摘要:高速公路路基的穩(wěn)定性、耐久性對公路交通的使用壽命具有一定的影響,需要加強對軟土路基施工方法優(yōu)化和施工過程的管理和控制,確保軟土路基加固改良治理后具有較高的強度和承載能力。本文主要針對高速公路工程軟土路基施工技術(shù)做簡要的分析。
關(guān)鍵詞:高速公路;路基工程;軟土路基;加固改良
隨著高速公路建設(shè)規(guī)模逐漸擴大,建設(shè)里程逐年增加,對高速公路建設(shè)水平提出了新的要求。在高速公路路基施工中,常發(fā)現(xiàn)局部路基含水量較高、承載力較差,呈軟土性狀。
1軟土路基施工特點
根據(jù)對高速公路路基工程施工經(jīng)驗可知,軟土路基具有較低的承載能力,且含水量較高。軟土路基在受到上部持續(xù)荷載作用下,將可能造成路基出現(xiàn)不均勻變形。如果在實際工程施工中,未針對軟土路基采取有效地軟基加固措施,將會造成軟土路基在荷載作用下,軟土發(fā)生流動,從而給高速公路路基的穩(wěn)定性產(chǎn)生隱患,降低了路基的耐久性。
1.1道路和橋梁工程的建設(shè)在露天開放
路基施工受施工環(huán)境的影響較大,同時在路橋項目的施工區(qū)域內(nèi),可能設(shè)計到市政管涵、交通設(shè)施等,需要與社會各部門之間的交流比較多,干擾多,施工多變化因素較多。
1.2路橋路基施工復雜
在市政路橋施工過程,除路基施工外(路床)本身,還涉及到較多的分部分項工程,它還包括到土石運輸、沿線管涵、路肩、斜坡、排水線、擋土墻等施工。
1.3公路橋梁的施工以機械為主
在市政路橋路基施工中,多采用大型機械進行路基施工,人工工作協(xié)助。在人工配合的情況下,施工作業(yè)必須由專人進行指揮,并采用分段或平行作業(yè)的方法進行路基施工。
2軟土路基處理的技術(shù)
2.1換填法
換填施工主要是將軟弱地基全部挖除或者部分挖除,再用透水性好的土質(zhì)進行填筑、壓實。該方法主要應用于軟土路基較淺的區(qū)域。換填法施工主要是以機械施工為主,以人工為輔。根據(jù)對軟土路基施工經(jīng)驗可知,采用換填施工方法多應用在軟土路基不大于3m的深度范圍內(nèi)。采用換填的材料主要是二灰土、碎石、砂礫等,上述這些材料具有較高的穩(wěn)定性,且在置換后對周圍的土質(zhì)無影響。在換填施工中,由于涉及到挖方和填筑、壓實施工,需要用到大型機械設(shè)備和較多的施工人員,需要考慮好挖掘的土方放置的位置,避免對周圍土質(zhì)造成破壞。在軟土換填后,需要對填筑、壓實施工后的路基進行承載能力的測試,確保軟土路基處理質(zhì)量符合高速公路路基施工要求,避免后期路基出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象。
2.2排水固結(jié)法
排水固結(jié)法,主要是利用人工布置的排水設(shè)施,將軟土路基中孔隙水收集、排出,以此降低軟土路基中孔隙水,提高軟土路基的密實度,從而提高軟土路基土質(zhì)的承載能力,實現(xiàn)了路基的穩(wěn)定性和避免路基的后期沉降。排水固結(jié)法主要應用在粘土性質(zhì)和淤泥質(zhì)的軟土路基中。2.2.1真空預壓法真空預壓法,該方法主要是應用真空泵的負壓原理,抽取軟土路基中孔隙中的空氣和水分,降低軟土路基中的水分,以增加軟土路基的密實度,實現(xiàn)軟土路基加固效果。研究發(fā)現(xiàn),該方法主要應用于地下水比較多,且土體的滲透能力較差的區(qū)域,并對路基的承載能力有較高要求的路基段。真空預壓法,采用真空泵抽水,減少了堆載的工作量,路基處理效果較好,且對周圍環(huán)境破壞較小。但是采用該方法加固處理成本較高。2.2.2砂井預壓法砂井預壓法主要是利用透水性較好的砂袋對軟土路基區(qū)域進行預壓,在軟土路基內(nèi)部行程了排水通道?梢詫④浲谅坊乃峙懦觯瑴p少了軟土土質(zhì)中的含水量,提高路基的固結(jié)程度。砂井預壓法中對砂袋的要求較高,要求砂袋具有較好的滲透性、耐久性,且直徑一般為10cm。
2.3密實法
2.3.1強夯法強夯法主要是利用吊裝機械、重錘對軟土路基進行夯實處理。在對軟土路基進行強夯施工時,利用起重設(shè)備將重錘吊起到設(shè)計高度后,然后重錘自由下落到軟土路基上,重錘自由下落的能力作用在軟土路基上,使得軟土路基在沖擊力作用下,排出內(nèi)部的水分,提高了軟土路基土質(zhì)的密實度,提高了土體的固結(jié)程度,實現(xiàn)了軟土路基的土質(zhì)改良加固。同時,為了確保對軟土路基改良加固的效果,在采用強夯法時,需要對土質(zhì)特性進行檢測,選擇合適的下落高度和重錘,以最大程度上實現(xiàn)對軟土路基的加固改良。強夯法處理軟土路基主要應用在飽和程度較低的粉質(zhì)粘土中,且處理深度不宜過大,一般在6m~8m為宜。該方法施工難度較小,適用范圍廣,采用的設(shè)備相對較簡單。且采用該方法施工速度較快,可在短時間內(nèi)實現(xiàn)對路基的加固效果。但是該方法不宜用于周圍有建筑物的軟土區(qū)域。2.3.2拋石擠淤法拋石擠淤施工方法是針對液性指數(shù)較高的軟土路基,為了提高該種類型軟土路基的承載能力,在其中拋擲片石,然后借助外力作用,擠出淤泥中的部分水分,實現(xiàn)了路基的穩(wěn)定性。采用該種類型的軟土路基處理方法與其他治理方法存在的一定區(qū)別,拋石擠淤方法主要是對淤泥采用片石進行置換。研究發(fā)現(xiàn),拋石擠淤方法施工的重點是把控拋石的速度,拋石的速度較快,路基中的淤泥則會越少。同時,若在山區(qū)修建高速公路中局部區(qū)段為軟土路基,則可采用該方式,片石可就地取材,不僅可以增強路基的穩(wěn)定性,且還減少了材料的運輸成本,保障了工程施工進度。
2.4復合式地基法
復合式地基處理法其原理是在軟土路基的土體內(nèi)增加人工增碎石樁或者水泥攪拌樁構(gòu)成人工地基,使地基中應力按材料模量重新進行分布,大部分荷載由樁體承擔,樁間土的應力相應減小,但土體仍與樁體共同承擔荷載。該方法的施工工藝成熟,是處理深厚軟土路基的常用方法;能大大縮短固結(jié)時間,處理后路基強度提高大、工后沉降小,但施工工期長,工程直接投資較大。2.4.1水泥攪拌樁復合式地基法中,多采用水泥攪拌樁,其主要是是利用水泥與軟弱地基進行均勻攪拌,然后固化軟弱地基。通過水泥砂漿與軟弱路基土體的均勻攪拌,水泥硬化后使得土體顆粒固化成具有一定強度、穩(wěn)定性的整體,與天然的地基形成一個復合式的地基,從而一定程度上提升路基的承載能力。2.4.2工程CFG樁實施在市政路橋工程路基施工中采用CFG樁施工技術(shù),可有效的提高路基的承載能力。其主要是利用粉煤灰、碎石、水泥、石屑等混合物,攪拌均勻形成的一種具有高強度、高粘度的工程用樁。與傳統(tǒng)的碎石樁相比,CFG樁具有較高的承載能力,可有效地提高市政路橋路基的穩(wěn)定性,減少不均勻沉降量。在CFG樁施工中,首先需要根據(jù)實際工程地質(zhì)的基本情況、外部環(huán)境等因素選取合適的外加劑和固化劑,而外加劑的品種如硫酸鈉、石膏、木質(zhì)素磺酸鈣、氯化鈉等,并且可以根據(jù)施工要求,加入一定劑量的粉煤灰;水泥選用325以上的硅酸鹽水泥;針對固化劑需要根據(jù)實際工程施工需要確定添加劑量,一般控制在12%~13%,水灰比控制在0.45~0.5范圍內(nèi)。
3結(jié)語
綜上所述,在高速公路施工建設(shè)過程中,需要加強對軟土路基加固改良施工的重視,優(yōu)化選擇適宜的加固改良方案,以減少土質(zhì)中的含水量,提高路基的密實度,改善路基的承載能力,提高路基的穩(wěn)定性,以實現(xiàn)高速公路的可持續(xù)發(fā)展。
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