试述高速公路软路基的施工处理关键措施

发表时间:2020/5/29   来源:《建筑实践》2020年39卷1月第3期   作者:孙薪栗
[导读] 路基作为支撑公路的基础结构,在现代公路工程建设中起着至关重要的作用
        摘要:路基作为支撑公路的基础结构,在现代公路工程建设中起着至关重要的作用。路基施工质量的好坏直接决定着公路建成后车辆能否平顺地在公路上行驶。根据我国多年公路路基施工经验,在路基工程施工后,由于各方面原因,易造成公路路基沉降、公路路面变形或者结构失调等问题,因此,要提高公路路基的质量,保障公路的安全性与稳定性。
关键词:高速公路;工程建设;软土路基;处理措施
引言
        软弱土层在我国分布较为广泛。软土属多孔饱和介质,整体力学特性较差,含水率高、渗透性差、强度低、易受扰动。若不经有效处理会出现大幅度沉降,且沉降周期较长,严重者会影响高速公路运营安全。因此,必须关注高速公路软路基的施工处理工作,采取有效措施,减少软土路基给道路带来的危害,确保高速公路能够充分发挥自身作用,为区域经济和社会发展奠定坚实基础。
1高速公路路基常见病害原因分析
        1.1路基沉降
        路基沉降是路基在垂直方向上的下落。路基沉降就沉降部位可分为路基沉降和地基沉降,产生路基沉降问题的主要原因是路基存在碾压不实、填土含水量控制不严、清表不彻底等质量问题;地基沉降是施工中遇到软土地基等不良地质,在地基处理时,因为设计不合理、施工环节把关不严、使用材料存在质量问题等原因,从而导致路基沉降。路基沉降从表现形式来看,又可分为均匀沉降和不均匀沉降两种。均匀沉降一般发生在道路经过地段地质、水文条件基本一致或变化不大的路段,均匀沉降对道路造成的影响不会很大。不均匀沉降产生的原因较多,路基沉降和地基沉降都会导致不均匀沉降情况的发生,不均匀沉降属于高速公路较为常见的一种病害。
        1.2路基开裂
        高速公路路基开裂主要可以分为三种,纵向开裂、横向开裂和网状开裂。路基纵向开裂严重时会形成错台,改扩建工程中或半挖半填路段较为多见,在新旧路基结合或路基挖填部位,未按照施工要求挖成台阶状而直接填筑路基,或是虽然挖成了台阶状但宽度不够,公路建成后很容易出现纵向开裂;软土地基处理不当,河道、坑塘等清淤不彻底、回填不均匀、压实度不够等也会导致纵向开裂。横向开裂多由施工不规范造成,如分段施工结合处处理不当,路基填料性能不达标,土方填筑厚度、平整度控制不严等原因,容易导致横向开裂。网状开裂发生在路床开挖或路基填筑后,路基填土含水量高或为膨胀土,路基上下层含水量不一致,下层土含水量高,上层含水量低,会导致网状开裂。
        1.3翻浆
        路基翻浆发生在季节性冰冻地区春融时期,一般在路面排水不畅,地下水位较高或土壤吸水作用较好的情况下,冬季路基土壤汇集的水分被冻结,到春天冻融化成水使路基松软,甚至使路基出现弹簧状态,在车辆反复碾压过程中,将泥浆挤压到路面,形成翻浆。高速公路路基翻浆的原因很多,土壤毛细吸水作用、温度较低造成土壤深冻、地下水位较高或地下水充足、路面透气性差水分蒸发不出、车辆行驶反复碾压等都是形成翻浆的原因,翻浆是寒冷地区需要特别注意的一种公路病害。
2高速公路软路基的施工处理关键措施
        2.1换填施工技术
        换填施工技术是高速公路软土路基处理效果较好的方式。现场施工人员将软土土层清理干净,使用碎石、砂土等高强度材料进行替换,改善和提升软土路基整体硬度。在使用材料替换完成后,要使用相应设备对路基进行夯实、碾压、震动,通过对软土路基施加频繁、均匀的压力来改善软土路基整体密度。

换填施工技术能够分散路基附加应力作用,通过制作复合型的高速公路路基来改善路基强度、硬度。实施换填施工过程中,施工人员要对路基软土层进行深入研究,若软土层所需要承受的重力较小,则可以省略一些烦琐的工序,将碎石等加固材料以较为简单的程序填入软土层当中,便可以在保证软土地基具备足够强度的前提下,减少施工经济成本。
        2.2排水固结施工技术
        采用排水固结施工技术处理高速公路软土路基,能够使软土层保持干燥,减少软土中所含水分的影响,避免土层出现软化,并缩小土层颗粒间隙,确保路基整体的稳定性。在使用排水固结方法时,首先要关注排水系统的设置,其次要合理选择排水加压设备。应用排水固结施工技术,对高速公路原自然地面施加压力,将软土层中所含的水分、杂质等排出,确保软土路基能够持久耐用。
        排水固结法能解决软黏土地基的沉降问题。可使地基的沉降在预压期间基本完成或大部分完成,保证建筑物在使用期间不会产生过大的沉降和沉降差。同时,还可增加地基的抗剪强度,提高地基的承载力和稳定性。要根据现场实际情况、地质资料和设计要求,选取合适的处理方式。砂垫层砂料宜采用中粗砂,一般厚度为30~50cm。也可加设碎石盲沟,以连接砂井,引出砂井中的渗流水。一般在排水系统中设计砂井,或选择塑料排水板进行排水。将钢套管通过打桩机的打压进入软土路基当中,或将水资源以较大的注水压力注入路基当中,使路基形成一个符合设计规划的孔洞,选取合适的中粗砂作为施工原材料,均匀地将砂子注入孔洞中,使公路软土路基当中形成较为坚硬的砂柱,便于公路软土路基进行自动排水。目前,我国很多公路软土路基的施工使用砂袋作为填充砂土的装置,这在很大程度上减少了施工团队的资金成本,避免了施工原材料的浪费,并且使施工更加简单,便于监管和保证质量。使用砂袋进行砂土填充,可以使砂柱不会因外部环境的改变而出现变形,也不会由于长期的使用而使排水性能降低;因便于操作、施工速度快、适用范围广、造价低,现在越来越多项目使用塑料排水板作为竖向排水系统的组成材料,以便软土层中的水分可以通过塑料排水板尽快渗出,使排水系统可以长期运行。
        2.3表层排水
        为提高软基填土的固结程度,在公路建设中,设计人员可以采取表层排水的技术。通过在表层的黏性土内加入能使结构稳定的添加剂来提高填土的固结程度。表层排水技术不仅可以增强软基填土的结构强度,还能够改善软基的压缩性能。与此同时,如果软基土层分布不均匀,设计人员还可以通过敷垫材料来减小路基局部的沉降或者变形的程度。运用这种技术能够提高路基结构的支撑能力以及对机械设备的承受能力。
        2.4回填土
        回填土技术能够保证公路路基结构的作用效果。需要设计人员熟悉操作技术的相关流程,通过将软基中的软土开挖,进行晾晒或者换填等处理,最后再进行分层回填。在回填过程中要用装载机来调整公路路基的平整度,使平整度达到设计要求的同时保证回填土技术的应用质量。另外,还可以采用碎石以及粗砂来增加路基结构的强度。
结束语
        高速公路建设中需要采取有效措施解决软土路基问题。在实际施工过程中,需要根据施工区域水文、地质、土壤、地势等情况确定相应的处理措施,确保路基排水、碾压施工有效开展,严格依照标准规范开展施工,积极探索成效更好、技术更先进的高速公路软路基施工处理技术方法。
参考文献
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[2]魏鹏.天津滨海新区西外环高速公路软土路基处理技术研究[J].城市道桥与防洪,2019(1):52-54.
[3]乔俊秀.试论高速公路施工中的软土路基施工技术[J].城市建设理论研究(电子版),2018(29):121-122.
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