论文部分内容阅读
摘要:近些年,随着经济的飞速发展,科技水平的快速提升,我国公路工程建设越发频繁,其必将会遇到更多的不良路基问题。本文就高速公路中软土路基技术的发展现状作简要的分析、探讨。
关键词:高速公路;工程;软土路基;处理技术
软土地基具有孔隙比大、天然含水量高、压缩性强、承载能力低等特点,因此软土地基处理是公路工程施工中遇到的难点之一,也是勘察设计及施工单位重点解决的一个环节。否则,随着时间的推移,将会出现路面沉陷、桥头跳车等病害,直接影响到营运后公路的使用功能。因此,在高等级公路建设过程中,对软土地基的处理要引起高度重视。以下,本文就目前较为常用的几种软土路基处理技术进行分析、探讨,同时对高真空击密法、真空一堆载联合预压法等新型技术做简要阐述。
1.高速公路软土路基处理技术现状分析
1.1排水固结处理技术:
采用排水固结法进行软土路基的处理,其主要是利用天然地基土自身所带有的透水性,或是在地基内部布设竖向排水体,用对地表进行的预先加载,或是利用工程实体的自身重量,逐步将土地压实、固结、压密,逐渐排出地基内部的孔隙水,以此加大地基的强度、提高其承载能力。此种处理技术主要包括:袋装砂井、堆载预压法、塑料排水带预压法等。
1.1.1堆载预压法。堆载预压法,可将其分为超载预压、等载预压两种。此种处理技术的优势在于施工工艺简单、工程费用较低,但施工工期较长,需要保证一定的施工期限,对于施工后沉降要求相对较低、沉降量较小、需要布设横向排水层的公路工程较为适用。
1.1.2堆载预压法与塑料排水板的结合处理。此种处理技术的施工工艺相对简单、工程费用较低,由于堆载预压法施工需要一定的工期,此种处理技术对于固结系数较小、填土厚度较高、软土层较厚、路堤稳定的公路工程较为适用。
1.2轻质路堤技术:
在高速公路工程中,轻质材料主要包括粉煤灰、泡沫苯乙烯。由于泡沫苯乙烯的自重较轻,仅占土料重量的1/90,从而常被用作路基填料。将泡沫苯乙烯作为路基填料进行施工,能够有效减小、降低路基荷载对地基施加的附加应力,大幅降低路基的沉降总量,对工程的地下管线、路基、桥台的影响较小,从而常被用作原有路面的拓宽、桥头、地下管线距离较近等类型的公路建设项目的地基处理。粉煤灰路堤,在我国经济较为繁荣的大型城市中应用较广,相对于土料路堤,粉煤灰的重量轻25%左右。一些相关专业学者认为,利用泡沫苯乙烯、粉煤灰等轻质材料进行路基的填筑,仅能够降低软土地基的荷载,而无法从根本上改善软土路基的性质。因此,一般情况下此种处理技术不会用做软土路基的处理,即使采用此种技术,其最终的处理效果往往也不尽人意。
1.3加筋处理技术:
1.3.1土钉墙技术。对于地下水位以上或经降水后的弱胶结砂土、人工填土、粘性土的边坡加固、基坑支护,可采用土钉墙技术进行处理,其是通过插筋、钻孔、注浆的方法设置土钉,还可将较粗的钢管、钢筋、型钢直接打入地基土中,从而形成土钉。打入的土钉与其周围的土体接触,依靠接触面所产生的摩擦阻力,与土体形成一个复合地基,在土体发生变形的条件下土钉被动受力,需要通过受剪工作对土体进行加固,土钉通常会与平面形成一定角度,即斜向加固体。
1.3.2加筋土。采用加筋土的方法进行不良地基的处理,就是采用具备较强抗拉能力的拉筋,将其埋置于地基土层中,利用土颗粒的位移与拉筋产生的摩擦力使两者形成一个整体,从而减少整体变形、提高整体的稳定性。拉筋是一种水平向增强提,一般采用铝合金、镀锌钢片、合成材料等抗拉能力较强、摩擦系数较高的材料进行加固处理。
1.3.3土工合成材料。土工合成材料是一种新型的岩土工程材料,其是将合成橡胶、塑料、化纤等作为原料,通过人工合成的聚合物,产品种类较多,主要用于地基土体表层、内部或各层土地中,有着加强、保护地基土地的作用。
2.高速公路软土路基处理技术的创新发展
2.1现浇混凝土管桩、预应力管桩技术:
采用现浇混凝土管桩、预应力管桩法进行软土地基的加固,能够大幅提升地基的承载能力,施工质量安全、速度较快、处理深度较大。目前,此种技术已在我国现代高速公路工程施工中广为应用。
2.2高真空击密法:
高真空击密法,其是一种能够在有限的时间内完成软土地基处理、加固的新型技术,其主要是通过数次反复的高真空操作,与重复多次的变能量击密相结合,以降低地基土的含水量,提高其承载能力与密实度,减少、避免了地基完工后的差异沉降。此种技术是由我国专业人士自行研究、开发的专利,具有施工工期较短、工程造价较低、施工质量可控的优势,近些年已在我国公路工程建设中逐步得到应用与推广。
2.3新型动力排水快速固结软地基处理技术:
此种技术是通过真空井点的降水,来降低路基的地下水位,从而加快地下水位下方地基的自重固结速度,同时还能对地下水位下方的软土土体进行降水、预压。经此原理,在降低了地基的地下水位后,其水位上方土地的含水量将减少,合理选配适当能量作进一步的强夯处理,能够压实土地、减少工后的沉降,从而提高地基的密实度、强度。在进行软土地基处理的过程中,反复持续的轻型井点排水,能够快速消散强夯施工所产生的超孔隙水压力,以此避免产生弹簧土现象,能够有效缩短施工工期、降低工程造价。
2.4软土地基强夯法联合堆载预压技术:
此种处理技术,是基于传统强夯处理技术,在设定的单击夯击功前提下,利用夯击次数的增加、减少来调节压实功的多、少。此种技术仅能够对含水量不大的软土地基进行处理,通过地基土地内部空气所占孔隙率的降低、减少,提高地基土的密实度与承载能力。近些年,通过不断的实践与改进,此种技术常被用作饱和淤泥质软土地基的处理。在利用此种技术进行实际的地基处理时,需要注意保持排水的通畅,先进行轻夯后采取强夯,单次夯击功的确定需要根据落锤的高度来定夺,每次夯击所造成的坑深不宜过大,应在保证坑边的土体不会隆起的前提下进行,而每遍夯击的衔接需要有一段休止期,预先铺设在软土地基表层上的垫层应选用粗颗粒土料,其厚度需根据设定的挤入层厚度来确定,可一次或多次铺筑施工。倘若在对软土地基进行强夯后辅以堆载预压,则处理效果、质量更趋于完美。
3.结束语
综上所述,高速公路工程建设中的软土路基,对我国交通系统的使用功能与安全有着直接影响。近些年,随着我国交通系统建设的规模不断扩大,其必将面对更多的软土路基问题,为确保高速公路交通的安全使用,我们有必要针对软土路基的处理技术进行分析、研究,根据工程建设的实际标准、自然环境、项目特点,不断研发新型技术,制定合理、科学、有效的整改方案,从而为我国公路工程建设打下坚实的基础。
参考文献:
[1] 杨文威, 王剑锋, 孙茂黎. 软土地基处理中几种常见方法研究[J]. 科技创新导报, 2009,(17) .
[2] 叶俊能, 朱向荣, 谢庆道. 沉管灌注筒桩在高速公路软基处理中的应用[J]. 中南公路工程, 2005,(04) .
[3] 郭新建. 高速公路软土地基处理方法及施工措施探讨[J]. 科技信息(科学教研), 2008,(22) .
[4] 韩建强. 高速公路软土地基处理技术的新发展及研究方向[J]. 中国港湾建设, 2003,(05) .
[5] 朱伯绍, 陈晓东, 叶旺. 广佛高速公路软基路堤施工技術分析[J]. 西部探矿工程, 2006,(03) .
关键词:高速公路;工程;软土路基;处理技术
软土地基具有孔隙比大、天然含水量高、压缩性强、承载能力低等特点,因此软土地基处理是公路工程施工中遇到的难点之一,也是勘察设计及施工单位重点解决的一个环节。否则,随着时间的推移,将会出现路面沉陷、桥头跳车等病害,直接影响到营运后公路的使用功能。因此,在高等级公路建设过程中,对软土地基的处理要引起高度重视。以下,本文就目前较为常用的几种软土路基处理技术进行分析、探讨,同时对高真空击密法、真空一堆载联合预压法等新型技术做简要阐述。
1.高速公路软土路基处理技术现状分析
1.1排水固结处理技术:
采用排水固结法进行软土路基的处理,其主要是利用天然地基土自身所带有的透水性,或是在地基内部布设竖向排水体,用对地表进行的预先加载,或是利用工程实体的自身重量,逐步将土地压实、固结、压密,逐渐排出地基内部的孔隙水,以此加大地基的强度、提高其承载能力。此种处理技术主要包括:袋装砂井、堆载预压法、塑料排水带预压法等。
1.1.1堆载预压法。堆载预压法,可将其分为超载预压、等载预压两种。此种处理技术的优势在于施工工艺简单、工程费用较低,但施工工期较长,需要保证一定的施工期限,对于施工后沉降要求相对较低、沉降量较小、需要布设横向排水层的公路工程较为适用。
1.1.2堆载预压法与塑料排水板的结合处理。此种处理技术的施工工艺相对简单、工程费用较低,由于堆载预压法施工需要一定的工期,此种处理技术对于固结系数较小、填土厚度较高、软土层较厚、路堤稳定的公路工程较为适用。
1.2轻质路堤技术:
在高速公路工程中,轻质材料主要包括粉煤灰、泡沫苯乙烯。由于泡沫苯乙烯的自重较轻,仅占土料重量的1/90,从而常被用作路基填料。将泡沫苯乙烯作为路基填料进行施工,能够有效减小、降低路基荷载对地基施加的附加应力,大幅降低路基的沉降总量,对工程的地下管线、路基、桥台的影响较小,从而常被用作原有路面的拓宽、桥头、地下管线距离较近等类型的公路建设项目的地基处理。粉煤灰路堤,在我国经济较为繁荣的大型城市中应用较广,相对于土料路堤,粉煤灰的重量轻25%左右。一些相关专业学者认为,利用泡沫苯乙烯、粉煤灰等轻质材料进行路基的填筑,仅能够降低软土地基的荷载,而无法从根本上改善软土路基的性质。因此,一般情况下此种处理技术不会用做软土路基的处理,即使采用此种技术,其最终的处理效果往往也不尽人意。
1.3加筋处理技术:
1.3.1土钉墙技术。对于地下水位以上或经降水后的弱胶结砂土、人工填土、粘性土的边坡加固、基坑支护,可采用土钉墙技术进行处理,其是通过插筋、钻孔、注浆的方法设置土钉,还可将较粗的钢管、钢筋、型钢直接打入地基土中,从而形成土钉。打入的土钉与其周围的土体接触,依靠接触面所产生的摩擦阻力,与土体形成一个复合地基,在土体发生变形的条件下土钉被动受力,需要通过受剪工作对土体进行加固,土钉通常会与平面形成一定角度,即斜向加固体。
1.3.2加筋土。采用加筋土的方法进行不良地基的处理,就是采用具备较强抗拉能力的拉筋,将其埋置于地基土层中,利用土颗粒的位移与拉筋产生的摩擦力使两者形成一个整体,从而减少整体变形、提高整体的稳定性。拉筋是一种水平向增强提,一般采用铝合金、镀锌钢片、合成材料等抗拉能力较强、摩擦系数较高的材料进行加固处理。
1.3.3土工合成材料。土工合成材料是一种新型的岩土工程材料,其是将合成橡胶、塑料、化纤等作为原料,通过人工合成的聚合物,产品种类较多,主要用于地基土体表层、内部或各层土地中,有着加强、保护地基土地的作用。
2.高速公路软土路基处理技术的创新发展
2.1现浇混凝土管桩、预应力管桩技术:
采用现浇混凝土管桩、预应力管桩法进行软土地基的加固,能够大幅提升地基的承载能力,施工质量安全、速度较快、处理深度较大。目前,此种技术已在我国现代高速公路工程施工中广为应用。
2.2高真空击密法:
高真空击密法,其是一种能够在有限的时间内完成软土地基处理、加固的新型技术,其主要是通过数次反复的高真空操作,与重复多次的变能量击密相结合,以降低地基土的含水量,提高其承载能力与密实度,减少、避免了地基完工后的差异沉降。此种技术是由我国专业人士自行研究、开发的专利,具有施工工期较短、工程造价较低、施工质量可控的优势,近些年已在我国公路工程建设中逐步得到应用与推广。
2.3新型动力排水快速固结软地基处理技术:
此种技术是通过真空井点的降水,来降低路基的地下水位,从而加快地下水位下方地基的自重固结速度,同时还能对地下水位下方的软土土体进行降水、预压。经此原理,在降低了地基的地下水位后,其水位上方土地的含水量将减少,合理选配适当能量作进一步的强夯处理,能够压实土地、减少工后的沉降,从而提高地基的密实度、强度。在进行软土地基处理的过程中,反复持续的轻型井点排水,能够快速消散强夯施工所产生的超孔隙水压力,以此避免产生弹簧土现象,能够有效缩短施工工期、降低工程造价。
2.4软土地基强夯法联合堆载预压技术:
此种处理技术,是基于传统强夯处理技术,在设定的单击夯击功前提下,利用夯击次数的增加、减少来调节压实功的多、少。此种技术仅能够对含水量不大的软土地基进行处理,通过地基土地内部空气所占孔隙率的降低、减少,提高地基土的密实度与承载能力。近些年,通过不断的实践与改进,此种技术常被用作饱和淤泥质软土地基的处理。在利用此种技术进行实际的地基处理时,需要注意保持排水的通畅,先进行轻夯后采取强夯,单次夯击功的确定需要根据落锤的高度来定夺,每次夯击所造成的坑深不宜过大,应在保证坑边的土体不会隆起的前提下进行,而每遍夯击的衔接需要有一段休止期,预先铺设在软土地基表层上的垫层应选用粗颗粒土料,其厚度需根据设定的挤入层厚度来确定,可一次或多次铺筑施工。倘若在对软土地基进行强夯后辅以堆载预压,则处理效果、质量更趋于完美。
3.结束语
综上所述,高速公路工程建设中的软土路基,对我国交通系统的使用功能与安全有着直接影响。近些年,随着我国交通系统建设的规模不断扩大,其必将面对更多的软土路基问题,为确保高速公路交通的安全使用,我们有必要针对软土路基的处理技术进行分析、研究,根据工程建设的实际标准、自然环境、项目特点,不断研发新型技术,制定合理、科学、有效的整改方案,从而为我国公路工程建设打下坚实的基础。
参考文献:
[1] 杨文威, 王剑锋, 孙茂黎. 软土地基处理中几种常见方法研究[J]. 科技创新导报, 2009,(17) .
[2] 叶俊能, 朱向荣, 谢庆道. 沉管灌注筒桩在高速公路软基处理中的应用[J]. 中南公路工程, 2005,(04) .
[3] 郭新建. 高速公路软土地基处理方法及施工措施探讨[J]. 科技信息(科学教研), 2008,(22) .
[4] 韩建强. 高速公路软土地基处理技术的新发展及研究方向[J]. 中国港湾建设, 2003,(05) .
[5] 朱伯绍, 陈晓东, 叶旺. 广佛高速公路软基路堤施工技術分析[J]. 西部探矿工程, 2006,(03) .