高速公路施工的软土路基施工技术

高速公路施工的软土路基施工技术

摘要:软土路基工程是确保高速公路工程质量的关键部分。然而,软土路基由于其含水量大、沉降明显、抗剪切能力差等特点,也成为高速公路工程施工中最为困难的环节之一,如何确保软土路基施工在高速公路项目中顺利执行,成为施工单位必须要思考的问题。本文尝试从软土路基的特点出发,结合现下该工程施工中存在的问题,对软土路基工程施工做技术分析,以期望能够获得对该工程施工较为全面的认识。

关键词:高速公路;软土路基;施工技术

在高速公路项目建设中,由于其空间距离较长,通常会遇到各种复杂多样的地质环境,而软土路基则是其中最为常见的一种,软土路基因具有变形程度大、土体结构强度低等缺点,致使其施工难度非常大,如果处理不当或处理不及时,很容易带来工程的路堤滑动、发生沉降等问题,给行车安全带来极大的安全隐患。加强高速公路软土路基的基础工程的建设,不仅是保证高速公路质量的必要手段,同时也是确保行车安全的必要措施。

1软土路基概述

软土路基作为一种特殊路基,在我国分布较为广泛,在河流沿岸、低固洼地、沼泽地带等水量比较大的地方多见,软土路基以其含水量大、天然强度低、压缩性高等特点成为最复杂、最难以处理的高速公路工程项目,其工程质量问题多见于路面塌方、塌陷以及裂缝等,多是由软土路基抗剪力与路面外负荷失衡导致的,因此在施工过程中需要经过特殊技术工艺的处理才能确保其长期的稳定性,对于软土路基进行研究的根本目的还在于能够增加其承载能力,在提高其稳定性的前提下,帮助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荷载性能弱

作为软土路基的基本要求,荷载性能在确保高速公路发挥通行能力和运输作用方面发挥了关键的作用,而高速公路软土路基荷载性能差却成为制约高速公路充分发挥其运载能力的重要因素,主要体现为易致高速公路施工中出现变形或沉降,高速公路路面无法承受较高的荷载压力,容易出现不均匀沉降带来的路面开裂等现象,这些都是有软土路基的基本特点导致的。

2.2软土路基含水量大

研究显示,软土路基的含水量多数都在35%-85%,部分地区的软土路基含水量甚至远超该数值,达到了100%以上,在高速公路软土路基的施工过程中,其含水量大的特性极容易导致路基渗水、路基结构塌陷等问题,不仅会造成施工成本的增加,而且会延误工期,致使路基工程无法顺利施工,最终使高速公路工程质量难以得到有效保障。

2.3沉降问题

在软土路基施工过程中,土体结构很容易受外荷载以及上荷载的影响产生变形及沉降,这对道路的稳定性将会产生极大的影响,会带来路面开裂等问题。因此,施工人员需要在工程开展之前对施工现场及周围土体结构进行详细的实地勘察,在掌握其特性的基础上合理利用施工方式,确保路基能够在工程开展过程中始终处于稳定的状态。

2.4抗剪切能力差

结构单一的土体结构如果长时间置于露天环境中会出现结构絮状化,进而会导致软土区的土体处于流动状态,给土体的强度带来影响。此外,软土的抗剪切程度很低,在大部分软土不排水的情况下,其抗剪强度普遍低于20Mpa,同时,软土路基抗剪强度也容易在受到荷载及排水固结时发生很大变化,从而引发排水固结问题。

3高速公路软土路基施工现存问题分析

3.1软土路基施工技术水平较低

高速公路工程中软土路基的施工存在施工技术水平不高的情况,多数施工企业为了成本效益的考量仍旧沿用传统的施工工艺和技术,先进的施工工序得不到普及和应用,或施工技术运用不合理,致使软土路基施工技术水平落后、过程混乱,在遇见地质较为复杂的施工环境时,不仅会给施工进程带来影响,而且会给高速公路工程质量埋下极大的安全隐患,造成资源的极度浪费。此外,传统施工技术的管理方式也造成了对于应急问题处理方案的掣肘,对高速公路软土路基施工进度带来了阻碍作用。

3.2软土路基施工缺乏方案、技术方法上的科学性理论指导

科学性的理论指导是完善施工技术的必要条件,在高速公路软土路基施工过程中无论是从施工技术还是从施工方案上,都普遍缺乏科学性理论的有效指导,导致施工缺乏一定的理论基础性。由于高速公路工程空间跨度大的特点,会结合实际的施工环境进行施工方案及技术的针对性设定,需要有充分实践和论证前提下的理论指导作为基础,结合实地情况进行合理性处理,而在具体施工过程中,关于软土路基施工技术及方案的研究尚存在室内试验数据研究的欠缺,其结论也未经工程实践的检验,理论研究仍存在一定的不足,无法对实际工程给予一定的指导。

3.3施工人员责任意识不足

高速公路软土路基的施工以其技术难度大、施工技术复杂等特点为施工人员带来了较大的工作压力,需要施工人员具备较强的责任心和针对复杂情况所进行灵活应对的能力,而从目前的施工队伍来看,软土路基工程施工人员主要由民工组成,其专业素养和责任意识都难以确保路基工程的质量,在施工过程中不能结合工程项目的特性及前期准备做好施工方案的合理设计,容易给软土路基工程埋下一些安全隐患,不可避免的会带来一些经济损失。

3.4软土路基施工的影响因素多

对于软土路基在高速公路工程中的施工,除去人为因素的影响,还有诸多工程本身会面临的影响性因素,例如路面沉降、地质环境、气候环境等都是高速公路软土路基施工过程的影响因素,因此,在进行高速公路软土路基施工处理时,要进行各种影响因素的全面考量,采取积极措施尽可能降低外界因素为软土路基工程带来的负面影响。

4高速公路施工中的软土路基施工技术分析

4.1冻结法

软土路基一般都有较高的含水量,需要降低其含水量才能实现提升土壤整体的稳定性和硬度,可以通过在其表面添加固化剂的方式进行含水量的降低,通用的一种方式就是冻结法,该方法通常是向软土路基中注入经过特殊处理的液态氮或二氧化碳膨润土,或者采用标准模块化机械制冷设备以及封闭式液压系统连接,实现土壤中液体的快速冷却,以此来实现软土路基荷载能力和抗压缩能力的提升,从而符合高速公路工程的基本要求。

4.2添加剂法

在高速公路软土路基工程处理中,添加剂法是最为常见的方式之一,其优点在于操作成本低,对于机械依赖性低,便于操作。在实际操作中,通过向软土地基中混入水泥、生石灰等物料,推使物料与土壤发生化学变化,以此来实现消耗土壤层中水分的目的,最终形成稳定的固态颗粒。通过适当的添加剂混入,不仅可以改变土壤成分,而且能够改变其结构特性,在降低其水分的同时能够提升软土路基的稳定性和抗压性。

4.3填充置换

填充置换技术,简而言之即运用性质较为优良的土壤来置换软土路基中的软土成分,以此从实现土壤性能的根本性改变,进而提升软土路基的抗剪性能。在实际操作中,主要通过换填土和抛石挤淤法来实现软土的置换,换填土即移除软土之后,用优良土壤或者碎石进行填充;抛石挤淤法则是利用挤压原理将软土排出,相对于前者而言,抛石挤淤法以其环保性强、效率高等特点得到广泛应用。在施工过程中需要注意软土清除的彻底性以及富余水量的排出工作,从而尽可能确保土质质量的提升。

4.4砂垫层处理技术

砂垫层在高速公路软土地基工程中,以其厚度小、排水性好的特点,有利于提升高速公路软土路基的稳定性,因此,在具体实施过程中可以通过保证砂垫层厚度确保其具备良好的快速排水综合性能,进而充分发挥砂垫层的基础性作用。在砂垫层处理过程中,可以在进行碎石外表状况充分检测的情况下进行浇水压实作业,以此确其湿润及后期施工中理想效果的达成。

4.5挤密桩法

路基中压实桩的设置可以帮助提升路基工程的压实度,从而避免土体沉降的发生,为了实现该目的,挤密桩法则成为处理软土路基的有效方法。水泥层搅拌桩作为一项重要的施工方法,是将水泥作为固化剂,通过对路基深处软土层的搅拌,使软土与软土固化剂进行充分的反应,借此改善软土路基的稳定性和承载能力。在实际施工过程中,需要通过对边坡实现稳定来实现对软土路基承载能力的提升。除此以外,鉴于水泥层搅拌桩工程的隐秘性特点,需要建筑工人进行施工时间的选择或延长,以此确保施工效率和施工质量。

5结束语

随着我国经济的快速发展,高速公路在其中必将发挥至关重要的作用,高速公路的建设和延长不仅是经济发展的需要,更是地域连接、区域发展的需要,加强对高速公路建设的重视成为未来道路建设不能忽视的问题。作为高速公路工程建设中的薄弱环节,软土路基的施工向来作为一项技术难度高、施工环境复杂的工程普遍引起施工单位的重视,在该工程的施工过程中,只有全面掌握其技术要点,对其进行科学规划及布置,才能实现对软土路基工程难题的破解,进而实现高速工程质量的提升。

参考文献

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[4]陈龙.高速公路施工中的软土路基施工技术分析[J].建筑与装饰,2020,(6):109.

作者:李应祥 单位:四川公路桥梁建设集团有限公司机械化施工分公司