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摘要:为了提高沿海地区公路的安全性和稳定性,避免发生意外事故,需要重视公路特殊路基的处理,确保沿海地区公路特殊路基具有较高的质量。本文首先阐述了沿海地区公路特殊路基的特征,然后分析了沿海地区公路特殊路基可能存在的问题,最后就如何正确处理沿海地区特殊路基制定了科学的方法,不断增加公路特殊路基的固结度,减少路基土的含水量,进而为沿海地区公路的建设提供良好的路基基础。
关键词:沿海地区;公路建设;特殊路基;处理方法
引言
在沿海城市经济的快速发展过程中,对公路建设的需求也越来越大,沿海地区地质形成具有一定的复杂性和特殊性,一般情况下,沿海路基下会有深厚的软土层,如果没有科学合理的处理软土层,公路在运营过程中很可能会出现不均匀沉降现象,对公路的稳定性和安全使用产生了较大的影响。所以,必须采取合理的措施处理路基软土层,提高沿海地区特殊路基的质量,进一步促进沿海地区的道路建设和经济发展。
1沿海地区公路特殊路基的特征以及存在的问题
1.1沿海地区公路特殊路基的特征
沿海地区公路路基普遍存在软土层,因沿海地区经常受到海浪和暗流等的动力作用,淤泥逐渐沉积而形成。软土层中含有贝壳和生物残骸等,并且软土层的含水量较高,土壤呈现流塑状态,孔隙比大,具有较强的压缩性,其粘聚力小,抗剪能力差。因此,在沿海地区公路特殊路基处理中,必须首先进行全面的研究分析,明确软土层的性质和特征,尤其是软土层的强度和变形变化的规律,这样才能采取恰当的软基处理方案和施工措施,确保软土路基具有较强的稳定性,同时在公路运营期间不出现较大的沉降。
1.2沿海地区公路特殊路基可能存在的问题
首先,沿海地区公路特殊路基的强度和稳定性比较差,如果公路路基的抗剪强度比较小,不能够支撑自身结构的重量和其他载荷时,路基会出现部分或者整体剪切破坏的现象。其次,在沿海地区,软土路基还会出现压缩和沉降问题。由于特殊路基受到自身结构和其他载荷的作用,路基可能出现不均匀的沉降现象,对公路产生不良的影响,特别是差异沉降过大时,导致路基产生裂缝,随着裂缝发展反射至路面后,路面会出现裂缝等病害。最后,沿海地区降雨量比较大,公路经常受到雨水的侵蚀,雨水经路面及路基裂缝侵入路基内部,在车辆动荷载作用下,产生高速高压水流,冲刷路基和路面,路基和路面基层填料持续不断流失,导致路面坑槽及沉降,造成恶性循环,会在很大程度上降低路基的强度和稳定性。
2沿海地区公路特殊路基的具体处理方法
2.1采取堆载预压、排水固结及土工合成材料的方法
堆载预压的软土层处理方法具有良好的经济性,在软土层处理过程中,这种方法的使用并不需要转移土体,预压主要表现在分级加载,只有确保前一级具有一定的强度,才能确保预压后软土层具有较强的稳定性。软土路基大多数沉降都会在施工期完成,进而减少施工完成后的沉降量。为了提高软土路基固结的速度,一般会将预压和排水结合起来使用,实现排水固结,也就是应用加压和排水两种系统。前者主要是堆填路基荷载发挥固结作用,使软土层受到较大荷载而固结,后者主要是采取措施将水排除到软土层以外。如果没有结合加压系统,孔隙中的水不会被自然排出,公路路基也无法得到加固。相反,如果只有加压系统,没有排水系统,则无法在较短的时间内达到要求的沉降量标准。土工合成材料的加固方法主要是利用各种聚合物合成材料,将其设置在公路路基工程结构内部或者表面,进而发挥筋带和排水的功能,保护公路路基岩土和其他结构。
将筋带放置在土体中可以形成复合体,增加土体本身的抗剪强度,加入筋带后可以增加相互之间的摩擦作用,防止土体发生变形,就相当于给土体增加了一个侧压力,进而增加土体的整体性和强度,能提高地基承载力,控制不均匀沉降量的发展,对路基土层的侧限作用能有效地将荷载分布到更宽的地基层上,提升土体的抗剪能力。
2.2利用深层水泥搅拌桩对特殊路基进行加固
这种处理方法主要是通过使用水泥和石灰等固化剂,利用专门的搅拌机械在软土层路基深处对软土等进行搅拌,在这个过程中,软土和固化剂会发生水化反应,进而使软土具有较强的稳定性和强度,为提高公路路基的质量奠定基础。水泥粉本身具有一定的吸水性,在搅拌过程中,会吸收软土中的水分,进而提高桩周围土体的固结度,水泥搅拌桩的加固方法主要应用于饱和软黏土的处理。这种公路特殊路基的处理方法自身具有较多的优点,不仅经济合理,而且能够充分满足沉降量的要求,软土层不太厚时,可以采取穿透软基的方法,如果软土层比较厚时,需要适当增加搅拌桩的长度,一般都长于15m。水泥搅拌加固法在具体应用过程中,必须在结合施工机械功率的基础上确定加固的深度,一些沿海地区公路路基的软土层埋深可达40~60m左右,且软土力学性质差,而施工机械的处理深度有限,在成桩质量有保障的情况下常规搅拌桩加固最大深度一般为12~15m,采用双向搅拌桩则可达20m以上。在公路路基软土层中,还会有一些硬度较大的杂质,在具体处理过程中,施工机械是很难处理这些杂质的,如果数量少可以人工处理,但是,当杂质数量多且埋藏较深时,为施工作业的展开带来了较大的难度。除此之外,在水泥搅拌桩加固法的具体应用中,如果采取压力注浆的处理措施,软土层中的空隙会对水泥粉的用量产生较大的影响,甚至还会出现浆液渗漏的现象,进而无法保障公路路基的质量。
2.3 CFG桩、砂石桩组合型复合加固的方法
CFG桩加固的方法主要使用的是水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩,和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。CFG桩桩体具有较高的强度,虽然在黏性土体中挤密效果不佳,但可以将路基荷载传递到深层土体,以实现桩体对路基的加固和置换。CFG桩复合路基的中褥垫层应用逐渐解决了桩土变形的问题,褥垫层和土体之间的接触逐渐增大,提高了桩体的抗剪能力,进而提升了桩体的承载力,褥垫层也可以有效缓解路基不均匀的问题。砂石桩复合路基中,散体桩通过土体之间的约束作用使桩体产生膨胀进而遭到破坏,这就导致砂石桩的承载力很难得到提升。为了改变这种状况,需要在砂石桩中加入定量的水泥和粉煤灰,形成具有较高粘结度的半刚性桩,这就构成了组合复合路基。这样就可以在发挥砂石桩优点的基础上减少散体桩变形的发生,同时,还可以充分发挥荷载传递作用,有效提高复合路基的承载力。为了协调两种不同刚度的桩体,需要设置一定的砂石料垫层,实现桩体和土体共同承担荷载。
结语
道路建设对地区经济发展具有重要的作用,必须提高对道路建设的重视程度。在沿海地区道路建设过程中,特殊路基的处理是道路建设的重点,具体表现为路基软土层的处理,不同力学性能、厚度、埋深的软土路基需采取不同的处理方法,设计及实施过程中必须选择合理的处理方式。在沿海地区公路特殊路基处理中,需要根据当地土质的类型和地基条件选择恰当的处理方法,这样才能取得良好的处理效果,也可以采取复合的处理方式,充分发挥每种处理方式的优势,提高路基质量。
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