高速公路施工中的软土路基施工技术探讨
2020-11-26邱爱慧
邱爱慧
山东润成工程质量检测有限公司 山东淄博 255000
1 软土路基概述
高速公路施工需要结合当地实际的地质情况,对施工方案进行合理的调整。软土路基是我国分布较为广泛的一种特殊路基,以其复杂、难于处理闻名。软土路基因其含水量大、渗透性差、天然强度低和压缩性高的特征,往往需要特殊工艺进行处理才能保证路基的变形率低、长期稳定性较好。软土路基的抗剪力与路面外负荷一旦失衡,极易引起路面塌陷、塌方、裂缝等高速公路质量问题。软土路基主要分布于河流沿岸、低谷洼地、沼泽地带、河流沿岸等降水量较多的地区。我国针对软土路基进行了大量的研究。以河北省为例,河北省行政区划临海,以塑料排水板、土工合成材料等各种方式以应对沿海高速公路软土路基沉降,并进行针对性的研究,如以河北省沿海高速公路唐山段的工程建设为研究背景,对水泥搅拌桩的变形和加固效果进行分析[1]。研究的根本目的是增加软土路基的承载能力,提高软土路基的稳定性,解决我国高速公路建设中的实际困难。
2 软土路基的特点
2.1 变形与沉降
软土路基的变形和沉降通常是在外部荷载的作用下产生的。在路堤与结构物的交界处,在不均匀沉降的情况下,路段会因为出现裂缝而沉降。因此软土路基的细部处理是很有必要的。只有了解土层的基本特性,才能在现场施工中采取合理的措施。只有在施工过程中保证软土地基的稳定,才能控制高速公路的自然沉降。
2.2 土壤强度、抗剪切强度低
由于软土本身的低渗透性,在一个方向上的渗透调节系数大多为10-8-10-6cm/s。根据这种情况,软土的路基在恒定荷载作用下,在快速排水固结的条件下,软土的抗剪强度将再次发生变化,软土将发生排水固结。
3 我国现阶段软土路基施工中的问题
3.1 施工技术人员素质参差不齐
施工技术人员的素质不仅体现在合理操作、规范行为等方面,更在于在实际施工工作中发现问题、解决问题、深入思考、总结经验的能力。部分人员尽管在实际工作中发现了某项技术的应用效果不佳,也出于怕麻烦、不敢提等因素的影响,没有据实上报。有些施工技术人员对软土路基施工技术的研究关注不够,仅凭借过往经验进行施工,对行业的发展极其不利。因此,应在施工过程中加强管理,加强技术人员与施工人员的联系,技术人员应充分了解施工现场情况,观察施工效果[2]。定期组织技术人员开展经验交流,组织学习新兴技术,培养技术人员的创新意识。
3.2 软土路基施工技术缺乏科学的理论指导
科学的理论指导对促进施工技术的进步是必不可少的。而在软土路基施工技术的研究中,对于实际的操作规范、检测制度、质量评价的研究要远远多于理论的研究,针对软土路基的室内试验数据并不完善,研究得出的理论也缺乏工程实践的检验。如以现在的研究方法得出关于软土路基沉降和侧向变形对沉降的影响模型,即“灰色系统理论”,再以河北省唐津高速公路沉降观测得来的数据加以印证就会发现,理论研究仍然存在一定的不足,研究成果与实际施工效果存在差异。
4 软土基的施工技术
4.1 降低浅水层含水量,提高软土路基压实度
采用降低浅层含水量的方法,可以大大提高土壤的整体稳定性和硬度。可以通过在土壤表面添加固化剂。例如,采用标准冻存技术,主要包括采用液化氮、二氧化碳等物理化学添加剂实现土壤冻结。或采用标准模块化机械制冷设备和封闭式液压系统连接,最终目标是实现土壤中液体的快速冷却。
4.2 砂垫层处理
高速公里的软土地基的砂垫层厚度小,排水性好,砂石的各种资源丰富,有利于高速道路的建设。因此,只有注意保证砂垫层厚度,才具有良好的快速排水综合性能。大多数情况下,砂垫层的总厚度约为19.5cm。为了充分发挥砂垫层的重要作用,进行浇水压实作业,必须事先检查碎石外表面状况,在保证湿润的基本条件下,通过后续施工,才能达到预期的效果。
4.3 竖向排水固结法
排水固结法通常直接应用于饱和或弱砂层中,但在渗透性极低的泥炭土中应用较少。其原理是在地基土层布置竖向排水井点,并根据使用中的地基和承载要求在地基上施压使软土密实,并通过适当的排水措施放水,地基基础的可控性和承载力也得到了提高。
4.4 挤密桩法
如果路基中设置压实桩,则可以显著提高路基施工中的压实度,并且可以完全消除沉降的可能性。采用挤密桩法处理软土路基时,可以更有效地结合外部现场施工的核心技术,达到更加显著的处理效果。水泥深层搅拌桩的施工技术是使用水泥作为固化剂,用搅拌设备在路基深处搅拌软土,并使软土固化剂将与软土反应,以有效地改善软土路基的稳定性和承载能力。在实际使用水泥深层搅拌桩施工技术的过程中,施工人员可以通过稳定边坡来有效提高软土路基的承载能力。另外,由于水泥深层搅拌桩是一个相对隐蔽的工程,建筑工人一般要昼夜工作,以有效提高施工效率和施工质量[3]。施工单位将配备专门的质量检查员,以在整个过程中对其进行监督,以确保每个施工过程都有实际记录。
5 结语
我国城市间的高速公路正在不断组织建设,相关项目和工程也在缓慢增加,高速公路国家的软土地基建设也非常重要,越来越多的人开始关注它。因此对各种技术和日常管理的要求也越来越高。施工企业要进一步提高软土地基的施工质量和效益最大化,就必须增加最先进的施工单位技术的应用,有助于规范化建设安全可靠的高速公路。