗粒,其中有一部分颗粒的有机质因为在各种地质环境中沉淀,就让软土内部形成了絮状的结构,这种结构的空隙是相对较小的,不过更多的软土其内部结构还是具有较大的空隙,含水量也比较高。一般来说,软土的含水量大多是36~80%之间,而受到重力的影响,软土很容易就会出现剪切变形的情况,这样就会破坏其结构。还有就是软土固结沉降之后,就会出现比较大的沉降量,对于交通的安全性将会造成十分不利的影响。
1.2抗剪强度较低
高速公路软土路基的抗剪强度比较低,我国软土的结构若是并未对其转开排水处理,就会导致软土的抗剪强度<20MPa,软土内部的摩擦角度一般都是20~35°,这样就会使软土的抗剪强度一定程度地下降。不过,我国软土路基通过排水固结可以大大地提升其抗剪强度,若软土的排水固结速度可以保持比较快的速度,那么软土的抗剪强度就会得到大幅度的提升。
1.3土壤强度低
高速公路软土路基的土壤强度比较低,软土的结构其有着自己鲜明的特点,那就是软土如果被震动或者挤压变形之后,其絮状结构便会瓦解,这样其强度就会大幅度下降,如果软土的结构被破坏的十分严重时,就会呈现流动的状态。软土在被破坏后,其虽然也可以一点点恢复自身的结构,但这个恢复过程太长了,此外,软土因为本身的防渗透能力很弱,压缩性又很高,通常情况下,其压缩模量都<4Pa,软土的压缩性和液限指数是正比的关系,所以,软土要想加强其结构需要很长的时间。
2高速公路工程软土路基施工技术要点
2.1竖向排水固结法
在软土路基施工过程中,遇到填土地基或者大密度饱和软土的问题,可以选用排水固结的方式进行处理。有效防止了软土地基的不均匀沉降问题,大大提高了土壤的强度和土体的承载能力。排水固结法的原理是地基在荷载的作用下,工作人员通过布置竖向排水井,同时启动加压系统,配合使用压力吸抽气的渗流电场,使土中的孔隙水被慢慢排出,孔隙比减小,地基发生固结变化,地基土的强度逐渐增长。常见的排水固结方法有堆载预压法、真空预压法、电渗排水法等。
2.2冻结处理法
软土路基的冻结处理法其实就是使用二氧化碳等物质来冷冻软土路基。因为软土路基具备较高的含水量,因此,冻结的成效就会非常好,并且在冻结操作完成之后,会在很大程度上提升软土路基的强度。就冻结工艺的层面上来说,其实就是借助物理机制,实现软土路基有效处理的一种措施与手段,在项目的施工过程中,还会运用到很多的化学反应机制。在冻结施工的过程中,使用的制冷剂与设施都非常昂贵,这就会使工程造价得到极大的提升,可是因为这种方式能够在很大程度上强化软土路基的强度,所以还是有很多项目会运用这种技术。例如,东新高速项目,在该工程沿线中,软土路基的实际长度大概在700m,经过实地勘测之后得出,该地段软土路基的土质相当松散,并且具备较大的含水量(含水量为多少,应有数据表示),此外,因为该工程的道路等级相对高一些(什么等级的道路),因此,对路基强度需要更加严格,结合实际的造价情况之后,开始对该段软土路基运用冻结施工技术,预先运用碾压设施来压实软土路基,还检测了压实度,达标之后就能够运用制冷剂来开展冷冻施工。
2.3压密注浆
除了冻结处理以外,提升路基强度也可以通过压密注浆技术进行。压密注浆主要利用的技术是钻孔技术和注浆技术的结合。具体来说,首先利用钻孔机器进行钻孔,然后在相应的钻孔内投入碎石,这样就形成了碎石孔,然后再将水泥浆压入所形成的的碎石孔当中,如此形成碎石桩。之后对碎石桩周围高压注浆,使得周围的土体属性得到改变,从而形成高密化土体,从而以此提高复合路基的强度。相对冻结技术来说,这种技术的应用由于技术性比较强,局限性相对比较高,故而在路基建设当中采用不是非常广泛。但是其所能带来的效果是毋庸置疑的。
2.4预压处理
除了通过冻结注浆等办法对软土进行凝结以提高地基强度以外,也可以通过其他的方法对地基的凝结度进行提升,从而可以大大提升其承载能力。最直接的办法就是通过预压排水另地基的凝结度得以提高。通过预压排水技术所带来的效果可以简称为地基的排水能力。地基的排水能力直接影响着其凝结能力,从而进一步影响其承受能力。所以要提高地基的承受力,就需要一些办法对地基的排水凝结能力进行提升。在路基建设中,经常会设置一些砂垫层以及排水系统对路基进行预压处理。通过这项技术,能够加快地基的排水凝结,从而提高了路基的承受力。
2.5回填土技术
在高速公路路基施工中,回填土技术是一项较为系统的软基施工技术。该技术首先对路基中的软土范围进行规划,将软土路基中的土挖除。施工人员应严格按照施工方案挖除软土,不得随意施工,防止对路基稳定性造成影响。在回填土填筑完成后,还要对路面进行平整,平整后利用压路机进行碾压,碾压后应对路面密实度、强度等进行检查。在填筑施工中,应采用分层回填的方式,将材料填充至原有的软基部位。在回填施工完成后,需要利用标准仪器观测路基沉降情况,确保观测效果。认真研究观测结果,根据实际情况对软土路基中的未达标结构进行修复,切实保障软基稳固性。
结束语
综上所述,对于公路施工而言,路基部分的施工是其中最为重要的,高速公路的施工过程当中会遇见软土路基,这个阶段的施工处理可以说是整个高速公路路基部分的施工的关键点,其施工质量将会对高速公路的质量造成很大的影响。所以在高速公路工程正式施工前,还需要从当地环境以及软土的厚度进行思考,从而选取合适的解决方法。在软土路基的施工过程中,需要严格地根据相关的技术和流程展开施工,这样就可以确保软土路基施工的质量,从而推动我国公路工程的发展。
参考文献:
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