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【摘 要】 高速公路软基处理的好坏直接决定公路的质量好坏、交通的安全与否以及国家的利益问题,因此高速公路的软基处理就显得尤为重要。本文对高速公路软基处理技术进行了分析。
【关键词】 高速公路;软基;处理技术
加快高速公路的建设,有利于推动我国经济的发展。目前,我国高速公路建设正处于高速发展期,当然在建设中会经常遇到软土地基地段,而这些特殊的地段与其它地段不同,它对施工材料、施工技术等方面的要求非常高。因此,采取切实可行的措施处理好高速公路施工中软土地基,对提高高速公路施工质量是非常重要的。
一、软土地基的含义及特点
软土地基是一种特殊的土质,同时也是一种强度低、压缩性大的土质。在日常的生活中常见的主要是淤泥、软粘土类。这种土质的含水量和饱和度大,其含水率平均在53%左右,塑性指数大约在20%左右。软土地基这些特点在加上自身又含有大量的亲水胶体离子,使土体自身更加膨松,这样就导致它的稳定性与抗压强度弱,并且在车辆重力的作用下,基体会发生不均匀的沉降,慢慢的会将效果反映到面层,最终地基被破坏。因此,为了保证道路的使用性能和延长道路使用寿命,我们必须对软土地基进行加固处理。
二、高速公路软基处理过程中的注意事项
钻机下钻的距离、喷粉喷射时的高度及停灰面都要做好控制,保证粉喷桩是标准的长度,钻机的钻头也要定期维护。如果喷粉机缺乏应有的分体计量装置,那么是禁止投入使用的,投入使用的正常的喷粉机也要定期做检查。当钻头提升到距离地面0.5m的时候,喷粉机的运作就要停止。喷粉机在运作的过程中一旦出现问题,就要立即停止喷粉。当再次进行喷粉时,其重叠的长度必须要大于或是等于1m。喷粉机运作时水,泥的泵送不能断。相关材料的使用量以及泵送的时间都需要分派专门的人记录,将误差控制在0.01。
为了确保搅拌机的垂直度,我们必须要在施工作业开始之前对起吊机械的平整度以及导向架对地面的垂直度进行严格的检查,确保每天两次以上的检查。搅拌机喷粉提升速度以及喷粉的次数必须要与实际的施工工艺要求相符合,要安排专门的人员对搅拌机下沉以及提升的时间进行记录,要保证其深度与施工设计要求相符合,时间上的偏差不能超过5s。在施工作业开始之前,必须测量好钻杆的长度同时做好标志,这样才能够更好的掌握钻入与复搅的深度。如果在施工作业过程中存在任何问题,必须要及时的对其进行处理,并做好相关记录。落实回填的所有工作,保证回填、清底、辗压一次性完成。石头泥的回填厚度也要保证在50cm之内,夯实前要格外注意材料之间的空隙。软基的处理完成后,就可以做路基的填筑处理了。过程中的每一个需要记录的环节,相关工作人员都必须做好严格的记录。相关负责人也要随时监督,并检查记录的情况。
三、高速公路软基的处理技术
1、用砂砾做垫层
当软土层很薄时(路堤填筑高度小于极限高度的2倍时),施工中比较困难,我们在土基处设置一道排水层,排水层的材质必须是用透水性能非常好的砂砾(直径小于5cm)或碎石,以保证从地基出来的水能够很快的排出去。这种方法不仅保证了地基的稳定性和承载能力,而且还减少了地基的沉降量。
2、砂垫层
砂垫层主要的作用是排水。将砂垫层设置在软基的上面,铺设厚度不宜超过1m,最薄不能少于60cm,上面还要铺设一薄层黄粘土,其作用是隔断下部分的水流入上面。砂垫层主要是排出来自软土层自身在荷载作用下渗出的水,防止水分进入上部土基,同时我们也要在路基两侧设置好排水沟,主要是排出软土地基渗出的水,以防止其侵泡路基,影响到路基的稳定。
3、夯实法
当软土层中的含水率不是高,我们可以不用换填的方法来改善土体的强度,然后用重锤进行夯实,以达到标准要求,这这就是夯实法。这种方法的工作原理就是通过重力的作用,使土体内部发生变化,土体四周出现裂痕,而土体中的水和气会通过这道裂痕排出,土体会迅速固结。经过处理后的地基承载力大幅度的提高,压缩性也得到了很大的改善。
4、挤实加固法
挤实加固法主要分为挤实砂桩和挤实碎石桩加固。其工作原理就是向软土地基里通过冲击或振动的方法将抗压强度好的砂石强行压入,形成一个强度高及密实度大的柱体。进而提高土基的抗剪强度。此种方法应用最广的地段是当软土层较厚的情况下(20m以内为宜),土质是砂性土,这种地段应用挤实砂桩法,可以减少砂土间的空隙率,提高了砂体的密实度,进而增加整体的抗剪强度。
5、高压旋喷法
高压旋喷法顾名思义这是一种我们需要借助外界的设备才可以完成的工艺,同时也是一个非常复杂的工艺。它需要有钻机,压缩机等设备的配合才能应用。通过钻机的先前钻孔,在通过高压管将准备好的浆液壓入钻孔内,使浆液能够很快的与土体混合在一起,并快速固结形成一个整体,提高基体的承载能力。
6、生石灰桩法
从字面上我们可以知道,生石灰桩的材料就是生石灰,是通过钻机先进行钻眼,再将准备好的生石灰块装入孔内,但生石灰块不宜太大,以防止堵塞孔道,通过生石灰吸水,发生化学反应,放出热量,通过利用离子交换改变土体周围的性质,最后就是挤压,以达到一定的强度。从而形成石灰桩。此方法适合应用在深度不大于20m的钻孔内。
7、换土垫层法
所谓垫层法就是将浅层不好的土壤挖除,再进行分层的碾压。从回填的材料来看,可以使用粉煤灰垫层、砂石垫层、干渣垫层、碎石垫层等。其中粉煤灰垫层可分为调湿灰垫层跟湿排灰垫层;干渣垫层可分为原状干渣垫层、分级干渣垫层以及混合干渣垫层。换土垫层可以加强持力层的承受力,一般用重锤、机械设备以及平板振动进行换土垫层的施工。运用边振碎石、边墙夯及边挤淤的方式进行强夯挤淤,在地基中造成碎石的墩体。这样的方式可以加强地基的承受力,一般在厚度偏小的淤泥地基使用。 8、排水固结法
排水固结法主要应用与沿海一带的软基处理,因为沿海地区的软基具有含水量高、透水性差、压缩高、强度低的特点。这种方式就是给软基施加额外力量,排除里面的水分,进而固结成形。整个过程由于土体超静间隙的水压减小,土体的有效应力跟地基的抗剪强度都提升,进而加快了沉降的速率。排水固结法分为排水跟加压两部分。排水可以借助土层自身具有的透水性进行排水,也可以利用塑料排水板、袋装砂井等进行排水。加压有真空预压、地面堆载、井点降水三种方式。
9、化学方法
化学法主要是往软土地基中加入化学材料,使其与土体中的水分和空气发生化学反应,从而形成较高强度的复合体。化学法主要包括硅化法和搅拌桩法。硅化法是向软土中加入水玻璃溶液,经电解,从而达到加固的作用,这种方法能够快速加固软土,此方法的弊端是费用高。搅拌法是通过向软土地基孔内加入固化剂,然后进行搅拌,在经过物理与化学的反应后形成一个强度高的整体复合地基,这种方法原理明了,容易操作、成本低。
10、加筋法
加筋法就是在地基土体里创建水平方向的筋体,利用筋体跟土体的摩擦,让筋体分担拉力,土体分担剪应力跟压力,充分发挥筋体跟土体的作用,进而加强地基的稳定性、降低沉降,这种方法一般使用土层锚杆、土工合成、土钉等材料。
11、胶结法
这种方法就是将水泥砂浆、水泥、石灰等材料适量加入软弱地基里的一部分土体之中,形成加固体,并跟没有加固的那部分地基构成复合型地基,进而加强地基的承受力以及降低沉降,一般运用高压喷射注浆、注浆以及水泥土搅拌等方式。
12、碎石桩法
其原理就是使用振动冲头(单向或双向),一边进行高压喷水,一边进行下沉成孔,接着再填入碎石进行夯实。碎石状体跟之前的粘性土形成复合基地,进而增强地基的承受力以及降低沉降。这种方法主要应用在地基土的不排水抗剪强度在20kPa以上的砂土、淤泥、粘性土等地基中。如果其强度低于20kPa,那么就要慎重使用此方法。
13、水泥粉煤灰碎石桩
水泥粉煤灰碎石桩,也称CFG桩,就是在已有碎石桩的基础上再添加适量的粉煤灰、石屑、水泥,加水搅拌。并用振动的沉管机打桩,最终形成有粘结强度的桩体。桩体跟桩体之间借助褥垫层构成复合型地基,这种方法主要应用在砂土、填土、粉土等地基中。
14、EPS超轻质料填土法
主要用于软弱地基的填方工程。EPS9(发泡聚苯乙烯)只有土重度的0.02-0.01,并有一定强度跟较好的压缩性能,使用填土料能够在一定程度上降低了作用在地基上的力。必要的时候还可以置换一部分的地基土,取得的效果更明显。
四、结束语
综上所述,高速公路软基处理的每一个环节都十分重要。相关处理人员必須投入足够的时间和精力、掌握足够的专业知识和技术、具备一定的软基处理经验,才能保证软基处理的质量。
参考文献:
[1]刘辉.浅谈高速公路软土地基处理技术[J].公路交通科技(应用技术版),2011(3).
[2]陈丽.高速公路软土地基处理对策研究[J].黑龙江科技信息,2011(3).
[3]粟海祥.高速公路软土路基处理技术研究[J].中国水运(下旬刊),2011(03).
[4]冉伟.浅谈高速公路软基处理施工方法[J].中国新技术新产品.2012(2):121-123.
【关键词】 高速公路;软基;处理技术
加快高速公路的建设,有利于推动我国经济的发展。目前,我国高速公路建设正处于高速发展期,当然在建设中会经常遇到软土地基地段,而这些特殊的地段与其它地段不同,它对施工材料、施工技术等方面的要求非常高。因此,采取切实可行的措施处理好高速公路施工中软土地基,对提高高速公路施工质量是非常重要的。
一、软土地基的含义及特点
软土地基是一种特殊的土质,同时也是一种强度低、压缩性大的土质。在日常的生活中常见的主要是淤泥、软粘土类。这种土质的含水量和饱和度大,其含水率平均在53%左右,塑性指数大约在20%左右。软土地基这些特点在加上自身又含有大量的亲水胶体离子,使土体自身更加膨松,这样就导致它的稳定性与抗压强度弱,并且在车辆重力的作用下,基体会发生不均匀的沉降,慢慢的会将效果反映到面层,最终地基被破坏。因此,为了保证道路的使用性能和延长道路使用寿命,我们必须对软土地基进行加固处理。
二、高速公路软基处理过程中的注意事项
钻机下钻的距离、喷粉喷射时的高度及停灰面都要做好控制,保证粉喷桩是标准的长度,钻机的钻头也要定期维护。如果喷粉机缺乏应有的分体计量装置,那么是禁止投入使用的,投入使用的正常的喷粉机也要定期做检查。当钻头提升到距离地面0.5m的时候,喷粉机的运作就要停止。喷粉机在运作的过程中一旦出现问题,就要立即停止喷粉。当再次进行喷粉时,其重叠的长度必须要大于或是等于1m。喷粉机运作时水,泥的泵送不能断。相关材料的使用量以及泵送的时间都需要分派专门的人记录,将误差控制在0.01。
为了确保搅拌机的垂直度,我们必须要在施工作业开始之前对起吊机械的平整度以及导向架对地面的垂直度进行严格的检查,确保每天两次以上的检查。搅拌机喷粉提升速度以及喷粉的次数必须要与实际的施工工艺要求相符合,要安排专门的人员对搅拌机下沉以及提升的时间进行记录,要保证其深度与施工设计要求相符合,时间上的偏差不能超过5s。在施工作业开始之前,必须测量好钻杆的长度同时做好标志,这样才能够更好的掌握钻入与复搅的深度。如果在施工作业过程中存在任何问题,必须要及时的对其进行处理,并做好相关记录。落实回填的所有工作,保证回填、清底、辗压一次性完成。石头泥的回填厚度也要保证在50cm之内,夯实前要格外注意材料之间的空隙。软基的处理完成后,就可以做路基的填筑处理了。过程中的每一个需要记录的环节,相关工作人员都必须做好严格的记录。相关负责人也要随时监督,并检查记录的情况。
三、高速公路软基的处理技术
1、用砂砾做垫层
当软土层很薄时(路堤填筑高度小于极限高度的2倍时),施工中比较困难,我们在土基处设置一道排水层,排水层的材质必须是用透水性能非常好的砂砾(直径小于5cm)或碎石,以保证从地基出来的水能够很快的排出去。这种方法不仅保证了地基的稳定性和承载能力,而且还减少了地基的沉降量。
2、砂垫层
砂垫层主要的作用是排水。将砂垫层设置在软基的上面,铺设厚度不宜超过1m,最薄不能少于60cm,上面还要铺设一薄层黄粘土,其作用是隔断下部分的水流入上面。砂垫层主要是排出来自软土层自身在荷载作用下渗出的水,防止水分进入上部土基,同时我们也要在路基两侧设置好排水沟,主要是排出软土地基渗出的水,以防止其侵泡路基,影响到路基的稳定。
3、夯实法
当软土层中的含水率不是高,我们可以不用换填的方法来改善土体的强度,然后用重锤进行夯实,以达到标准要求,这这就是夯实法。这种方法的工作原理就是通过重力的作用,使土体内部发生变化,土体四周出现裂痕,而土体中的水和气会通过这道裂痕排出,土体会迅速固结。经过处理后的地基承载力大幅度的提高,压缩性也得到了很大的改善。
4、挤实加固法
挤实加固法主要分为挤实砂桩和挤实碎石桩加固。其工作原理就是向软土地基里通过冲击或振动的方法将抗压强度好的砂石强行压入,形成一个强度高及密实度大的柱体。进而提高土基的抗剪强度。此种方法应用最广的地段是当软土层较厚的情况下(20m以内为宜),土质是砂性土,这种地段应用挤实砂桩法,可以减少砂土间的空隙率,提高了砂体的密实度,进而增加整体的抗剪强度。
5、高压旋喷法
高压旋喷法顾名思义这是一种我们需要借助外界的设备才可以完成的工艺,同时也是一个非常复杂的工艺。它需要有钻机,压缩机等设备的配合才能应用。通过钻机的先前钻孔,在通过高压管将准备好的浆液壓入钻孔内,使浆液能够很快的与土体混合在一起,并快速固结形成一个整体,提高基体的承载能力。
6、生石灰桩法
从字面上我们可以知道,生石灰桩的材料就是生石灰,是通过钻机先进行钻眼,再将准备好的生石灰块装入孔内,但生石灰块不宜太大,以防止堵塞孔道,通过生石灰吸水,发生化学反应,放出热量,通过利用离子交换改变土体周围的性质,最后就是挤压,以达到一定的强度。从而形成石灰桩。此方法适合应用在深度不大于20m的钻孔内。
7、换土垫层法
所谓垫层法就是将浅层不好的土壤挖除,再进行分层的碾压。从回填的材料来看,可以使用粉煤灰垫层、砂石垫层、干渣垫层、碎石垫层等。其中粉煤灰垫层可分为调湿灰垫层跟湿排灰垫层;干渣垫层可分为原状干渣垫层、分级干渣垫层以及混合干渣垫层。换土垫层可以加强持力层的承受力,一般用重锤、机械设备以及平板振动进行换土垫层的施工。运用边振碎石、边墙夯及边挤淤的方式进行强夯挤淤,在地基中造成碎石的墩体。这样的方式可以加强地基的承受力,一般在厚度偏小的淤泥地基使用。 8、排水固结法
排水固结法主要应用与沿海一带的软基处理,因为沿海地区的软基具有含水量高、透水性差、压缩高、强度低的特点。这种方式就是给软基施加额外力量,排除里面的水分,进而固结成形。整个过程由于土体超静间隙的水压减小,土体的有效应力跟地基的抗剪强度都提升,进而加快了沉降的速率。排水固结法分为排水跟加压两部分。排水可以借助土层自身具有的透水性进行排水,也可以利用塑料排水板、袋装砂井等进行排水。加压有真空预压、地面堆载、井点降水三种方式。
9、化学方法
化学法主要是往软土地基中加入化学材料,使其与土体中的水分和空气发生化学反应,从而形成较高强度的复合体。化学法主要包括硅化法和搅拌桩法。硅化法是向软土中加入水玻璃溶液,经电解,从而达到加固的作用,这种方法能够快速加固软土,此方法的弊端是费用高。搅拌法是通过向软土地基孔内加入固化剂,然后进行搅拌,在经过物理与化学的反应后形成一个强度高的整体复合地基,这种方法原理明了,容易操作、成本低。
10、加筋法
加筋法就是在地基土体里创建水平方向的筋体,利用筋体跟土体的摩擦,让筋体分担拉力,土体分担剪应力跟压力,充分发挥筋体跟土体的作用,进而加强地基的稳定性、降低沉降,这种方法一般使用土层锚杆、土工合成、土钉等材料。
11、胶结法
这种方法就是将水泥砂浆、水泥、石灰等材料适量加入软弱地基里的一部分土体之中,形成加固体,并跟没有加固的那部分地基构成复合型地基,进而加强地基的承受力以及降低沉降,一般运用高压喷射注浆、注浆以及水泥土搅拌等方式。
12、碎石桩法
其原理就是使用振动冲头(单向或双向),一边进行高压喷水,一边进行下沉成孔,接着再填入碎石进行夯实。碎石状体跟之前的粘性土形成复合基地,进而增强地基的承受力以及降低沉降。这种方法主要应用在地基土的不排水抗剪强度在20kPa以上的砂土、淤泥、粘性土等地基中。如果其强度低于20kPa,那么就要慎重使用此方法。
13、水泥粉煤灰碎石桩
水泥粉煤灰碎石桩,也称CFG桩,就是在已有碎石桩的基础上再添加适量的粉煤灰、石屑、水泥,加水搅拌。并用振动的沉管机打桩,最终形成有粘结强度的桩体。桩体跟桩体之间借助褥垫层构成复合型地基,这种方法主要应用在砂土、填土、粉土等地基中。
14、EPS超轻质料填土法
主要用于软弱地基的填方工程。EPS9(发泡聚苯乙烯)只有土重度的0.02-0.01,并有一定强度跟较好的压缩性能,使用填土料能够在一定程度上降低了作用在地基上的力。必要的时候还可以置换一部分的地基土,取得的效果更明显。
四、结束语
综上所述,高速公路软基处理的每一个环节都十分重要。相关处理人员必須投入足够的时间和精力、掌握足够的专业知识和技术、具备一定的软基处理经验,才能保证软基处理的质量。
参考文献:
[1]刘辉.浅谈高速公路软土地基处理技术[J].公路交通科技(应用技术版),2011(3).
[2]陈丽.高速公路软土地基处理对策研究[J].黑龙江科技信息,2011(3).
[3]粟海祥.高速公路软土路基处理技术研究[J].中国水运(下旬刊),2011(03).
[4]冉伟.浅谈高速公路软基处理施工方法[J].中国新技术新产品.2012(2):121-123.