高速公路软土地基处理施工技术研究
摘要
关键词
高速公路;经济发展;软土地基处理技术;承载力;
正文
软土地基是目前高速公路项目建设中最为常见的类型,具有渗透性差、压缩性大以及含水量大等特点,影响路基的稳定性和安全性。为了提升地基处理效果,施工单位应当根据高速公路施工要求以及施工环境等合理选择软土地基处理技术,有效改善地基承载力,大幅度提升公路建设质量,为保障交通运输安全性、延长高速公路使用年限奠定基础。
1软土地基的特点概述
1.1渗透性弱
与常规土壤结构相比较软土地基的渗透性更差,其固结速度也相对较慢,若是处理不当直接在软土地基上修建高速公路,由于地基稳定性和承载力无法达到标准便会为后续的交通运输行驶埋下安全隐患。除此之外,受软土地基渗透性特点影响地基中水分难以被及时排除,在雨季高发期会出现积水以及沉降量过大等问题,危及路面安全。
1.2压缩性大
软土地基压缩性相对较大,且由于软土地基中颗粒孔隙相对较大,在长期承载力影响下土层稳定性会受到不良影响,例如路基沉降以及土层压缩等,长此以往势必会导致高速公路路面出现断裂以及结构病害问题,影响交通运输安全性。
1.3含水量大
软土地基与普通土层相比较含水量更高,其稳定性和承载力难以达到高速公路项目建设标准,不仅影响项目施工效率和质量,也会影响高速公路项目的使用年限,增加维修养护频率和施工成本。
2 高速公路软土地基处理施工技术
2.1碾压及夯实
对于公路项目而言,碾压和夯实是最为常用和施工成本最低的施工方法,不仅能够大幅度减小软土地基土层孔隙,提升土壤密实度,还能够改变软土路基的压缩性,实现提升路基稳定性和承载力的目标[1]。
2.2换填法
换填法路基处理技术主要是针对高速公路建设中出现的软土地基利用透水性和渗透性更强的材料对其进行部分或全部替换以实现提升土壤密实度和地基承载力的目标。换填法施工便捷,操作简单,但是更适宜应用于3米之内深度的地基。对于深度过大的软土路基若是采用换填法势必会增加施工成本,影响施工单位经济效益。在具体施工中,施工单位首先应当结合施工环境制定合理的施工方案,确定施工图纸中路基截面形状和结构特性;其次加强施工组织管理,采取分层摊铺和逐层压实的方式,确定每层压实度符合标准后方可进行下一层的摊铺和压实;最后对压实度进行详细检测,最大限度地保障压实质量。
2.3排水固结
对于软土地基处理作业而言,排水工程极为重要,通常情况下高速公路项目主要有两种排水方法,其一是竖向排水法,例如砂井,主要是在土层中沉入带有桩靴的钢管,形成桩孔,并在拔出钢管的同时在其中注入适量的砂子用于排水,并且由于此种方法断面相对较小,施工流程简单便捷且不会消耗大量的资源,对减少施工成本意义重大。最为重要的是,即使砂井施工失误也并不会对软土路基的后续建设产生影响。其二是表层排水法,适用于土质相对较好但含水量过大的路基,在具体施工中主要是在地表面开挖的沟槽中均匀铺设具有较强透水性的碎石材料,对降低软土路基含水量以及提升排水速率具有明显效果。其三是降水预压法,更适用于软土路基存在砂土层的地基情况,在施工中需要对地下水进行抽取以此提升软土路基的自重应力,进一步提升预压的目的[2]。
2.4密实法
目前高速公路软土路基施工中最为常见的密实法主要有两种,一种是强夯法,在具体施工中需要借助专业的夯实设备对软土地基进行击打夯实,利用巨大的冲击力加快软土路基中多余水分和空气的排出速度,减少土壤孔隙,实现软土路基的加固效果。另外一种是抛石挤淤法,主要适用于液体指数相对较高的软土路基,在具体施工中主要是在软土路基中抛填适量的片石,并在专业设备的挤压下降底层的淤泥逐步挤压到路基表面并进行细致的清除处理,利用碎石代替淤泥,不仅能够有效提升路基的稳定性和承载力,还能避免出现积水等不良现象[3]。
2.5 石灰技术
石灰技术是目前提升高速公路软土路基处理效果的一种较为成熟的处理技术,操作简单便捷,施工成本相对较低,有效减少后期高速公路沉降问题的发生概率。在具体施工过程中,施工单位应当严格遵守设计方案要求将基坑底部的水进行排出处理,并在基坑三分之一左右位置处放入适量的生石灰,并做好回填和碾压作业,通过石灰技术的应用能够解决传统工作模式下软土路基层面结构抗震性不足以及土壤密实度较弱等问题,延长高速公路使用年限。
2.6水泥搅拌桩加固方法
在高速公路软土路基施工过程中,施工单位可以采用水泥搅拌桩加固方式进行处理,对提升路基稳定性和承载力具有明显效果。在具体应用过程中主要是将水泥充作固化剂角色,通过深层搅拌机将固化剂与软土进行充分的搅拌,经过一系列的化学反应后能够形成复合型地基,实现软土地基强度和硬度的明显提升,使搅拌机在接桩中与喷粉桩重叠并且高度达到 1m 以上, 同时, 还要把固化剂用量控制在 1%之内,确保软土路基中的土层能够逐步形成具有较强水稳定和抗压能力的凝胶颗粒。在施工作业完成后施工单位应当在钻头提升后利用空气压缩机对管道内部进行详细的清理,避免管道以及喷嘴中留有水泥残留物,影响后续的使用[4]。
2.7冻结法
冻结法是目前高速公路软土路基处理中较为常用的一种处理技术。冻结法顾名思义指的就是利用人工制冷技术将软土地基中含有的大量水分冻结成冰,将岩土变成冻土,提升土层密实性,保障土层强度和硬度符合高速公路项目施工要求,并将地下工程与地下水进行隔离,确保软土地基在冻结壁的保护下顺利施工,提升施工效率和施工质量。冻结法的工作原理主要是充分利用二氧化碳膨润土和液态氮等方式,或采用液压系统与机械制冷设备相互连接,将冷冻液注入到软土地基土层孔隙当中,将原本软湿土层逐步变成冻结土,通过冻结法的实施能够进一步提升软土路基土体的强度和硬度,大幅度提升路基的承载力,减少了土壤的压缩性,因此被广泛应用于高速公路软土路基施工处理作业中。
3结语
综上所述,在高速公路工程施工过程中,不可避免的会出现软土地基问题,这是影响高速公路行车安全性以及使用年限的重要因素之一,因此加强软土路基施工处理极为重要。在具体施工过程中,施工单位应当根据高速公路施工区域的地理环境以及土质条件等合理设计施工方案,选择恰当的软土地基处理技术,确定施工流程,在提升施工效率的基础上保障软土地基处理效果,大幅度提升路基的稳定性和承载力,保障交通运输事业的稳定发展。
参考文献
[1]邰勇. 高速公路软土地基处理施工技术研究[J]. 交通世界(中旬刊),2022(12):103-105.
[2]欧阳龙. 高速公路软土地基处理施工技术分析[J]. 工程建设与设计,2021(18):157-159.
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