软基处理技术在高速公路工程施工中的运用

软基处理技术在高速公路工程施工中的运用

(济南市历城区公路管理局山东济南250100)

【摘要】在当前的社会经济发展中,高速公路的发展对于社会的进步有着很大的促进作用。在实际的高速公路施工中,进行软基处理非常的重要,其作为施工的一部分,并且也是整体工程施工的主要保障。为了能够使得软基处理实现良好的效果,施工人员就需要加强对于软基处理的重视,同时对其熟练应用,以此提升施工的质量。因此本文主要就对高速公路工程施工中软基处理技术应用进行分析和探讨。

【关键词】高速公路;软基处理;技术应用

【中图分类号】U416.1【文献标识码】A【文章编号】1002-8544(2017)08-0139-03

1.软基的特性及处理原理

1.1软基的几种特性?

软土地基主要就是在流水环境当中逐渐沉积所产生的。层理比较明显并且有粉砂颗粒,成分非常的复杂,并且各个地区之间的差距也很大,其主要体现在三个方面:首先,孔隙率比较大以及含水量很高。软土的组成部分主要就是粘土粒组与粉土粒组,并且含有一定的有机质,在环境的实际影响之中逐渐沉积为絮状,一般,其含水率主要在35%~80%之间,其孔隙比主要体现在1~2区间,有着很明显的流变性。其次,低抗剪强度。按照相关调查资料表明,一般软土的抗剪强度都小于20kPa,其有效内摩擦角为20°~35°。在实际的荷载中,软土路基能够实施排水固结,这样其抗剪强度就能够出现变化,固结的速度越快也就会对强度能够改善的越明显。第三,结构明显。若是原状软土在受到一定的挤压以及振动之后,其结构往往就会产生一定的影响和破坏,这样软土的强度也就会出现下降的情况,严重的还会产生流动状态。

在软土受到一定的影响之后,随着沉积时间的持久,其强度就能够不断的恢复,当前,我国有很多高速公路在建设中大部分路基都是软土路基,尤其其抗剪强度非常低,很难承受路面所带来的荷载作用。在荷载的作用下,往往对软土路基的整体剪切力以及局部剪切很容易产生影响,以致于导致产生塌方或者失稳等问题。

1.2软基的处理原理?

对软基处理主要就是采用软土自身的物理学特性,采用科学合理的方式实施改善,对由于浸水所导致的湿陷和变形状况进行消除。为了能够避免出现对剪切的破坏以及土压的减轻就需要采用科学合理的方式将软基自身的抗剪强度实施增加,以此来对于软基的压缩特征进行改善,使得其产生的沉降量降低。因为很多软基都会遇到水所产生相关的问题,因此就需要采用相关的措施将水压进行减轻,同时一些软基在遇到地震状况时也能够出现液化,因此就需要对振动特性实施改善,避免软基土层出现液化的情况。

2.存在问题

由于勘查设计不是很准确,对软土地基在处理中没有重视,以及技术方案不是很合理,这些都可能会造成路堤的稳定性不足,对周边的建筑物安全会产生一定的影响。比如,在某大桥引道施工时,因为高填土导致线外的土体突出,导致周边建筑受到损坏,对路基的稳定性会造成影响,这样只能将桥梁的长度进行增加,在完成施工之后还是产生了很多锥坡不均匀下沉,对其又实施了处理,只能将其改造为新桥。有些虽然采用了相关的措施对软土路基实施了处理,然而由于技术方案不是很合理,对于施工质量往往不重视,也会造成路堤失稳。又如,某大桥引道施工中,原来的软基在处理中是使用的袋装砂,在此基础上和砂垫层进行结合起来实施处理,但是因为成本资金问题,很多路段软基的处理都没有进行,造成在施工中很多路堤产生了滑塌的情况,在通车后之后路段产生了不均匀沉降,其主要就是因为堆料不当,没有按照相关规定对其实施分层填筑。在对台背的填筑中,路基由于对于构筑物产生了一定的负摩阻力与纵向推挤的作用,从而使得桥台产生变位和损害情况,产生这种情况就会对工程的顺利进行带来了很多影响。

3.软土地基的主要处理技术

3.1软土地基的表层处理技术

3.1.1强夯加固法?

对于强夯法主要应用在一些碎石土以及砂土、低饱和度的粉土与粘性土等软土路基当中,其主要有三种加固机理。在将强夯法应用在一些加固细颗粒饱和土当中时,其加固机理主要就是应用的动力固结理论。由于一定的冲击能量在土体当中产生一定的应力波,对于原来土体的结构进行了破坏,使得局部土体产生液化并且出现很多裂缝,加强了排水的通道,使得缝隙当中的水能够流出,从而将土体进行固结,在等到缝隙当中的水压力消散之后,土体就完成了固结。因为软土有着一定的触变性,因此能够土层的强度能够恢复。若是在对多空隙以及非饱和粗粒土实施处理中,其加固机理主要就是动力密实,也就是采用冲击型动力荷载,使得土体当中的空隙变小,以及土体密实,以此来提升地基的强度。采用这种方式的过程就是采用压缩波能量作用,使得土体当中的气体能够排除,从而缝隙变小,土体的颗粒产生变形,并且重新对其进行排列,使得土层加固。对动力置换,其也是作为强夯法当中的一种方式,将其主要可以分为整式置换和桩式置换。整体置换法主要就是应用强夯法将碎石压入到淤泥当中,使得高速公路的土层能够和相关要求符合。桩式置换主要就是采用强夯法对碎石进行压入土体当中,使得一些碎石桩能够在软土中间隔夯入,以此来形成碎石桩或者碎石墩柱,以此形成整体的复合地基。

3.1.2铺砂垫层处理技术?

采用排水固结能够将软基的抗剪强度进行提升,这对于软基处理有着很大的优势。铺砂垫层能够强化其排水固结的效果,并且速度也非常快,铺砂垫层及时能够对地下水实施排出,使得土壤当中的水位出现下降,这样就能够将土体的抗剪强度增加,以此能够为后续的相关工程提供应有的保证。然而,由于铺砂垫层对砂石的要求很高,其不不均匀系数需要不大于五,砂石尽可能的应用粗砂或者中砂,同时还需要能够保证施工机械能够有效通行。除此之外,在进行软土路基的土工织物进行铺设中对其加强应用,由于采用的这种材料其自身的抗拉强度很高,因此能够很好的应用在软土路基的处理当中。

3.1.3应用添加剂技术?

由于软土土层比较软,很难承受过大的负荷,因此就可以进行科学合理的添加剂进行对其问题有效解决,使得软土路基能够和相关要求相符合。当前对于实际工程中的软土地基所应用的主要添加剂就是水泥,由于这种材料的固结性非常好,在一定意义上能够提升软土路基的实际质量,使得其自身具有很强的承载能力和排水性能,对土壤能够实现固结,以此使得土壤的稳定性得到提升。

3.1.4表层排水技术

对于表层排水技术主要就是为了确保土壤的质量。在一些含水量比较多的软土当中然而土壤的质量很高,利用沟槽法就能够将表层的水排除。并且对软土当中的水分进行减少,以此来确保土壤的质量。其具体方式主要就是采用透水性砂砾是回填,以此确保具有良好的透水性,这样就需要加强对于水沟断面尺寸的重视,一般状况下其宽度约为50cm,深度大约为50~100cm,并且还需要采用砂砾对其实施回填,以此形成盲沟,每一个盲沟间的间距约为10~15m,反复采用这种方法就能够确保软基的稳定性。?

3.2软土地基的深层处理技术?

3.2.1对软基进行振密和挤密?

对于软土地基深层的土壤实施挤密是一种非常科学合理的方式,在实际的应用中主要就是采用打桩机对于深层的土壤实施挤压,使得土壤的密度能够增加,并且为了能够将土壤的承载力提升以及对土壤的液化和湿陷性降低,对于这种方法的应用能够将土壤的承载力提升,以此来避免地基沉降的产生。随着当前科学技术的不断进步,对于打桩设备的性能也有效提升,以此来对软基在处理中的效率能够提升。

3.2.2竖向排水固结技术方法?

采用这种技术主要就是对于一些厚度比较大的回填土地基以及饱和软土路基。采用相关的加压系统和相关的机械工具进行结合起来,来对地基内部当中的排水结构和环境进行改善,然而进行排水设施的布设,以此对土壤内部实现抽水和加压抽气等方式对土壤内部的空气和水进行抽取,从而将地基内部的排水固结速度进行提升。这样就能够对土壤内部进行改善,以此来强化软土路基的硬度以及抗剪强度。?

3.2.3水泥搅拌加固技术?

采用这种方式的主要原理就是需要能够在水泥加固物理化学反应的条件中,采用有关机械设备对水泥直接喷射到所需要处理的软基当中,并且对其进行搅拌,使得水泥和土体之间出现水解水反应,以此来形成凝胶体,最终使得其形成比较稳定以及固定的结构,从而使得土体的强度能够提升。现阶段,按照水泥搅拌桩的施工方式的不同,水泥搅拌桩其可以分为两类,分别是湿法和干法两种,在这当中,湿法主要就是对水泥浆和地基土体实施搅拌,因此也将其称之为水泥浆搅拌法;对于干法主要采用的是石灰粉或者水泥粉和土体进行搅拌,所以这种方法也称为粉体喷射搅拌法。对于粉喷法主要应用在一些含水量大于30%以及塑性指数大于10的土体当中,和粉喷法相比较,浆喷法比较简单以及便利,在施工中也很容易将其控制。在对水泥搅拌桩应用之前,需要对相关的试验参数进行明确,并且在实际的施工中强化对于停灰面以及钻机下钻深度、喷粉高程的控制,以此来确保搅拌桩的长度能够和相关要求之间相符。

4.结语?

在高度公路的施工中往往就会遇到软基地质,因此软基含水量很高,并且抗剪强度也很差,在一定意义上对工程质量也会产生影响,若是没有采用科学合理的措施处理,往往就会使得路基的稳定性不足,造成开裂以及沉降问题产生。因此,在实际的高速公路施工中就需要采用科学合理的措施对其处理,从而确保施工的质量良好。?

参考文献

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