高速公路软土路基施工

摘 要：近年来,各城市的交通拥堵状况日趋严重,交通问题的重要程度也逐渐被人们所认知.由于公路的修筑是一个复杂而繁琐的过程,在建设过程中难免遇到各种各样的问题,软土路基就是其中比较棘手的方面.本文通过以往实践工作的总结,对高速公路软土路基工程的处理和施工进行了浅要的分析.

关 键 词 ：高速公路；软土路基；施工

中图分类号：U41 文献标识码：A

1.软土路基的基本特征

软土一般是指自身强度较低、压缩能力强的软弱土层,淤泥质土、淤泥和透水性很小的粘土统称为软土.我国地貌形式复杂,在山涧、河口、三角洲地区和沿海的平原地带都有比较广阔的软土区域.软土地区的工程特点主要体现在天然含水性高、透水性差、流变性比较强.除此之外,抗剪能力低,灵敏度高,孔隙比大是对道路施工造成困难的主要原因.在高速公路的施工方面,软土路基的危害破坏作用一方面体现在强度和稳定性方面,软土路基的抗剪程度差直接导致承受路堤和路面以外的荷载时,造成局部或者整体的剪切破坏,路面的塌方失稳,严重的甚至导致桥台的整体破坏.另外一个方面则是沉降变形的问题,如果软土路基由于外部或者上部的荷载过大而出现沉降变形,会使得路面出现下陷,影响道路的正常使用.特别是程度较大的不均匀沉降,有可能导致路面开裂甚至影响道路周围建筑物的基础,引起桥头跳车、道路基坑、沉降缝渗水、路面积水等种种质量病害.软土地基极易变形,所以在填筑的过程中由于路基变形而无法铺设路面的现象时有发生,有的即使铺设成功,也会在未交工之前就出现路面失稳或者开裂,直接影响到工程的进度和造价.

2.软土路基的处理

和其他道路情况不同,高速公路在软土路基上的施工处理往往比较复杂,要在对天然地基进行妥善处理的基础上完成施工,这样才能确保路基的稳定性,防止工后沉降的产生.经过多年的实践总结,归纳出来的改善软土路基的方法主要有以下几个方面组成.

3.基础部分的处理

高速公路在软土路基的地基处理方面方法有很多,目前比较常用的挤密法、置换法、预压力法和加筋法.常用的方法又可以分为改良土质和复合型地基两大类.土质改良是比较直观的方法,对地基土的性质进行改造,采取排水凝固法或者机械夯实等手段措施对土体进行改良,使施工区域内的土体抗剪强度得到明显的提高,压缩性减小,从而使得地基的承载能力达到工程预计的强度标准.复合型地基则是对公路本身的改造,通过置换、插加强筋、加固部分土体等手段来增大地基的强度,有时还会设置增强体形成复合地基以确保地基的承载力达到要求,这种方法在实践中被证明,可以有效的减小沉降的发生.目前比较常用的有水泥土复合地基、低强度桩复合地基和土工布垫层等.

4.减小路堤负荷

减小路基的荷载密度可以从根本上解决软土路基的沉降问题,减轻路堤的负荷是这其中比较有效的手段之一.减小了作用在地基上的荷载强度,地基的稳定程度就容易满足,从而有效的减少软土地基的沉降量.减轻路堤的负荷,一方面是在施工的过程中,要尽量的降低设计标高,铺设路面时选取轻质材料填筑.很多时候往往受制于设计标准的要求和当地环境的制约,做不到降低设计标高的目的,所以在材料的选取方面就要多下功夫,路堤采用粉煤灰填料,EPS超轻质材料填料都能比较有效的解决问题.另一个方面是在日后的道路使用过程中加大监管力度,严格控制超载超重车辆的通行,在车辆较多的地段采取合理的限行制度,防止在同一时间内路面荷载过于密集的出现.

5.工后的修补

在一些情况比较特殊的软土路段,沉降的产生有时是无法避免的.面对这种情况,在满足路基稳定的前提下,通过在施工过程中预留高度和工后对路基和路面的修补,调整沉降的大小,满足日后的使用和设计要求,也是一种处理方法.这种方法虽然风险很大,但是对于维持交通,保证道路正常使用方面,还是有很好的效果.

6.综合治理

综合处理涉及的方面比较广泛,但大多可以归结到前文提到的几个方向上面来.如对路基进行加固处理和减轻路面负荷相结合；先对路基进行初步的加固,再通过后期的修补达到使用设计要求.不仅有传统的方式,还有新型的方式比如真空预压和堆载预压相结合的方式等等.综合治理的重点在于,往往可以在遇到多种困难的情况下,通过多种手段一一解决.不仅有效的保证工程进度,还能带来比较好的经济效益.

7.软土路基的施工技术

7.1 冻结法

冻结法是根据液态氮或者二氧化碳膨胀的原理,通过机械制冷设备和封闭式的液压系统相连接,使得冷却液在内部进行循环流动,冻结周围软而湿度较大的泥土,从改善土质方面提高土的抗剪能力、降低压缩性.在开挖深度比较深或者低于地下水位的情况下,冻结法运用的比较广泛,是目前比较行之有效的施工手段之一.

7.2 高压喷浆注射法

高压喷浆法是在由日本引入的综合高压射流切割技术的基础上发展起来的加固松软土体的应用技术.其工作原理是将带有特殊喷嘴的注浆管通过钻孔布置到预定深度,然后将水泥浆以高压形式冲切土体,与此同时钻杆旋转提升,使得脱落的土和水泥浆相互混合凝固,风干后形成一个均匀的柱体结构,从而达到加固地基和防止渗水的目的.这种方法施工可以有效杜绝沙石液化、管涌和地基隆起等现象.主要用于铁路、高速公路基础加固,防止下沉,坝基等防渗帷幕,部分建筑物的基础施工中也会用作临时支护.目前,此项技术在成桩质检、喷嘴结构、钻孔技术和现场技术管理等方面还有待进一步的提升,通过合理的改进,将成为未来最为有效的改善软土路基的质量手段.

7.3 挤密法

挤密法主要是通过挤密或者振动使得深层土密度增大,并在振动或者机密过程中回填砂石、碎石石灰等填充物,形成砂桩,碎石桩,石灰桩,和桩间的土体相配合形成一种复合基础,从而提高地基的承载能力,减小沉降,有效的消除土的湿陷性和液化性.采用的一般方法有砂石桩挤密法、振动水冲法、干振碎石桩法.适用范围一般是杂填土或者是松软的沙土.这种地基不仅可以满足高速公路对于安全的苛刻要求,还不会对原有的大堤造成结构形式上的破坏.

结语

根据多年来对高速公路软土路基方面施工的探索,围绕路基沉降和路桥连接处跳车的现象作了大量的研究,从手段单一的处理措施直到现在因地制宜,多种手段相结合的使用,在很多公路病害方面已经得到了很好的改善.但是地基还是不能保证完全消除工后沉降,所以还需要我们在以后的工作实践中继续总结经验,探索出更好更先进的软土路基处理方式.