论文部分内容阅读
摘要：路基工程作为高速公路工程的重要组成部分，对整个高速公路工程质量有着重要意义。只有正确掌握路基工程施工工艺及其控制措施，才能有效提高工程质量。本文介绍了软土路基的特点，探讨了高速公路软土路基施工技术要点。
关键词：高速公路；软土路基 ；特点；施工技术
中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号：
在高速公路施工过程中，经常会遇到软地基，也就是那些在承载力方面比较差的、需要在高速公路工艺方面进行特殊处理的、比较松软的地基。这样的地基是在进行高速公路设计和施工时应该特别注意的，施工过程中一定要进行技术方面的处理才能确保高速公路的安全。软土地基极易变形，如果不在修建公路的过程中采取有效措施进行处理，那么整个路基会随着交通量的增大而加速沉降，从而导致整个路基因失去稳定性而遭到破坏，为保证软土路段能满足高速公路的使用要求，必须对软基进行处理。
一、软土路基的特点分析
软土是被水所饱和的土孔隙中充满着水分，由于粘土颗粒粒径小，土粒间的孔隙直径也小，以致孔隙中所含的水有一部分被吸附在土粒的表面，成为结合水。因此水的自由渗透只能通过结合水以外的更小的孔隙，这样就大大地降低了土的透水性能。软土在压力作用下随着土的压缩必须有同体积的水被挤出。土的压缩是随着时间的增长而增长，含水量逐渐减少，土的密度和强度亦逐渐增大，这就是土的固结。路堤未修筑前，软土地层的强度很低，若在短时间内修筑路堤，因固结缓慢，地基软土中孔隙水来不及排出，土的抗剪强度仍很低，阻抗不了快速增加的附加应力，土体就会发生剪切破坏，所以软土处理的主要方法就是采取排水措施，增加排水速度，加快软土固结提高其强度。
二、高速公路路基施工的质量要求
1、强度要求。高速公路路基工程施工要保证路基强度。为保证路基在外力作用下不至产生超过容许范围的变形，要求路基具有足够的强度。
2、水温稳定性要求。路基在地面水和地下水的作用下，其強度将会显著降低。特别是季节性冰冻地区，由于水温状况的变化，路基将发生周期性冻融作用，形成冻胀和翻浆，使路基强度急剧下降。应保证在最不利的水温状况下，强度不会显著降低，这就要求路基具有一定的水温稳定性。
三、高速公路软土路基施工技术
1、表层处理法
（1）砂垫层。将砂垫层铺筑在软土层顶面，以便于浅层水平排水，使软土内所含的水受到路堤自重的影响而加快沉降速率，减少固结时间。该施工措施适用于在软土渗透性极差的硬壳地质，或硬壳和软土层较薄，且路堤高度未达到两倍极限高度的地质条件下，多采用这种施工方法。另外，在具有双面排水条件、稍厚的软土层的地基处理施工中，也可以采用这种方法。砂垫层的施工无需占用过多的土地，使用的机具设备简单，且便于施工。但因为地基排水固结需要很长的一段时间，因此填筑速度不宜过快，还要实时控制加荷速率。其方式有：排水砂垫层法、换土砂垫层、砂垫层和土工布混合使用。在运距较短、砂料充足、工期较长的项目施工中常采用该法。
（2）反压护道。将高度、宽度符合要求的护道填筑在路基两侧，以转变路堤荷载方式，提高抗滑力，从而稳定路堤下的软基向两侧隆起的趋势，确保路基施工的稳定性能。通过反压护道的方式对地基进行加固。该施工方法使用的材料、机具设备简单，便于施工，但需要采用大量的施工用土，占用大面积的土地，且工后可能产生较大的沉降变形，不利于道路养护。在路堤高度未达到1.5~2 倍的极限高度，且便于取土的非耕作区，常采用这种方法进行道路施工。
（3）土工聚合物处治。a土工布。在路基底部铺设土工布，路基由于其自重的影响受拉产生抗滑力矩，使路基性能更加稳定。在加固软土地基的施工中，土工布主要用于加筋补强、隔离、应力分散和排水。一般都利用缝接法或搭接法完成土工布的连接。其中，缝接法包括一般缝法、蝶形法、丁缝法。b土工格栅。土工格栅加固土的机理在于格栅和土的相互作用之中。往往可总结为三种作用，即土和格栅表面的摩擦作用、格栅孔眼对土的锁定作用、格栅肋的被动抗阻作用。这三种作用对土的颗粒侧向位移都能起到有效的约束作用，且对土的加固效果与其他土工织物相比略高一筹，更有利于土体稳定性能的增加。通过该方法施工可大大提升地基承载力，同时也能提高施工速度、有效控制软基沉降变形，使公路提前交付使用。
2、换填法
（1） 开挖换填
开挖换填指在一定范围内, 把影响路基稳定性的软土用人工或机械挖除, 用无侵蚀作用的低压缩性散体材料置换, 并分层夯实。按软土层的分布形态与开挖部位, 有全面开挖换填和局部开挖换填。开挖换填的深度一般在2m 以内。开挖的边坡应根据深度与土的抗剪强度确定, 一般为1: 1 左右。开挖换填所用填料一般有灰土、砂卵石、碎石及工业废渣等。
a 换填石灰土
换填石灰土一般用于不渗水路基, 土料就地取用粘性土打碎过筛, 其粒径不大于15mm, 石灰用块灰, 在使用前2d~3d 浇水粉化, 其粒径不大于5mm; 灰、土体积配合比为2: 8 或3: 7,拌和时根据气候和土的湿度适量浇水, 拌好的灰土应颜色均匀一致, 含水量以用手紧握灰土成团, 用手指轻捏即碎为宜。铺设前, 应将基底碾压数遍, 铺土应分段分层进行并且夯实。铺上的灰土当日应及时压实, 换填完毕, 不能暴露过久, 应连续进行路堤的填筑施工。
b换填砂、卵石
换填砂、卵石所用的材料宜为级配良好、质地坚硬的中粗砂和卵石、碎石, 不含草根杂物, 含泥量不超过3% , 石子粒径最大不宜超过5cm。人工级配的砂石, 应将砂石拌和均匀然后铺填压实。换填每层松铺厚度为15cm~20 cm, 施工时最佳含水量为8%~12% 。
c 换填碎石、工业废渣
换填碎石或工业废渣是目前应用较多的一种地基加固方法。实践证明, 碎石和工业废渣有足够强度, 变形模量大, 稳定性好, 地基固结快, 处理后的路基沉降能较快达到稳定要求, 一般要求碎石、废渣粒径为5mm~60mm, 级配良好, 含泥量不大于5%。
（2） 抛石挤淤
抛石挤淤是在路基底部抛投一定数量的毛石, 将淤泥挤出基底范围, 以提高地基的强度。这种方法施工简单、迅速、方便。主要适用于常年积水的洼地, 排水困难, 泥炭呈流动状态, 厚度较薄, 表层无硬壳, 毛石能沉达底部的泥沼或厚度为3m~4m 的软土。抛投片石的大小, 随泥炭或淤泥的稠度而定, 对于容易流动的泥炭或淤泥, 毛石可稍小些, 但一般不应小于30cm, 抛投的顺序, 应先从路堤中部开始, 中部向前突进后再渐次向两侧扩展, 以使淤泥向两旁挤出。当软土或泥沼底面有较大的横坡时, 抛石应从高的一侧向低的一侧扩展, 并在低的一侧多抛填一些毛石。毛石抛出水面后, 宜用重型压路机振动碾压密实, 然后在其上铺设反滤层, 再行填土。
3、爆破排淤
爆破排淤是将炸药放在软土或泥沼中爆炸, 利用爆炸时的张力作用, 把淤泥或泥炭扬弃, 然后回填强度较高的渗水性土。
其特点是换填深度大、工效较高, 软土、泥沼均可采用。但爆破对周围环境影响很大, 一般只限于爆破对周围构造物或设施没有不良影响地区, 且淤泥或泥炭层较厚、稠度大、路堤较高和施工期紧迫时使用。
综上所述，现代公路软土路基施工质量是公路工程建设中常见的、必须引起足够重视的重要工作。其需要施工企业以科学的分析为基础，针对自身管理结构与公路实际情况进行科学的管理体系完善，以此确保软土路基施工过程控制重点的控制效果，有效保障软土路基施工质量。同时施工企业还要加强自身施工管理队伍的建设，加强人员培训与培养，以企业管理队伍、施工队伍综合素质的提高确保控制工作的开展，提高公路施工质量。
参考文献：
[1]罗铁林.高速公路软土路基处理技术[J].交通世界（建养·机械），2011（7）.
[2]张晓春.软基处理在高速公路中的应用[J].山西建筑,2005(1).
[3]魏敏志. 论高速路软土地基粉喷桩处理施工工艺及检测[J].广东科技. 2007(03)
关键词：高速公路；软土路基 ；特点；施工技术
中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号：
在高速公路施工过程中，经常会遇到软地基，也就是那些在承载力方面比较差的、需要在高速公路工艺方面进行特殊处理的、比较松软的地基。这样的地基是在进行高速公路设计和施工时应该特别注意的，施工过程中一定要进行技术方面的处理才能确保高速公路的安全。软土地基极易变形，如果不在修建公路的过程中采取有效措施进行处理，那么整个路基会随着交通量的增大而加速沉降，从而导致整个路基因失去稳定性而遭到破坏，为保证软土路段能满足高速公路的使用要求，必须对软基进行处理。
一、软土路基的特点分析
软土是被水所饱和的土孔隙中充满着水分，由于粘土颗粒粒径小，土粒间的孔隙直径也小，以致孔隙中所含的水有一部分被吸附在土粒的表面，成为结合水。因此水的自由渗透只能通过结合水以外的更小的孔隙，这样就大大地降低了土的透水性能。软土在压力作用下随着土的压缩必须有同体积的水被挤出。土的压缩是随着时间的增长而增长，含水量逐渐减少，土的密度和强度亦逐渐增大，这就是土的固结。路堤未修筑前，软土地层的强度很低，若在短时间内修筑路堤，因固结缓慢，地基软土中孔隙水来不及排出，土的抗剪强度仍很低，阻抗不了快速增加的附加应力，土体就会发生剪切破坏，所以软土处理的主要方法就是采取排水措施，增加排水速度，加快软土固结提高其强度。
二、高速公路路基施工的质量要求
1、强度要求。高速公路路基工程施工要保证路基强度。为保证路基在外力作用下不至产生超过容许范围的变形，要求路基具有足够的强度。
2、水温稳定性要求。路基在地面水和地下水的作用下，其強度将会显著降低。特别是季节性冰冻地区，由于水温状况的变化，路基将发生周期性冻融作用，形成冻胀和翻浆，使路基强度急剧下降。应保证在最不利的水温状况下，强度不会显著降低，这就要求路基具有一定的水温稳定性。
三、高速公路软土路基施工技术
1、表层处理法
（1）砂垫层。将砂垫层铺筑在软土层顶面，以便于浅层水平排水，使软土内所含的水受到路堤自重的影响而加快沉降速率，减少固结时间。该施工措施适用于在软土渗透性极差的硬壳地质，或硬壳和软土层较薄，且路堤高度未达到两倍极限高度的地质条件下，多采用这种施工方法。另外，在具有双面排水条件、稍厚的软土层的地基处理施工中，也可以采用这种方法。砂垫层的施工无需占用过多的土地，使用的机具设备简单，且便于施工。但因为地基排水固结需要很长的一段时间，因此填筑速度不宜过快，还要实时控制加荷速率。其方式有：排水砂垫层法、换土砂垫层、砂垫层和土工布混合使用。在运距较短、砂料充足、工期较长的项目施工中常采用该法。
（2）反压护道。将高度、宽度符合要求的护道填筑在路基两侧，以转变路堤荷载方式，提高抗滑力，从而稳定路堤下的软基向两侧隆起的趋势，确保路基施工的稳定性能。通过反压护道的方式对地基进行加固。该施工方法使用的材料、机具设备简单，便于施工，但需要采用大量的施工用土，占用大面积的土地，且工后可能产生较大的沉降变形，不利于道路养护。在路堤高度未达到1.5~2 倍的极限高度，且便于取土的非耕作区，常采用这种方法进行道路施工。
（3）土工聚合物处治。a土工布。在路基底部铺设土工布，路基由于其自重的影响受拉产生抗滑力矩，使路基性能更加稳定。在加固软土地基的施工中，土工布主要用于加筋补强、隔离、应力分散和排水。一般都利用缝接法或搭接法完成土工布的连接。其中，缝接法包括一般缝法、蝶形法、丁缝法。b土工格栅。土工格栅加固土的机理在于格栅和土的相互作用之中。往往可总结为三种作用，即土和格栅表面的摩擦作用、格栅孔眼对土的锁定作用、格栅肋的被动抗阻作用。这三种作用对土的颗粒侧向位移都能起到有效的约束作用，且对土的加固效果与其他土工织物相比略高一筹，更有利于土体稳定性能的增加。通过该方法施工可大大提升地基承载力，同时也能提高施工速度、有效控制软基沉降变形，使公路提前交付使用。
2、换填法
（1） 开挖换填
开挖换填指在一定范围内, 把影响路基稳定性的软土用人工或机械挖除, 用无侵蚀作用的低压缩性散体材料置换, 并分层夯实。按软土层的分布形态与开挖部位, 有全面开挖换填和局部开挖换填。开挖换填的深度一般在2m 以内。开挖的边坡应根据深度与土的抗剪强度确定, 一般为1: 1 左右。开挖换填所用填料一般有灰土、砂卵石、碎石及工业废渣等。
a 换填石灰土
换填石灰土一般用于不渗水路基, 土料就地取用粘性土打碎过筛, 其粒径不大于15mm, 石灰用块灰, 在使用前2d~3d 浇水粉化, 其粒径不大于5mm; 灰、土体积配合比为2: 8 或3: 7,拌和时根据气候和土的湿度适量浇水, 拌好的灰土应颜色均匀一致, 含水量以用手紧握灰土成团, 用手指轻捏即碎为宜。铺设前, 应将基底碾压数遍, 铺土应分段分层进行并且夯实。铺上的灰土当日应及时压实, 换填完毕, 不能暴露过久, 应连续进行路堤的填筑施工。
b换填砂、卵石
换填砂、卵石所用的材料宜为级配良好、质地坚硬的中粗砂和卵石、碎石, 不含草根杂物, 含泥量不超过3% , 石子粒径最大不宜超过5cm。人工级配的砂石, 应将砂石拌和均匀然后铺填压实。换填每层松铺厚度为15cm~20 cm, 施工时最佳含水量为8%~12% 。
c 换填碎石、工业废渣
换填碎石或工业废渣是目前应用较多的一种地基加固方法。实践证明, 碎石和工业废渣有足够强度, 变形模量大, 稳定性好, 地基固结快, 处理后的路基沉降能较快达到稳定要求, 一般要求碎石、废渣粒径为5mm~60mm, 级配良好, 含泥量不大于5%。
（2） 抛石挤淤
抛石挤淤是在路基底部抛投一定数量的毛石, 将淤泥挤出基底范围, 以提高地基的强度。这种方法施工简单、迅速、方便。主要适用于常年积水的洼地, 排水困难, 泥炭呈流动状态, 厚度较薄, 表层无硬壳, 毛石能沉达底部的泥沼或厚度为3m~4m 的软土。抛投片石的大小, 随泥炭或淤泥的稠度而定, 对于容易流动的泥炭或淤泥, 毛石可稍小些, 但一般不应小于30cm, 抛投的顺序, 应先从路堤中部开始, 中部向前突进后再渐次向两侧扩展, 以使淤泥向两旁挤出。当软土或泥沼底面有较大的横坡时, 抛石应从高的一侧向低的一侧扩展, 并在低的一侧多抛填一些毛石。毛石抛出水面后, 宜用重型压路机振动碾压密实, 然后在其上铺设反滤层, 再行填土。
3、爆破排淤
爆破排淤是将炸药放在软土或泥沼中爆炸, 利用爆炸时的张力作用, 把淤泥或泥炭扬弃, 然后回填强度较高的渗水性土。
其特点是换填深度大、工效较高, 软土、泥沼均可采用。但爆破对周围环境影响很大, 一般只限于爆破对周围构造物或设施没有不良影响地区, 且淤泥或泥炭层较厚、稠度大、路堤较高和施工期紧迫时使用。
综上所述，现代公路软土路基施工质量是公路工程建设中常见的、必须引起足够重视的重要工作。其需要施工企业以科学的分析为基础，针对自身管理结构与公路实际情况进行科学的管理体系完善，以此确保软土路基施工过程控制重点的控制效果，有效保障软土路基施工质量。同时施工企业还要加强自身施工管理队伍的建设，加强人员培训与培养，以企业管理队伍、施工队伍综合素质的提高确保控制工作的开展，提高公路施工质量。
参考文献：
[1]罗铁林.高速公路软土路基处理技术[J].交通世界（建养·机械），2011（7）.
[2]张晓春.软基处理在高速公路中的应用[J].山西建筑,2005(1).
[3]魏敏志. 论高速路软土地基粉喷桩处理施工工艺及检测[J].广东科技. 2007(03)