论文部分内容阅读
摘 要:高速公路工程施工建设属于当前社会发展中重要的项目工程,其关系到社会的发展和进步,软基处理属于高速公路建设的重要内容,为不断提升施工质量,优化软基处理效果,施工人员必须合理分析软基处理技术,并熟练应用各项技术,以促进软基处理质量的提升,优化高速公路工程施工效率和质量。
关键词:高速公路工程;软基处理;关键技术
1 软土地基形成的原因
软土地基形成的原因有很多,其中最为主要的几个因素如下:一是沉积环境的影响,古代的地形沉积对软土的形成有重大影响,包括滨海沉积、相态的变化、湖泊的沉积、河滩的沉积、沼泽的沉积,这一系列的地质沉积因素是软土地基形成的根本原因。第二个原因是物质来源,通过河流或者其它因素将软土物质进行运输,最后在这一地段进行沉积,此外,地下水或者地表水的侵蚀作用也会造成软土地基的形成,水的渗透作用会将原本的土壤侵蚀,从而形成软土地基,软土地基的特点是孔隙较大,并且有较高的含水量,如果遇到大型货车,会将软土地基进行压缩,承重能力差,当遇到重型车辆时会发生变形,软土地基在经过压缩变形后,稳定下来的时间比较久,还可能会出现受力不均衡的情况,从而导致侧向的变形程度较大,对车辆的出行安全有很大的影响。针对这种情况,需要采取相对应的措施来预防这类情况的发生,减少高速公路上的交通事故的发生,排除潜在的安全隐患。
2 高速公路工程施工中软基处理存在的问题
2.1 抗渗透能力问题
软地基施工过程中,具有较强的抗渗透能力,分析土质与实际施工情况,透水性属于软基处理中的主要问题。由于软土基的透水性不足,渗透系数的竖向值大都为100,将直接对土层水质的排放产生不良影响,且在实际施工过程中,地基沉降系数会受到抗渗透能力的影响,对土层水质的正常排放产生负面作用。软土空隙较大,抗压能力较差,地基沉降的系数受到影响较大,导致高速公路施工过程中沉降问题时有发生。
2.2 路面开裂
在开展软基处理过程中,土层之间的缝隙会不断增加,土壤土层的空隙不均匀,沉降问题时有发生,土壤土层之间的空隙不均匀,直接导致路基不均匀沉降问题时有发生,而路基的不均匀沉降,将直接诱发高速公路裂缝问题的出现。
2.3 路面沉降
在开展软基处理过程中,未能依照相关施工标准开展施工,从而道路运行以后沉降事故的发生几率也不断提升。缺少对过渡地段软土路基基础结构的把控,导致材料不符合相关施工标准,软土路基地基施工刚度欠缺,路基形状变化时有发生,对汽车的正常运行产生不良影响,甚至影响道路投入使用以后的寿命。分析这一问题发生原因,大都是由于地基自身结构设计异常,设计人员缺少对实地情况的考察,无法对土层位置进行判定,无法从地质情况出发合理采用施工技术干预。
3 软基处理关键技术
3.1 换填法
换填法是将软土地基部分或全部挖除,然后再换填透水性较好的材料。这种方法施工工艺简单,容易操作,质量也容易保证,通常换填厚度在1 m~2 m。换填法施工主要以机械施工为主,人工为辅,采用机械设备将软土地基全部挖除,并回填强度高、承载力强、稳定好的填料,碾压密实后在进行上部构造物的施工。通常,采用换填法处治的软土地基深度不超过3 m,换填厚度过大会增加工程造价,影响经济性。常用的换填材料有碎石、二灰土、砂砾材料等,这些材料不仅仅自身强度高、稳定性好,对周边土体的影响也较小。进行换填施工前要制定科学合理的施工方案,综合考虑路基截面形状、工程地质条件、承载力要求、材料供应和施工人员的技术水平等因素。另外,还需要注意保证换填的厚度和宽度,以防止在车辆荷载作用下产生剪切破坏,保证土体结构稳定。压实质量是軟土地基换填施工控制的关键,不仅要做好机械设备的选配和组合,还要建立试验段确定压实施工参数。另外,在施工过程中必须做好压实质量检验,确保压实质量合格。
3.2 排水固结法
在高速公路软土地基处治中,排水固结法是最常用的方法之一。这种处治方法的原理是在软土地基处治之前,采用砂袋、塑料排水管等措施设置的排水通道,排出地基内部的多余水分。软土地基内部多余的孔隙水被排出,可提高土体的密实度,降低土体的孔隙比,进而达到提高土体强度的作用。这种方法广泛应用在淤泥质或者粘土性质的软土地基中,排水效果较好。也可采用竖向排水体,排出软土地基内部的水分提高地基承载力。在排水固结施工中,可以采用加载的方式(如真空预压法、砂井预压法等)提高排水速度。采用排水固结法,可以逐步排出地基内部多余的水分,使土体慢慢固结,达到提高土体强度的目的。排水固结施工中,软土地基会出现不同程度的沉降,这是由于水分排出造成的。
3.3 强夯法
强夯法是利用重物猛力拍打地面,使其更加平整牢固,提升地面承重能力,避免重物压制发生坍塌问题。在软基处理中应用强夯法,可以使地基迅速硬化、夯实,方便后续高速公路施工。夯实处理地面的过程中,容易引发噪声污染和振动影响到周边居民生活,因此该类型地区要避免使用这一方法。施工中一层一层按顺序开展夯实处理,全部处理完成后对留下的坑使用夯实机填平处理。此操作下,容易出现夯坑表层泥土松散的问题,需要完成夯实后再次进行较低强度夯实。夯实周围存在会受到振动影响的建筑、仪器等,因此采取必要的保护措施,比如开外隔振沟等。
3.4 表层处理法
第一是表层排水法,这种技术主要在填筑路基前应用,在地面开挖排水沟排出地表水,以降低地基表层含水量,采用砂砾材料回填排水沟,之后再开展路堤施工。第二是砂垫层法,即在软土层上铺设一层砂垫层,其厚度在0.6 m~1.0 m,作为排水固结顶部排水层,能够加快沉降和固结。这种技术方法操作简单,施工中不需采用特殊机具即可作业。施工中应用级配良好的中砂和粗砂,填筑路基作业中应用中线埋设的地面沉降板、路堤坡脚布置的位移边桩,可以更好地掌握地基变形,合理控制填土进度。稳固剂处理法。将石灰、水泥等材料掺入软土地基表层,能够在一定程度上改善地基压缩性和强度等性能,确保路基填土足够压实稳定。该过程中需处理好地基厚度,避免厚度不足效果不到位。
3.5 抛石挤淤法
抛石挤淤法是在软土地基内部抛填一定数量和规格的片石,并借助外力的作用将软土地基内部的淤泥挤出,最终以片石代替淤泥,达到提高软土地基的目的。这种方法适用于液性指数较高的土体,与置换方式不同,抛石挤淤法是使用片石置换淤泥,改变了路基地基的结构,是一种安全、有效的处理方法。抛石挤淤法施工的关键是抛石速度,速度越快,可以排除越多的淤泥。对山区高速公路,路基开挖下来的片石可以直接抛填到软土地基,节约了原材料。为了防止处治后的软土地基碾压过程中出现“弹簧”现象,应在其上部摊铺一层30 cm左右的砂砾石垫层。
4 结束语
软基处理工作属于高速公路建设过程中需要处理的重点问题,软基处理过程中,必须分析路面沉降、开裂及抗渗透能力等问题,合理并采用对应的表层处理技术、深层土振动挤压技术和路基换填、冻结处理技术进行干预,以提升高速公路建设质量。
参考文献:
[1]刘刚,张军.浏醴高速公路软土地基处治技术研究[J].公路工程,2011,37(4):32-36+55.
[2]梁法强,杨红伟,陈柳江.试论高速公路软土地基的处治技术[J].民营科技,2010,16(6):219.
[3]徐娇.高速公路软土地基的危害及其处治方法[J].科技创新导报,2012,8(15):107.
[4]吴明胜.高速公路桥梁软土地基桥墩变位处治方法与应用[J].黑龙江交通科技,2017,40(6):138+140.
[5]张进强.高速公路桥梁软土地基桥墩变位处治方法研究[J].交通世界,2017,24(24):90-91.
关键词:高速公路工程;软基处理;关键技术
1 软土地基形成的原因
软土地基形成的原因有很多,其中最为主要的几个因素如下:一是沉积环境的影响,古代的地形沉积对软土的形成有重大影响,包括滨海沉积、相态的变化、湖泊的沉积、河滩的沉积、沼泽的沉积,这一系列的地质沉积因素是软土地基形成的根本原因。第二个原因是物质来源,通过河流或者其它因素将软土物质进行运输,最后在这一地段进行沉积,此外,地下水或者地表水的侵蚀作用也会造成软土地基的形成,水的渗透作用会将原本的土壤侵蚀,从而形成软土地基,软土地基的特点是孔隙较大,并且有较高的含水量,如果遇到大型货车,会将软土地基进行压缩,承重能力差,当遇到重型车辆时会发生变形,软土地基在经过压缩变形后,稳定下来的时间比较久,还可能会出现受力不均衡的情况,从而导致侧向的变形程度较大,对车辆的出行安全有很大的影响。针对这种情况,需要采取相对应的措施来预防这类情况的发生,减少高速公路上的交通事故的发生,排除潜在的安全隐患。
2 高速公路工程施工中软基处理存在的问题
2.1 抗渗透能力问题
软地基施工过程中,具有较强的抗渗透能力,分析土质与实际施工情况,透水性属于软基处理中的主要问题。由于软土基的透水性不足,渗透系数的竖向值大都为100,将直接对土层水质的排放产生不良影响,且在实际施工过程中,地基沉降系数会受到抗渗透能力的影响,对土层水质的正常排放产生负面作用。软土空隙较大,抗压能力较差,地基沉降的系数受到影响较大,导致高速公路施工过程中沉降问题时有发生。
2.2 路面开裂
在开展软基处理过程中,土层之间的缝隙会不断增加,土壤土层的空隙不均匀,沉降问题时有发生,土壤土层之间的空隙不均匀,直接导致路基不均匀沉降问题时有发生,而路基的不均匀沉降,将直接诱发高速公路裂缝问题的出现。
2.3 路面沉降
在开展软基处理过程中,未能依照相关施工标准开展施工,从而道路运行以后沉降事故的发生几率也不断提升。缺少对过渡地段软土路基基础结构的把控,导致材料不符合相关施工标准,软土路基地基施工刚度欠缺,路基形状变化时有发生,对汽车的正常运行产生不良影响,甚至影响道路投入使用以后的寿命。分析这一问题发生原因,大都是由于地基自身结构设计异常,设计人员缺少对实地情况的考察,无法对土层位置进行判定,无法从地质情况出发合理采用施工技术干预。
3 软基处理关键技术
3.1 换填法
换填法是将软土地基部分或全部挖除,然后再换填透水性较好的材料。这种方法施工工艺简单,容易操作,质量也容易保证,通常换填厚度在1 m~2 m。换填法施工主要以机械施工为主,人工为辅,采用机械设备将软土地基全部挖除,并回填强度高、承载力强、稳定好的填料,碾压密实后在进行上部构造物的施工。通常,采用换填法处治的软土地基深度不超过3 m,换填厚度过大会增加工程造价,影响经济性。常用的换填材料有碎石、二灰土、砂砾材料等,这些材料不仅仅自身强度高、稳定性好,对周边土体的影响也较小。进行换填施工前要制定科学合理的施工方案,综合考虑路基截面形状、工程地质条件、承载力要求、材料供应和施工人员的技术水平等因素。另外,还需要注意保证换填的厚度和宽度,以防止在车辆荷载作用下产生剪切破坏,保证土体结构稳定。压实质量是軟土地基换填施工控制的关键,不仅要做好机械设备的选配和组合,还要建立试验段确定压实施工参数。另外,在施工过程中必须做好压实质量检验,确保压实质量合格。
3.2 排水固结法
在高速公路软土地基处治中,排水固结法是最常用的方法之一。这种处治方法的原理是在软土地基处治之前,采用砂袋、塑料排水管等措施设置的排水通道,排出地基内部的多余水分。软土地基内部多余的孔隙水被排出,可提高土体的密实度,降低土体的孔隙比,进而达到提高土体强度的作用。这种方法广泛应用在淤泥质或者粘土性质的软土地基中,排水效果较好。也可采用竖向排水体,排出软土地基内部的水分提高地基承载力。在排水固结施工中,可以采用加载的方式(如真空预压法、砂井预压法等)提高排水速度。采用排水固结法,可以逐步排出地基内部多余的水分,使土体慢慢固结,达到提高土体强度的目的。排水固结施工中,软土地基会出现不同程度的沉降,这是由于水分排出造成的。
3.3 强夯法
强夯法是利用重物猛力拍打地面,使其更加平整牢固,提升地面承重能力,避免重物压制发生坍塌问题。在软基处理中应用强夯法,可以使地基迅速硬化、夯实,方便后续高速公路施工。夯实处理地面的过程中,容易引发噪声污染和振动影响到周边居民生活,因此该类型地区要避免使用这一方法。施工中一层一层按顺序开展夯实处理,全部处理完成后对留下的坑使用夯实机填平处理。此操作下,容易出现夯坑表层泥土松散的问题,需要完成夯实后再次进行较低强度夯实。夯实周围存在会受到振动影响的建筑、仪器等,因此采取必要的保护措施,比如开外隔振沟等。
3.4 表层处理法
第一是表层排水法,这种技术主要在填筑路基前应用,在地面开挖排水沟排出地表水,以降低地基表层含水量,采用砂砾材料回填排水沟,之后再开展路堤施工。第二是砂垫层法,即在软土层上铺设一层砂垫层,其厚度在0.6 m~1.0 m,作为排水固结顶部排水层,能够加快沉降和固结。这种技术方法操作简单,施工中不需采用特殊机具即可作业。施工中应用级配良好的中砂和粗砂,填筑路基作业中应用中线埋设的地面沉降板、路堤坡脚布置的位移边桩,可以更好地掌握地基变形,合理控制填土进度。稳固剂处理法。将石灰、水泥等材料掺入软土地基表层,能够在一定程度上改善地基压缩性和强度等性能,确保路基填土足够压实稳定。该过程中需处理好地基厚度,避免厚度不足效果不到位。
3.5 抛石挤淤法
抛石挤淤法是在软土地基内部抛填一定数量和规格的片石,并借助外力的作用将软土地基内部的淤泥挤出,最终以片石代替淤泥,达到提高软土地基的目的。这种方法适用于液性指数较高的土体,与置换方式不同,抛石挤淤法是使用片石置换淤泥,改变了路基地基的结构,是一种安全、有效的处理方法。抛石挤淤法施工的关键是抛石速度,速度越快,可以排除越多的淤泥。对山区高速公路,路基开挖下来的片石可以直接抛填到软土地基,节约了原材料。为了防止处治后的软土地基碾压过程中出现“弹簧”现象,应在其上部摊铺一层30 cm左右的砂砾石垫层。
4 结束语
软基处理工作属于高速公路建设过程中需要处理的重点问题,软基处理过程中,必须分析路面沉降、开裂及抗渗透能力等问题,合理并采用对应的表层处理技术、深层土振动挤压技术和路基换填、冻结处理技术进行干预,以提升高速公路建设质量。
参考文献:
[1]刘刚,张军.浏醴高速公路软土地基处治技术研究[J].公路工程,2011,37(4):32-36+55.
[2]梁法强,杨红伟,陈柳江.试论高速公路软土地基的处治技术[J].民营科技,2010,16(6):219.
[3]徐娇.高速公路软土地基的危害及其处治方法[J].科技创新导报,2012,8(15):107.
[4]吴明胜.高速公路桥梁软土地基桥墩变位处治方法与应用[J].黑龙江交通科技,2017,40(6):138+140.
[5]张进强.高速公路桥梁软土地基桥墩变位处治方法研究[J].交通世界,2017,24(24):90-91.