浅议高速公路施工中的软土路基施工技术
2018-12-07徐永贵
徐永贵
山西远方路桥(集团)有限公司 山西大同 037006
随着我国高速公路建设的不断发展,越来越多的精品高速公路工程在不断涌现,我国高速公路的通车里程在逐渐增加,高速公路的软土路基施工工程也随之不断增长。软土路基的成分较为复杂,其结构主要以淤泥以及黏土颗粒为主,并且彼此间的缝隙较大,其特点是含水量大、容易流变以及压缩性高等。因此其稳定性以及承载能力均达不到高速公路的施工规范要求。为此,在具体的高速公路施工中,应采取科学、合理的施工技术来对软土路基进行加固,以确保软土路基的稳定性,避免软土路基对高速公路的质量带来的诸多不利影响。应通过科学、先进、有效的施工技术来改善软土路基的施工环境与结构特性,进而夯实软土路基,提高高速公路的整体施工质量。
1 软土路基概述
软土路基指的是一种需要进行特定的设计和处理的特殊路基,软土路基在江河沿岸、盆地、洼地等地方较为常见。软土往往含有大量的水分,水分的渗透性很差,并且有着很低的强度,也极容易被压缩。正是由于软土的这些特点,才导致我国公路工程进行软土路基施工时需要进行特定的设计,采取特殊的技术进行施工,确保建成的软土路基有着极高的稳定性,不会在通车后出现地基塌陷等问题。我国的公路行业对软土路基的定义是强度低、可压缩程度大的土层。大多数软土路基含有大量的有机物质,这和软土的成因有关,第四纪后期的地表水形成了大量的沉淀物质,这些沉淀物质大多分布在江河沿岸、海岸,这些地方的地表往往非常潮湿,常年有积水,这种潮湿的环境和大量的积水又滋生了大量的喜水植物,喜水植物死亡后沉淀在泥土中,经过长时间的堆积,最终使得这片泥土成为了含有大量有机物质的软土。软土路基有着非常差的吸水性,车辆行驶在高速公路上会对软土路基施加压力,软土路基中的水分会在压力不断地作用下排出,使得土壤的缝隙扩大,最终使得软土路基的稳定性变差,容易在压力的不断作用下出现变形、塌陷[1]。因此,在进行软土路基施工时首先需要对软土的物理学性质进行研究,比如对路基的埋层深度、使用材料、公路等级等进行分析研究,然后针对软土的物理学性质采用超载预压、换土、埋碎石桩等措施来修建软土路基,最终确保建成的软土路基有着极高的抗压缩性、稳定性,能够承载大量的车辆。
2 软土地基处理考虑因素分析
2.1 地基构成因素
地基土层构成较为复杂,根据具体的土层构成确定最佳的处理技术。地基土层厚,但软土层较浅,应用高压喷射注浆技术最为有效;地基土层薄且软土层较浅,应用表层处理技术最为合理;地基层较厚,同时不存在砂层,可以借助固结处理方式进行处理,其处理强度一般不能很快达到预期目的,可以和垂直排水法结合使用。在地基处理的过程中,土壤性质和地基处理技术具有一定的“不兼容性”,所以,土壤性质对地基处理效果的影响较为明显,为了保证地基处理效果,根据地基的实际构成确定最为合理的处理技术。
2.2 道路性质影响
不同的道路性质对软土地基处理水平也有着不同的影响,比如,在等级较高的高速公路施工中,在地基处理过程中应该应用沉降效果更好的处理技术,对于公路路堤较宽的道路施工,在处理路基的过程中,需要格外注意局部的损坏情况。以不同的地基处理方式对道路地基进行处理,应时刻注意防止土压不均造成侧向移位,继而影响公路的使用安全[2]。
2.3 施工条件
不同的工程项目,其施工条件也有所不同,因为施工地质条件不同,最终使用的地基处理技术也不相同,在确定地基处理技术时,应充分考虑项目工程的工期因素、机械设备以及施工材料,根据工程项目的实际情况,确定最佳施工方案。
3 高速公路工程软土路基施工技术分析
3.1 软土路基表层处理施工技术
软土路基表层处理施工技术是一种常用的施工技术,主要是通过排走地表的水和在地表铺设材料等措施加强地表的强度。在处理地表水含量丰富的软土路基时可以利用这一施工技术,具体操作是先通过挖掘沟槽来将软土路基的地表水排走,之后填入透水性好的材料。此外。针对土质是黏性土的软土路基,可以对表层添加水泥和生石灰等吸水性好的材料,吸收掉表层的水分,从而达到加强软土路基地表强度的效果。
3.2 静力排水固结法
静水排水固结法其实就是逐渐提高地基强度的过程,在建筑物建设之前,为了达到孔隙水有效排出以及地基沉降的效果,对施工场地进行加载预压,或在地基中设置竖向排水体,根据建筑物自身的重量逐级进行加载。静力排水固结法的应用可以控制道路投入使用后不会产生不利沉降,另外,该方法的应用不仅可以增加地基的抗剪强度,同时可以显著提高道路路基的稳定性。在排水固结法应用的过程中,排水系统有两种,分别是竖向排水体和水平排水体,主要作用是改变地基排水边界条件,有效排出孔隙水。
3.3 高压喷射注浆技术
高压喷射注浆技术应用面非常广,适用于各种土质的软土路基施工。在软土路基施工过程中应用高压喷射注浆技术主要是将注浆管伸进软土中,喷射固化浆液同软土混合,最终大大提高软土路基的强度。我国对这一技术的应用程度同西方发达国家相比有着一定的差距,还需要不断进行完善和发展。
3.4 冻结技术
冻结技术是常用的一种软土地基处理方式。冻结技术主要是利用液态的二氧化碳、氧等化学添加剂来实现,或采用制冷设备与密封的液压系统相连,实现冷却液在土内流动,进而完成冻结的过程,能有效地提高软土地基的强度。冻结技术主要应用于地基挖土深度大于8m或地下水位较低的情况。
4 结语
随着我国高等级公路路网体系的不断完善,在建设过程中将会遇到越来越多的特殊地质条件。因此,处理好诸如软土地基等特殊地质条件不仅提高了高等级公路本身的道路质量和使用寿命,同时也减少了高等级公路在运行期间日常维护和检修费用,大大增加了高等级公路通行质量和效率。