高速公路软土地基处理施工技术分析

2021-04-01 04:18欧阳龙
工程建设与设计 2021年18期
关键词:垫层铺设土层

欧阳龙

(江西有色建设集团有限公司,南昌330000)

1 引言

近年来,我国高速公路建设水平得到了非常迅速的发展,在高速公路路基施工过程中还会经常性地遇到软土地基,而软土地基的处理效果在一定程度上会影响高速公路工程的施工质量。因此,施工单位需要做好软土地基的处理,改善软土地基的工程性能,提升地基的稳定性、强度与承载力,从而满足高速公路工程的实际建设需求。

2 软土地基的特点概述

2.1 渗透性弱

软土地基具有渗透性弱的特征,较之于一般的黏土结构,软土地基的渗透系数要明显低于黏土,其固结速度与黏土相比也存在一定的差异,如果在软土地基的基础上直接进行高速公路建设,会由于地基性能不达标给高速公路后续施工与使用埋下严重的安全隐患。此外,因为渗透性弱的特点,导致软土地基中的水分难以及时排除,导致高速公路在雨季容易出现沉降量过大的问题,对高速公路工程的施工稳定性与安全性也会造成非常大的影响。

2.2 压缩性大

压缩性大也是软土地基的重要特征,因为软土地基的土颗粒之间空隙较大,土层稳定性不足,在承受了较大的外界荷载后,地基还会出现一定程度的沉降与压缩情况,导致高速公路工程出现塌陷及断裂问题,对高速公路工程的运行安全造成非常严重的影响。

2.3 含水量大

软土地基一般由淤泥质土构成,较之于普通土层而言,软土地基的含水量较大。因为含水量高,对高速公路工程的稳定性与承载力造成了较大的影响,直接影响了高速公路工程的整体施工质量。

3 高速公路软土地基处理技术

3.1 地基砂垫层处理技术

在应用砂垫层处理技术进行软土地基的处理过程中,主要是在地基顶面铺设1 层砂砾材料。在具体的施工过程中,需要进行砂砾厚度的严格控制。若铺设的砂砾厚度较大,会导致施工难度较大;如果铺设的砂砾垫层厚度过小,则难以获得预期的软土地基处理效果。地基顶面的砂砾主要作为排水层,使软土中的水分在路堤自重的压力作用下加速排出,加快沉降发展,缩短固结时间,促使软土地基的排水效果进一步提升,并提高软土地基的强度,为后续高速公路工程的建设奠定良好的基础。

在应用地基砂垫层处理技术进行软土地基的处理过程中,一般需要通过自卸汽车联合推土机的方式进行砂砾层的铺设,并且需要结合实际施工情况进行填充速度与厚度的选择,借此保障软土地基的处理效果。但砂垫层处理技术在应用过程中还存在一定的局限性,只适用于一些软土厚度较小的地段。

3.2 地基夯实处理技术

夯实处理技术最初应用于建筑领域中,其能够对一些体积比较大的石块进行粉碎处理,随后将其铺设到地基中优化地基性能。近年来,随着我国道路建设领域的不断发展,夯实处理技术在高速公路软土地基处理中也得到了广泛的应用。

采用地基夯实处理技术进行软土地基处理时,施工单位可以采用重锤或其他机械设备对软土地基不断进行夯实处理,从而促使软土地基土壤中的颗粒间隙不断缩小,排出土层中的水分与空气,促进土壤颗粒的固结性进一步提升,对高速公路地基的稳定性也能够起到良好的控制效果。地基夯实处理技术在应用过程中还具备技术要求标准低以及施工成本低的优势,可应用于淤泥质软土地基中的处理中。但在地基夯实处理技术应用过程中,会产生比较大的噪声和振动,对周边居民的生活质量会产生比较大的影响。

3.3 敷垫材料处理技术

在高速公路工程建设过程中,如果出现了软土地基不均匀或地基沉降较大的问题时,还需要通过敷垫材料处理技术进行处理。通过在软土地基层敷设垫层材料,能够促进地基的承载力以及抗剪能力的提高,从而满足高速公路的建设要求。此外,通过敷垫材料处理技术,对高速公路施工中的地基局部沉降情况能起到良好的控制效果。在该技术应用过程中,施工单位还需要保持铺垫层的均匀性,借此有效应对软土地基造成的沉降量过大问题。在高速公路填筑施工阶段,也可以结合实际施工情况,通过分层垫隔的方式进行处理,促进高速公路工程整体施工质量的进一步提升。

3.4 PTC管桩法

PTC 管桩法是高速公路建设中的一种常见的软土处理方法,主要适用于软土深度较深的工程项目中。管桩穿越土层的能力比较强,只要压力足够大,甚至能直接穿透几十米厚的薄粉砂层和中粗砂层,从而保障桩基础能够直接嵌固在力学性能较强的土层中。在应用PTC 管桩法进行软土地基处理的过程中,需要在桩帽顶铺筑一定厚度的碎石褥垫层,使褥垫层与桩帽间土体同时起承载作用,从而形成刚性桩复合地基。

目前,采用PTC 管桩法进行施工时,可以选用静压桩机或者锤击桩机进行施工,前者具有施工速度快,噪声小的热点,但是对场地压实平整度有非常高的要求。锤击桩机虽然施工噪声比较大,但可以满足多种复杂环境下场地的施工需求。因此,在高速公路软土地基施工时,也可以在结合现场施工需求的基础上进行施工机械的合理选择,确保PTC 管桩法的应用效果。

3.5 置换填土处理技术

如果软土地基淤泥层比较厚,则需要通过置换填土技术进行处理,借此实现地基性能的有效改善。需要注意的是,软土地基换填的第一层土采用常规铺设时,还不容易形成板型整体,该阶段在应用重型机械进行碾压时还会导致翻浆问题的发生,需要施工单位能够在结合软土地基实际情况的基础上,进行置换土层厚度的合理控制,确保土层能够形成一个整体,在碾压过程中也需要尽量应用三轮压路机进行静压处理,从而使置换填土处理技术的作用充分发挥出来。

3.6 高压喷射注浆处理技术

采用高压喷射注浆处理技术进行施工时,需要用到喷枪的高压性能,将水泥浆、粉煤灰材料喷射到软土地基中,使其凝固为圆柱体桩,与褥垫层共同作用之后形成复合地基,以提高地基的承载力,满足高速公路工程建设的实际需求。应用高压喷射注浆处理技术时,还需要在浆液喷射中进行喷枪的不断旋转,从而形成均匀的圆柱体[1]。

4 软土地基处理要点

4.1 做好地基设计强度的控制

在高速公路地基处理过程中,强度与沉降量是地基处理施工中的重要参数,也是地基施工设计的重要内容。因此,在软土地基处理过程中,首先需要做好施工现场的勘察工作,随后结合高速公路工程的施工需求,确定地基强度。另外,在软土地基施工处理过程中,需要做好沉降控制,确保地基沉降值能够控制在相关施工标准范围内,从而为后续施工奠定良好的基础,促进地基施工质量的进一步提升。

4.2 明确高速公路的设计要求与施工需求

在高速公路工程建设中,施工单位在软土地基处理过程中,还需要根据路堤填筑高度和宽度选择软土地基处理技术。比如,在对宽路面低路堤高速公路进行施工时,不得采用换填法进行软土地基的处理,因为该施工技术会造成一定程度的路面损坏。因此,在高速公路路基施工中,还需要结合公路工程的设计要求与施工需求采取针对性的软土地基处理技术,保障高速公路工程整体的施工质量[2]。

4.3 明确高速公路的铺设要求

在高速公路工程的施工过程中,多是先进行路基的铺设工作,在路基自然沉降后再进行路面铺设。但在高等级公路施工过程中,还需要通过沉降技术进行路基处理,促进路基的承载力、强度与稳定性进一步提升,才能保障高速公路的后续使用需求。因此,在进行高速公路工程的软土地基处理过程中,需要对高速公路的施工等级与铺设要求进行明确,并要满足国家对高速公路建设的相关标准要求,借此保障软土地基的处理效果。

4.4 保障施工方式的稳定性

在高速公路工程施工中,如果没有对软土层的下沉情况进行有效控制,还会导致公路与构造物相连部位出现裂隙,不仅影响高速公路工程的施工质量,还有可能导致一系列安全事故。因此,在软土地基处理过程中,还需要选用稳定的施工方式,并且要做好构造物连接地段的处理,从而为后续高速公路工程施工奠定良好的基础。

5 结语

综上所述,社会经济的不断发展促使高速公路工程的建设数量得到了一定程度的增加。但在高速公路施工中还会遇到软土地基等施工难题,如果没有做好软土地基的处理,会影响高速公路工程的整体施工质量与后期使用寿命,需要施工单位能够熟练掌握各种软土地基处理技术,为高速公路工程施工奠定良好的地基基础。本文主要分析了几种常见的高速公路软土地基处理技术以及处理要点,希望能够为相关高速公路施工单位提供一些理论上的帮助。

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