高速公路施工中的软土路基施工技术研究

2014-08-15袁一夫

黑龙江交通科技 2014年5期

袁一夫

(贵州高速公路集团公司)

1 高速公路软土路基的介绍

软土路基的可靠性以及安全性问题一直是高速公路地基维护的难点，国内外对于软土路基的解释一直没有统一，我国对软土路基的解释比较宽泛，是指强度较低，含有有机物质的土层。笔者根据路基的成因以及表现将高速公路软土路基定义为由有机物质例如粘土和粉土组成的，易于发生沉降、流动的松散土层。软土路基主要有以下几个特点:

植物或者其他因素造成路基土质的改变，使土层变的较为松散，组成主要包括粘土和淤泥，有着含水量高、缝隙度高的特点，这类松散的土层在强度方面有了大幅度的下降，造成土层的承载能力不能达到路基的要求，一旦路面承受了较大的压力，就会使路基发生变形，变形土层在水力作用下发生流动，容易出现裂缝或者塌陷的状况。

结构性是软土路基的重要特点，软土的破坏会影响土壤的结构层次，原本土壤的絮状结构有很强的粘连能力，一旦遭受连续的破坏，就会使受力的整体性效果大打折扣，从而造成路基强度的降低。不过，软土路基由于存在着流动性的特点，在受力之后会慢慢的进行自我恢复，但是想要达到原有的状态会需要很长的时间。

软土路基在受到剪应力时强度会有所降低，就目前我国在路基技术上的水准，在对路基排水之后，其抗剪强度一般在20MPa以上，当高速公路路面发生较为严重的挤压时，其强度会发生很大的变化，当然前提是路基有排水固结的能力。另外，路基的强度与固结的能力成正比。

2 软土路基问题的解决对策

2.1 冻结法

冻结法是指采用二氧化碳或者其他化学物质对含水量较大的软土路基进行冻结，冻结之后的软土路基会在强度上有所提升。从冻结的目的来看，这种方法是一种机械式的物理手段，从其使用过程来看，这种方法应用了化学的原理，无论从哪一方面来说，其强化作用还是非常明显的。制冷剂的投入和设备的引进都会在一定程度上加大企业投资的成本，不过由于其最终效果比较好，所以冻结法在软土路基施工中的应用还是非常广泛的。

2.2 铺垫材料

目前，土建施工中选用的铺垫材料大多是土工织物，如果在施工中铺设一定量的铺垫材料能够很好的强化路基的结构强度，铺垫材料有着很好的延展性，在压力作用下能够变形，既防止了材料的损坏，也对路基的土质起到了一定的粘连作用;施工材料的成本较低，铺设流程较为简便，再加上其抗腐蚀效果较强，在工程施工中一直被广泛的采用;这种材料在设计之初就有着防水的目的，因此卷材的表面会有很多的空隙，在铺设之后会将路基的结构进行隔离，一方面可以将上层的水分进行过滤，另一方面也防止水分过滤时带来的水土流失;在解决软土路基沉降问题方面，铺垫材料也有着不错的效果，通过将路基的土层连接起来，实现路基的整体性，即便是因为外力或者其他因素造成的路面沉降，也会保证沉降的均匀。

2.3 石灰等添加剂的使用

与上述的化学制冷有很大的不同，虽然都是通过添加化学材料的方法达到强化土质强度的目的，但是，制冷的目的在于土质的冷冻，将土质中水的应力效果也融入到了强度之上，相比于添加剂的吸水效应来说，冷冻效果会更加强力一些。那么如何针对现有的土质情况对方法进行选择呢。首先，应该遵循经济性的原则，如果土质的含水量较大，那么使用的添加剂就会越多，这在使用成本上会有所增加。然后遵循质量性原则，如果土质较稀、含水量较大时，冰冻水的作用力效果会在强度供应上有更好的体现，相较于吸水来说有翻倍的效果。最后，遵循土质的粘性情况，如果土质粘性不高、含水量较小，那就不必采用冷冻的方法，简单的添加剂使用不仅可以降低使用成本，而且在强度上也会更好。添加剂的作用不仅仅表现在吸水之上，它有着凝聚效应，其固结效果也比较不错。

2.4 竖向排水固结法

竖向排水固结法是引用了建筑施工中基坑降水的相关原理，通过在施工周围打造深水水井的方式，将地下水降低到一定的限度，然后用水泵将积水抽出。这种方法主要针对的是土层较厚、软土饱和的情况，原理较为简单，方法也比较直接。但是，这种方法有着一定的缺陷，施工单位在对地下水过量抽取之后，很容易造成地面的沉降。因此，在施工之前施工单位需要派相关的专家对地形、地下水以及施工进程进行监测，找到降水的最优标准，避免单纯为了降水而造成更严重的施工事故。

2.5 水泥的灌注

在软土路基施工时，利用相关的机械设备将水泥注入到软土的路基之内，在灌注的过程中需要对其进行不断的搅拌，以保证水泥能够和土层充分的融合，搅拌完成之后需要作风干处理，凝固之后的混合材料结构会比较稳固。水泥的灌注有干湿两种方法，具体的选择需要根据施工的具体情况而定，过程中不仅需要保证搅拌的均匀，其灌注深度、高度也有着比较严格的参数控制。另外，施工的连续性需要得到保证，风干之后的水泥在灌注时效果会大打折扣。