高速公路施工中软土路基施工技术研究
2020-02-23
来源:好走旅游网
路桥建设 d团四圈 高速公路施工中软土路基施工技术研究 摘要:近几年,天定高速、内遂高速等高速公路出现一系列的质量问题,坑槽、松散、裂缝、沉降等病害严重,高速公路的建设问题引发人们 关注。路基是高速公路重要的组成结构,它承受着公路结构层重量和荷载路面,应该保证足够的强度与稳定。但是在高速公路施工中不可避 免的会遇到软土路基,软土路基施工是公路施工中的一大难题。本文就软土路基的特性,对高速公路中软土路基的施工技术进行分析论述,。 关键词:高速公路施工;软土路基;技术研究 随着城市人口的膨胀,人们的生产和生活强度增加,使得交通问题日益突 冻结法是采用二氧化碳或者液态氮对土进行膨润,也可以使用制冷设备 出。城市负担着大量的客货运输、换乘、换装、中转、集散任务,成为区域交通的 枢纽,具体表现为出入口交通和过境车辆大幅增多,对城市内部交通带来严重 冲击,为缓解这种情况,纵横交错的高速公路应运而生。但在高速公路的施工 过程中会出现各种各样的问题,其中,软土路基问题尤为严重。软土路基属于 一种不良地质,具有变形特眭Ⅲ,在施工时处理不当会导致后期路基沉降,破坏 路基的稳定性,也影响道路的平坦、顺畅与正常运行,不利于人们的安全出行。 一、软土路基的特性及破坏力分析 软土一般是指天然孔隙比≥1.0,天然含水量大于液限的灰色细粒土,包 括淤泥、淤泥质土、泥炭及泥炭质土等。软土路基就是由这种天然含水量高、 孔隙特性高、承载能力低,并且含有少量腐殖质的土质组成。一般孔隙比大于 1.0而小于2.0,持水性大,含水量约为35%~8O%日。切应力作用下,软土会出现 剪切变形,抗剪强度下降,具有典型流变性,极有可能出现次固结沉降。软土 具有明显的结构性,一般表现为软塑状态,其中的原状土由于挤压或震动会 破坏土质中的絮状结构,从而导致土质强度产生剧烈的损失,甚至会出现流 动性状态。软土具有恢复性,它在受到外界的扰动后强度不会一直衰减,而是 会随着时间逐渐恢复原来的强度状态。软土具有较高的压缩性,压缩模量小 于4pa,具有较大的压缩系数,并随土质液限及含水量的提高而增大,压缩性 与液限指数成正比关系,这种土体整体的变形会不均匀,变形后稳定的时间 也相对较长 。而且软土的渗透性较弱,渗透系数约为10.5~10.8cm/s,因 此,土壤重量与负荷实现完全的固结则需要很长时间,加荷初期易出现孔隙 水压力较高,影响整体的地基强度。同时,软土具有较低的抗剪强度,在不排 水剪切试验中,天然软土的抗剪强度值较小,一般情况下dx=J:2OMkpa,与围 压的大小并没有直接联系,常随着固结程度的加深而增大。软土强度的指标 相对较小,内摩擦角为20~35度,具有很高的灵敏度,流变性显著,能够快速的 排水固结,可以有效提高土壤强度。但是软土土体的性质相对来说较差,不具 有可预见性,在高速公路旅工中,稍有不慎就会产生质量问题。软土路基中, 堆料、填筑、填土、碾压都须严格按照一定的标准,一个环节处理不当就有可 能使路堤产生失稳、滑塌,整个高速路段出现沉降病害。再者,软土路基的施 工过程中,填料中有大块石、运料时没有均匀的卸土并合理的分层,产生厚 堆,碾压时方法不当,而使具有低强度、高灵敏度的软土路基遭受破坏。因此, 保证设计正确、施工精心、处理合理,并及时解决施工中的不利因素,才能有 效实现路基的稳定与正常运行。 二、软土路基施工中的常见问题 (一)沉降问题 软土路基填土施工后,会进行路堤的浇筑,这时路基的各个部位就有可 能出现不同程度的沉降,直接影响高速公路的质量。因此,需要我们考虑的问 题是:如何控制施工过程中产生的路基沉降,怎样才能使沉降达到路基设计 标准,怎么保证路基的结合处保持稳定,预留高度是否满足路基设计要求,桥 头跳车现象应该如何预防等。 (二)路堤滑坡问题 软土路基中的路堤施工中,最常见的就是滑坡现象,路堤滑坡会影响路基 稳定性,其主要原因是施工时对于软土路基没有进行合理的处理,使得地基固 结的速度缓慢,压缩陛高,强度低,固结时间长。因此,怎样提高地基稳定性,同 时又对公路施工的进度和质量不造成影响,是每个施工人员应该思考的问题。 三、高速公路施工中软土路基施工技术研究 (一)冻结法 连接封闭液压系统,促使冷却液流通于土体内,将软湿土整体冻结。这样可以 有效的提高软土强度,降低土体压缩性。此种方法在各种土质中都可应用,尤 其是在软土地基施工中,挖土的深度在7、8米以上,或者是在较为低下的地下 水位时,采用冻结法施工最为常见和有效 。 (二)铺垫织物材料 于软土地基表面铺设一层或多层织物材料,可以起到良好成效。织物材料 尤其是土木织物,具有较好的连续性、较高的抗拉强度、耐腐蚀,施工也较为方 便,可以有效减少填方后路基的沉降几率。常用的铺垫材料有机织土工布、土 木格栅,将这两种织物铺垫在路基表面,具有分离排水和反过滤的作用。 (三)使用添加剂 软土为粘性土壤状态时,可以在粘性土的表层加人适量的添加剂,添加 剂能够增强软土路基强度与压缩性,使土体固结的速度加快。软土路基施工 中,普遍使用的添加剂有生石灰、熟石灰、水泥等。石灰水泥类具有极强的吸 附性,可以有效吸收软土中的水分,降低水含量,而且还会在软土中相互聚 集,随着时间的推移慢慢反应,形成化学固结,从而增强土体稳定性。可以配 合采用相应的设备加快地基排水固结速度,增强土体强度,减少软土地基不 均匀沉降。 . (四)排水固结法 在处理厚度较大的饱和土和填土施工时,可以应用排水固结法。竖向排 水井,用加压系统作为辅助,并用其他相关设备加快软土地基的排水固结速 度,从而增强土体强度,减少不均匀沉降,提高地基承载力。在软土地基施工 过程中,常用的排水固结方法有堆载预压法、真空预压法、电渗排水法等。 (五)水泥土搅拌法 水泥土搅拌桩加固地基是利用水泥材料作为主要固化剂,经过特制的深 层搅拌机械,通过不停的搅拌将水泥与软土相互融合,利用水泥和软土之间 产生的物理化学反应,将软土硬结成凝胶状的颗粒,提高软土地基的承载能 力,形成一种具有整体性、稳定性和一定强度的良好地基。水泥土搅拌法有湿 法与干法两种施工方法。在机械设备持续不停的搅拌下,水泥和软土在更深 层次的土壤中结合,形成复合地基。水泥土搅拌桩在工作时,要严格依据相关 的技术参数施工,控制深度、高度及灰面水平深度,接桩时粉喷桩复打的重叠 孔端应大于1米,水泥泵送保持连续不问断的施工,注意固化剂用量范围不超 过1%,在水泥与软土完全混合后,使钻头远离地面,打开空气压缩机,疏通残 留粉末,移动搅拌桩机目。 结束语: 高速公路施工中的软土地基施工一直是道路建设中存在的重难点问题, 地形的复杂化与多样化,决定了软土地基的施工中不能单纯使用同一种施工 方法,不同的处理办法产生的效果也不相同,因此,只有结合各种方法措施, 不断的研究更为有效和简便的解决措施,才能更好的处理软土地基的施工问 题,提高我国高速公路建设的质量。 参考文献: [1]钟恩梁.高速公路施工中的软土路基施工技术分析U]科技资讯.2012.(35) 【2】李红梅.公路施工中软土路基的施工技术处理研究U】科技创业家 2012.(10) [3】于飞l烟台滨海公路软土路基施工卟中国科技信息.2013.(04) [4】王传高.公路路基施工中软土路基的科学处理lJI中国新技术产品. 2013(24) [5】李春荣.关于公路施工中软土路基处理技术的研究明.黑龙江交通科技. 2012(13) ‘259’