高速公路施工中的软土路基施工技术分析

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  摘要:软土路基是高速公路工程施工中的重难点所在。基于此,本研究主要针对软土路基的特征进行分析;并分别从排水处理方面、换填处理方面、夯实处理方面、冻结处理方面及添加剂与垫层铺设方面,细化阐述高速公路施工中的软土路基施工技术,以期为高速公路软土路基施工提供可靠的支持。
  关键词:高速公路;软土路基;排水固结法
  前言:近年来,随着各类高速公路事故问题的频繁发生,高速公路施工逐渐引起了人们的关注。由软土路基引发的承载力不足、路面质量问题等,是增加高速公路风险性的关键。上述状况对软土路基施工环节提出了较高的要求。因此,分析高速公路的软土路基施工技术具有一定的现实意义。
  一、软土路基的特征分析
  软土路基的特征主要包含以下几种:第一,含水量高特征。相对于其他路基而言,软土路基伴有明显的含水量高特征。通常情况下,软土路基的含水量水平处于35%-85%范围内,而某些区域的软土路基含水量甚至高达100%以上[1]。这类路基与普通路基在含水量方面的差异决定着:高含水量的软土路基投入使用后,当公路路基承受较大压力时,压力较大区域的软土会逐渐向压力较小一侧运动,导致路面形成沉降或塌陷,干扰路基的承载能力及稳定性水平。第二,抗剪力低下特征。根据既往软土路基施工经验,在施工期间,如未做好软土路基的排水施工,软土路基的抗剪强度参数通常低于20MPa水平。这一特性决定着:当软土路基受到高负载影响时,下层软土容易出现沉降及变形等问题。第三,低渗透性特征。相对于由其他土质构成的路基而言,软土路基受其高含水量、高有机物含量等因素的影响,而表现出较低的渗透性水平,这一特征对软土路基施工提出了较高的要求。
  二、高速公路施工中的软土路基施工技术分析
  这里主要从以下几方面入手,针对高速公路施工中的软土路基施工技术进行分析和研究:
  (一)排水处理方面
  在高速公路施工中,排水固结法主要通过排水处理,降低软土路基的含水量,进而提升路基的密实度水平[2]。在实践施工中,排水固结法的应用流程为:于软土地基土层中布设数量适宜的竖向排水井,参照公路承载要求,向软土地基施加压力,促使其中的水分经竖向排水井排出。经检测确定软土路基的含水量符合施工要求后,清除竖向排水井。
  这种施工技术以软弱土层、饱和软土土层为适用对象。该技术的优势在于:其在高速公路工程中的运用可满足施工单位的快速降低路基含水量要求。随着软土路基中水分的不断排出,路基的沉降变化可于施工阶段产生,这一变化不仅可提升软土路基的承载力水平,也有助于保障高速公路投运后的安全性。
  (二)换填处理方面
  换填施工技术改善软土路基承载力的原理为:采用其他密度较大、强度较高、承载力较强的土层,替换软土路基中的原有土层,以提升路基的整体承载力及稳定性水平。在实践施工中,施工单位通常采用挖掘、填埋等手段,替换软土土层,以保障路基施工质量。
  相对于其他施工技术而言,换填工艺对软土路基特征的影响更加明显,其对软土路基含水量、抗剪力、承载力等性能的影响具有长效性特征。但除了上述优势外,这种施工技术也存在一定不足,具体体现为:第一,适用范围有限。这种施工技术仅适用于软土层较少、覆盖范围较小的高速公路工程。如路基中软土层的覆盖面积较广,单纯通过换填技术提升路基的承载力并不现实;第二,施工耗时较长。换填施工技术主要通过对软土路基中高含水量、低密实度土层的替换,确保其路基施工满足高速公路工程的要求,这一施工过程的耗时较长。
  (三)夯实处理方面
  夯实施工技术属于一种机械性手段,其在高速公路软土路基施工中的运用原理为:利用机械设备频繁、反复敲击软土路基,借助设备反复敲击产生的振动作用,缩小路基软土层土体之间的间隙,提升其抗剪能力及密实度。此外,这种施工技术还在预防沉降问题、降低软土路基含水量等方面,具有一定的優势。
  结合夯实施工技术在高速公路软土路基施工中的应用经验可知,这种施工技术在实践施工中的运用需要消耗较长时间,虽然其成本较低,但单纯采用该技术开展软土路基施工,难以于较短时间内达成降低路基含水量目的。
  (四)冻结处理方面
  冻结施工技术在软土路基施工中的原理为:借助液氮、液态二氧化氮等冷却液的流动作用,冻结高速公路工程路基中的软湿土,以调整软土路基的强度及密实度。
  实践施工中,冻结施工技术的应用流程为:于软土路基范围内,借助特殊设备将适量液氮或液态二氧化碳注入软土层内,利用冷却液的流动作用,快速实现冷却液与软土层的充分融合,并促使软土层转入冷冻状态。
  相对于其他软土路基施工技术而言,冻结施工技术的应用优势在于:其可于较短时间内,提高软湿土的强度及抗剪力,且该施工技术的成本相对较低。但此外,这种施工技术也存在一定不足:这种施工技术的适用范围有限,由于处于冻结状态的软湿土容易受到环境温度的影响,而形成密实度、抗剪力的变化,因此,该技术通常被应用于深度处于7-8m水平的软土层中。
  (五)添加剂与垫层铺设方面
  除了上述施工技术外,于软土路基中使用添加剂、铺设垫层,也可促进软土路基强度及抗剪力水平的变化。其中,在添加剂施工技术中,常用的添加剂以生石灰、熟石灰等为主,这类添加剂的使用,可快速吸收软土路基中的水分,降低其含水量水平;而就垫层铺设施工技术而言,该方法主要选择具有良好抗拉强度、耐腐蚀性能的材料,铺垫于软土路基表面,以改善软土路基的承载力水平。
  结论:综上所述,做好高速公路工程的软土路基施工具有一定的现实意义。为了实现上述目的,应结合高速公路软土路基的特征,选用恰当的施工技术,纠正软土路基在含水量、抗剪力等方面的缺陷,使其能够满足高速公路的负载要求。此外,还应注意结合既往施工经验,总结有价值的技巧,以促进高速公路软土路基施工质量的提升。
  参考文献
  [1]王剑.高速公路施工中的软土路基施工技术分析[J].建材与装饰,2019(24):292.
  [2]李永红.高速公路施工中的软土路基施工技术[J].工程技术研究,2019,4(15):49-50.
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