(贵州省交通科学研究院股份有限公司 贵州 贵阳 550000)
探析高速公路施工中的软土路基施工技术
吴安祥陈巍巍
(贵州省交通科学研究院股份有限公司贵州贵阳550000)
近些年,我国社会经济建设快速的进步与发展,随之推动公路工程的发展,对于高速公路建设提出更高要求。然而,软土路基技术成为影响高速公路工程施工的重要因素,加强对软土路基施工技术的研究显得尤为重要。本文主要研究高速公路施工中软土路基的特点,并提出了处理软土路基有效的施工技术,希望为有关专业人士带来一定的启发与借鉴。
高速公路;施工;软土路基;施工技术
随着社会的进步与科学技术的发展,人们的生活方式发生翻天覆地的变化,对于出行的便捷性与安全性要求更高,其中,高速公路属于一种常见的出行方式,与人们日常生活存在密切关系。而软土路基是影响高速公路建设稳固性与安全性重要因素,一旦软土路基处理不到位,极容易造成高速公路发生沉降现象。因此,加强对软土路基的研究是推进高速公路施工顺利实施、保障道路正常运行的重要途径。
软土的主要成本包括粘土颗粒群以及淤泥,因此,软土路基主要特点是孔隙度大、含水量高,且含有少部分的有机物,在不同地质环境下这些物质将下沉为絮状结构。通常软土的孔隙比在1至2范围内,且含有大约35%至80%含水量,软土在剪应力作用下会出现剪切变形,造成抗剪强度下降,具有显著的流变性。在结束软土固结沉降之后,极容易发生固结沉降。
软土具有显著的结构性,在挤压或者是震动的影响下,软土原软土会对土壤絮状结构造成损坏,明显的降低土壤强度,甚至使得土壤处于流动状态。在遭受扰动后,伴随着静止时间的推移,软土强度会逐渐恢复至原先状态。软土渗透性不佳,但压缩性良好,其压缩性与液限指数呈现出正相关的关系。为此,土壤需要经过较长的时间后,其负荷以及重量才能够得到完全巩固。
软土的抗剪强度不理想,我国的天然软土不排水抗剪强度在20兆千帕以下,而软土内摩擦角通常在20度至30度范围内,在荷载作用下,软土路基如果能够进行排水固结,则软土路基抗剪强度将会出现巨大变化。通常来说,软土固结速度快慢与抗剪强度有着密切关联,速度越快,相应的强度效果越好。
(一)冻结法
冻结法工作原理是通过采用二氧化碳膨润土以及液态氮等方式,或者是采用机械制冷设备与液压系统相互连接,进而促使冷却液在土壤内部流动,从而达到冻结软湿土的效果,在提升土体的强度同时,降低了土壤的压缩性。该方式可以用于各类土壤之中,对于挖土深入超出7米至8米软土地情况,或者是地下水位低下的情况下,该方式是一种效率较高的施工手段。
(二)铺垫材料的方法
土工织物是一种抗拉强度较高,连续性良好,且耐腐蚀性的材料,在处理软土路基中可考虑将其铺垫在软土路基表面,对于提升软土路基的承载力有着重要作用,有效的避免出现路基不均匀沉降的问题。通常情况下,机织土工布以及土工格栅均可以作为铺垫材料用于软土路基的处理中,上述土工织物具有分离、排水以及反过滤等功能。
(三)添加剂方法
针对于以粘性土壤为主要成分的软土路基,在处理中可将添加剂掺进粘土土壤,采用添加剂的方式不仅提升软土路基的强度,更可以提高路基土的压缩性。其中,生石灰作为一种良好的添加剂在软土路基中应用广泛,不仅促进软土的固结,更可以减少土壤水分含量,从而为软土路基的稳定性提供重要保障。
(四)竖向排水固结法
对于填土地基以及大厚度饱和软土的处理,可选择排水固结方式,具体操作是工作人员进行竖向排水井点的布置,并配合使用加压系统以改善地基排水条件,而后采用压力吸抽气渗流电场以及其他各种施工措施促进地基排水固结,这样可显著提升土壤的强度,不仅防止地基发生不均匀沉降,更可以提高土体承载能力,常见的排水固结方式包括:第一,堆载预压法;第二,真空预压法;第三,电渗排水法等。
(五)水泥搅拌桩加固方法
水泥搅拌桩加固方式的原理是采用专业的机械设备在软土路基中注入水泥,并应用持续搅拌方式以促使水泥以及土壤发生化学反应以及水解反应,由此形成凝胶颗粒,进而形成稳定性良好的整体结构体系。
在提升土体整体强度以及稳定性同时,保障了软土地基的承载力与强度。按照施工方式的不同,水泥搅拌桩由室湿法与干法施工两种类型。选用水泥作为固化剂,在机械设备不断的搅拌状态下促进固化剂与软土的搅拌,从而形成强度高的复合地基。
施工人员需要按照技术参数开展水泥搅拌桩施工,并加强对深度、高度以及灰面的水平面深度的控制,确保在搅拌接桩中喷粉桩重叠高度在1米以上。在搅拌施工中要保障水泥泵送的连续性。同时,要加强对1%之内的固化剂用量控制,在完成搅拌混合施工之后,需要将钻头提离地面,并将空气压缩机同时打开,清理干净喷嘴与管道内部的残留粉末,而后将桩机移动。
(六)振密挤密法
在处理软土路基过程中利用机械压缩以及机械夯实方式以压实土壤,或者是通过打桩机的应用冲击与振动松散砂性土以及人工填土,进而促使孔内的填充材料成为桩体。在开展成桩施工之中,在压实周边砂性土壤的同时,可达到振动压实周边土壤效果,进而推动土体的密度以及软土密实度的提升,不仅利于避免地基发生沉降,更可以提升对基土的稳定性与承载力。
总而言之,软土地基的处理效果与质量对于地基基础承载力有着直接的影响。因此,施工人员务必要在全面的掌控公路工程整体地质状况基础上,有针对性的采用技术措施与处理方案,本文主要提出了六种软土路基的施工技术措施,通过不同地质采用不同技术措施的方式,以提升高速公路的整体质量,推动我国社会经济建设又好又快的发展。
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