摘要:在我国进入21世纪的新时期,我国高速公路建设在不断加快,作为高速公路的基础,路基的质量将对高速公路的质量产生影响。在高速公路建设时,常遇到软土路基。若软土路基没有得到恰当的处理,将会使路基强度有所降低,影响其承载力。为使高速公路的建设质量有所保障,必须采用合理的方法对软土路基进行加固。
关键词:高速公路;路基加固;研究
引言
在高速公路工程建设中,软土路基处理在整体工程中发挥着重要的作用,作为具有高含水率和压缩性较强的土体结构,其渗透性、稳定性相对较差,如不能对高速公路工程进行良好的处理就会产生沉降,对高速公路工程的安全造成负面影响,因此在施工过程中要加强对软土路基处理技术的重视,进一步提升高速公路工程的施工质量。
1软土路基的危害
软土路基具备较强的压缩性,且含水量比较高,因其性能的影响,极易出现沉降,导致施工难度较高。此外,软土路基的结构稳定性较差,在其内部出现絮状结构的情况下,会给土壤的结构造成巨大影响,甚至直接损坏土壤结构,导致其强度无法满足要求,稳定性较低,形成流体状,甚至无法继续施工。软土路基的抗干扰性能比较差,短时间内不能快速恢复,而且压缩性比较强、渗透性下降,在长期使用之后,负荷能力会快速降低,导致结构变形比较严重,影响交通运行的安全性。如果在施工开始前,没有进行软土地基处理,则会导致施工中出现严重的安全事故,而一旦软土路基结构的抗剪强度超过路面抗剪强度,必然会造成工程整体或者部分路段遭到严重破坏,因路基结构的稳定性较差,极易引发沉降现象。软土路基各个部分的性质相差较大,在受到了不同的载荷作用下,会导致其变形比较严重,而变形也不是固定的,会呈现出多种形式,导致高速公路难以顺利施工。如果高速公路路面出现不均匀沉降现象,则路面连接性变差,甚至在部分路段会出现断道的现象。
2高速公路软土路基加固处理技术
2.1浅层软土层(淤泥层)加固技术
对于部分路段,其软土层(淤泥层)覆盖深度在3m以下,一般采用软土层换填法。即用挖掘机把表面杂填土、素填土和软土层挖除运走,挖至粉质黏土层(持力层)之后放入中粗砂或砂砾进行分层压实作业。在施工的过程中要选择强度大、性能较稳的砂砾、砂等材料。路基填砂原材料的要求有:①填砂路基材料含泥量宜为3%~8%,且不应结团集中;②填砂路基材料有机质含量不应超过5%;③填砂路基材料应以中砂和细砂为主,细度模数在1.8~3.2;④填砂路堤填料的最小强度(CBR)要求≥7%。砂砾中碎石的含量一般为70%,粒径20~40mm,含泥量≤5%。每层填砂或砂砾都要碾压、夯填密实,其密实度经试验要达到设计要求,换填后的地基处理承载力也要达到规范要求。
2.2铺垫材料法
从实际情况来看,铺设土工织物也极为常见。通过这种方式,能够使承载性能得到提升。因此,施工队需要根据现场环境,进行土工织物的铺设。而铺设层数,则由技术人员决定。在层数相当时,能够彻底规避不均匀沉降现象。从技术层面上看,稳定性强、强度高以及连续性强等特点,都是铺设土工织物的明显特征。除此之外,由于施工过程并不复杂,很多施工队更青睐这种解决方案。从材料上看,土工格栅和土工布是较为常见的铺垫材料。软土路基在上述材料的帮助下,强度会大幅度提升。不仅如此,其反过滤与排水等功能也极强。在此基础上,施工质量与安全系数都随之上升。
2.3换填法
使用换填法的过程中一定要结合路基的实际情况,将杂质进行有效清理,将相对优质的材料填入其中,从而确保软土路基的施工效果。在利用换填法对软土路基进行处理时需要对路基进行良好的控制,将其保持在适当的深度内,以取得更好的换填效果。在利用换填法对软土路基进行处理时,路基强度是决定换填效果的重要因素,相对于其他的技术来说,换填法能够从源头上解决软土路基的问题。
2.4水泥搅拌桩加固法
水泥搅拌桩加固法广泛应用于软土地基加固施工中,主要工作原理是将水泥直接注入到软土路基中,然后进行全面的搅拌处理,可以使得该位置上发生一系列的化学与物理反应,进而使得土体结构的强度与稳定性得到提升。在具体施工时,通过合适的施工机械对水泥与软土进行充分混合,持续的搅拌,最终可以在该施工位置上形成凝胶颗粒,构建了一个完整的结构体系,以满足软土路基工程的施工需要。但是在该技术应用的过程中,需要充分做好各个方面的管理和控制,准确计算各项技术参数,并且严格执行技术要求,施工人员不能随意变更施工技术参数,尤其是深度、高度等关键性的参数,同时需要保证粉喷桩的重叠长度在1m以上。在施工的过程中,需要使用泵送水泥的方式,提供所有施工材料,保证材料供应正常,满足连续施工的需要。
2.5加入添加剂
在施工时,一旦遇到软土路基,其黏性必然极强。因此,施工队要想解决此类现象,必须利用添加剂的强化作用,使软土路基的强度得以提升。除此之外,其压缩性也会随之下降。从实际情况来看,熟石灰和生石灰是构成添加剂的主要材料。通过吸收地基水分,增加软土结构的强度,是添加剂的主要作用。不仅如此,在处理软土路基时,施工队更倾向于选择水泥添加剂。究其原因,是由于水泥添加剂能使土壤内部结构发生变化,稳定性和强度会得到改善。通过这种方式,更好的满足群众的出行需求。
2.6强夯的技术
这个技术主要按照自由落体的原理,把具有一定重力、重量的物体从一定的高度自由落下,落在软土层里,软土层受到巨大的作用力,使其物理结构有所改变,从而降低孔隙率,土体中的颗粒物可以紧密接触,提高土体的牢固程度。这一技术大多用于对砂质土或者碎石土的夯实过程里,其中最为常见的强夯技术是单点夯击技术,在实际的应用中应该掌握单点的个数,根据填土的高度H来确定单点的个数。在H<3m时,运用4~8个单点,H>3m时,则用9~10个单点,同时,要注意方法的使用过程。
2.7冻结法
该方法的主要施工原理是利用软土冻结的方式,提升其结构的承载性能,减少压缩性,可以达到工程的技术标准要求。冻结法在实际操作中,一般需要使用液氮或者二氧化碳膨润土,使用机械将准备好的冷却液直接灌入到土壤结构中,可以使土壤快速发生冻结反应。这种方式可以应用到多种形式的软土路基中,并且设备简单、操作便捷,对开挖深度比较大的路基工程,也能够达到较好的效果,所以被广泛应用到工程实践中。
结语
软土地基仅采用土工格栅进行水平向加固时无法较好的利用其高张拉模量的特性,需配合混凝土预制桩进行竖向加固才能使软土地基的抗变形能力有所提高。混凝土桩能够限制淤泥质软土向两侧进行挤压变形,土工格栅使得软土层的应力分布得到有效的改善。采用双向加固措施的软化土层能够满足沉降控制的要求。
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