论文部分内容阅读
[摘 要]做好软基处理直接关系到公路的质量，交通的安全。本文主要针对高速公路软土地基施工技术进行了分析与探讨。
[关键词]高速公路 软土地基 施工技术
中图分类号：TU471.8 文献标识码：TU 文章编号：1009―914X（2013）34―0152―01
随着科学技术的日新月异，结构物的荷载日益增大；对变形要求也越来越严，因而原来一般可被评价为良好的地基，也可能在特定条件下非进行地基处理不可。所以我们不仅要善于针对不同的地质条件、不同的结构物选定最合适的基础型式、尺寸和布置方案外，而且要善于选取最恰当的地基处理方法。
1.软土地基对路面工程的影响
1.1软土地基的不稳定特点致使路面容易产生硬化现象
由于软土地基具有不稳定的特点，所以，在与路面材料混合使用时容易产生硬化现象，混凝土和沥青是路面在施工时常用到的材料，路面硬化问题与这两种材料的配合比有很大的关系，如果配合比达不到要求，很容易使路面出现膨胀、沉陷等现象。
1.2软土地基的弱粘合性特点容易产生沉降现象
高速公路路基工程最常见的通病就是沉降问题，引起路面沉降的因素较多，施工时对施工工艺及操作等原因造成的问题未及时采取措施进行处理，致使工程施工质量降低。不少施工单位由于施工技术的限制，没能很好的掌握路基工程的压实度，使工程稳定性降低。在高速公路过渡段结构的安排上不够合理，主要还是以传统的搭板结构为主，这样往往会使一些车流量比较大的桥梁出现多方面的问题，而桥头的跳车现象常常会使桥头的搭板断裂。雨水常会侵蚀高速公路过渡段，在雨季较长的地区更加明显，使路堤的填土流失、减弱其强度，从而引起沉降。
1.3软土地基段落的路面常会遇到侵蚀现象。
路面结构层主要是由水泥、碎石等颗粒细料构成。这些材料不抗雨水冲击，往往在铺设以后引起侵蚀问题，破坏了材料紧密性。在雨季施工时这种侵蚀问题更加明显，铺设好的路面基层材料会因雨水的冲刷变得松散，对以后的路面稳定性产生了很大的影响。
2.路基填筑施工
2.1路基工程的基本性能
①稳定性：在软土地层路基开挖时，如果软土层承载能力不足，坡体失去支撑等均会使路堤下沉或者坍塌。在山坡路基，因大气降水、排水不良可能引起滑坡。一些常见的冰冻灾害，气温变化因素还可能引起路基收缩裂缝，使路面结构发生断裂。因而，在选线、勘测、设计和施工的过程中，必须采取相应的工程技术措施，确保路基的稳定性。
②承载能力：行驶中的车辆，通过车轮把荷载从路面传到路基，路面将承受车轮荷载引起的各种应力，如果路基路面的某一部分抗变性、强度以及刚度不足，将会导致路面断裂、路基沉陷。所以，路基应具备行车荷载相适应的承载能力。
③耐久性：随着车辆长期运行、大气变化等因素的影响，路面性能逐渐下降、材料老化、结构损坏。为确保路基路面的耐久性，一方面需要精心設计、选材以及施工；另一方面还需养路工人长期维护、保养。
④表面抗滑性能：在雨天行车，不可避免的紧急制动、突然起停、爬坡等容易造成打滑，发生一系列交通事故。因此，必须要采用耐磨、表面粗超、坚硬的材料来进行工艺实施。
2.2对路堤地基处理
①软土地基处理：如果在小范围内发现软土，可以部分或者全部挖除，换填成粗粒料或强度较高的粘性土；如果是浅层软土，采用石灰和水泥做成拌和剂，用人工或者机械作业的方式，将它参入到表层并进行摊铺、碾压等处理，形成一个硬壳层。
②黄土地基处理：对于湿陷性黄土地基而言，主要采取以防水为主，地基处理为辅，在十分必要的前提下，采用多种措施综合运用的技术路线。当黄土地基湿陷时，主要措施是防水，应当设置完善的防、排水系统。
③液化沙土地基处理：当地基为液化而且中间还夹杂薄层软土时，通常采用沙砾垫层，在加铺土料进行预压处理；当地基为软粘土、杂填土等，路堤基底采用全幅强夯并且加碎石垫层。
④膨胀土地基处理：根据土的胀缩等级、施工工艺以及材料进行综合考虑。常用的方法主要有换土垫层、砂石垫层以及桩基础等。在设计路基高度时，膨胀土路堤一般不宜过高，通常情况是控制在3m以内，当高度大于3m时，在施工设计过程中必须考虑沉降稳定问题。
⑤多年冻土地基处理：对于多年冻土，存在冰锥、地下水、冰丘以及冻土沼泽等不良因素，因此，对路堤采取保护是关键，在多年冻土的设计方法主要是铺设基底隔温层，设置相应的保温护道。
2.3路基填料
为满足路基填筑要求，在施工前，应该对路基填筑土进行试验，一般有检测密度、水量、相对密度试验，检测土的强度试验，分析颗粒大小试验，检验液塑限、塑性指数试验和土的重型击实试验以及检验土的有机质含量试验等。在填筑工程中，填料一般选亚砂土、砾土、砂砾土等，一般不选择含水量过大、淤积、易腐蚀物质以及沼泽土。
2.4路基压实
①石方及土石混填路堤压实：对于这种类型的路基，应控制好石料的松铺厚薄程度和石料的最大粒径。压实方法主要是利用推土机推出一个相对平整的面，然后用小石料将石孔隙铺平，压路机在碾压过程中，一边用石屑对孔隙进行填补，一边用重轮压碾，直到石料不松动，表面相对均匀平整为止。
②黄土路基压实：当黄土含水量过少时，在碾压过程时，应先均匀加水，再进行碾压工作。当黄土含水量过多时，可加入适量的石灰或者翻松晾干，降低水分含量。对有的大块土料不容易粉碎时，根据要求，设计相应的碾压措施。
3.路基排水
路基的排水分为地面排水和地下排水。
3.1地面排水设计
①边沟：边沟紧靠路基，排水量不大，不宜过长，尽量让沟内水流就近排放到自然水沟或低洼地带中，如果特殊需要，还可以设置涵洞。通常情况下，不允许排水沟渠的水流入边沟内。边沟的横断面主要有梯形、三角形、矩形等，在设计过程中，通常采用的是梯形。梯形边沟内侧坡度在1：10～1：1.5之间，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度保持一致。梯形边坡的底宽与深度约为0.4～0.6m。
②截水沟：截水沟的位置与绝大多数地面水流方向垂直，目的在于提高截水能力和缩短沟的距离。它的横截面也是梯形结构，沟的边坡坡度一般为1：1.0～1：1.5，因岩质条件的不同选择坡度也不同。
③排水沟：排水沟的位置离路基应尽可能远些，距路基坡脚应大于2m。对于用在边沟、截水沟的排水沟，横断面尺寸是根据流量大小来设计的，底宽与深度应大于0.5m，土沟的边坡坡度在1：1～1：1.5之间选择。
④跌水与急流槽：它们是路基地面排水渠的特殊形式，沟底纵坡可达45°。
3.2地下排水
路基地下排水设备主要有盲沟、渗沟和渗井等。
①盲沟：简易的盲沟，其自身排水能力小，不宜过长，出水口地面标高通常高出沟外最高水位20?，目的是防止水流倒渗。②渗沟：在公路路基中，浅埋的渗沟约在2～3m以内，深埋时可达6m以上。③渗井：渗井的平面布置，以及孔径与渗水量，都是根据水力来定的，一般是直径为1.0～1.5m的圆柱形，也可以采用边长为1.0～1.5m的方形。
4.路基的防护
4.1坡面防护
①植物防护：对边坡比较平缓或坡高不大的土质坡面，通常采用植物防护，主要有种草、铺草皮和植树等，这样既绿化了路容，也对边坡的固结和稳定起到很好的作用。②工程防护：采用沙石、水泥、石灰等矿物质材料进行坡面防护。
4.2地基加固
①换填土层：把地基下面的湿软土层挖去，换成强度较大的砂、碎石、灰土等，并且予以压实。②排水固结：对于软弱地基以及天然沉积层如沼泽土、淤泥等，在饱和软土作用下，进行排水固结，提高了路基的抗剪度。
参考文献
[1]JTJ017―96，公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].
[2]中华人民共和国交通部.塑料排水板施工堆积[M].北京：人民交通出版社，1996.
[关键词]高速公路 软土地基 施工技术
中图分类号：TU471.8 文献标识码：TU 文章编号：1009―914X（2013）34―0152―01
随着科学技术的日新月异，结构物的荷载日益增大；对变形要求也越来越严，因而原来一般可被评价为良好的地基，也可能在特定条件下非进行地基处理不可。所以我们不仅要善于针对不同的地质条件、不同的结构物选定最合适的基础型式、尺寸和布置方案外，而且要善于选取最恰当的地基处理方法。
1.软土地基对路面工程的影响
1.1软土地基的不稳定特点致使路面容易产生硬化现象
由于软土地基具有不稳定的特点，所以，在与路面材料混合使用时容易产生硬化现象，混凝土和沥青是路面在施工时常用到的材料，路面硬化问题与这两种材料的配合比有很大的关系，如果配合比达不到要求，很容易使路面出现膨胀、沉陷等现象。
1.2软土地基的弱粘合性特点容易产生沉降现象
高速公路路基工程最常见的通病就是沉降问题，引起路面沉降的因素较多，施工时对施工工艺及操作等原因造成的问题未及时采取措施进行处理，致使工程施工质量降低。不少施工单位由于施工技术的限制，没能很好的掌握路基工程的压实度，使工程稳定性降低。在高速公路过渡段结构的安排上不够合理，主要还是以传统的搭板结构为主，这样往往会使一些车流量比较大的桥梁出现多方面的问题，而桥头的跳车现象常常会使桥头的搭板断裂。雨水常会侵蚀高速公路过渡段，在雨季较长的地区更加明显，使路堤的填土流失、减弱其强度，从而引起沉降。
1.3软土地基段落的路面常会遇到侵蚀现象。
路面结构层主要是由水泥、碎石等颗粒细料构成。这些材料不抗雨水冲击，往往在铺设以后引起侵蚀问题，破坏了材料紧密性。在雨季施工时这种侵蚀问题更加明显，铺设好的路面基层材料会因雨水的冲刷变得松散，对以后的路面稳定性产生了很大的影响。
2.路基填筑施工
2.1路基工程的基本性能
①稳定性：在软土地层路基开挖时，如果软土层承载能力不足，坡体失去支撑等均会使路堤下沉或者坍塌。在山坡路基，因大气降水、排水不良可能引起滑坡。一些常见的冰冻灾害，气温变化因素还可能引起路基收缩裂缝，使路面结构发生断裂。因而，在选线、勘测、设计和施工的过程中，必须采取相应的工程技术措施，确保路基的稳定性。
②承载能力：行驶中的车辆，通过车轮把荷载从路面传到路基，路面将承受车轮荷载引起的各种应力，如果路基路面的某一部分抗变性、强度以及刚度不足，将会导致路面断裂、路基沉陷。所以，路基应具备行车荷载相适应的承载能力。
③耐久性：随着车辆长期运行、大气变化等因素的影响，路面性能逐渐下降、材料老化、结构损坏。为确保路基路面的耐久性，一方面需要精心設计、选材以及施工；另一方面还需养路工人长期维护、保养。
④表面抗滑性能：在雨天行车，不可避免的紧急制动、突然起停、爬坡等容易造成打滑，发生一系列交通事故。因此，必须要采用耐磨、表面粗超、坚硬的材料来进行工艺实施。
2.2对路堤地基处理
①软土地基处理：如果在小范围内发现软土，可以部分或者全部挖除，换填成粗粒料或强度较高的粘性土；如果是浅层软土，采用石灰和水泥做成拌和剂，用人工或者机械作业的方式，将它参入到表层并进行摊铺、碾压等处理，形成一个硬壳层。
②黄土地基处理：对于湿陷性黄土地基而言，主要采取以防水为主，地基处理为辅，在十分必要的前提下，采用多种措施综合运用的技术路线。当黄土地基湿陷时，主要措施是防水，应当设置完善的防、排水系统。
③液化沙土地基处理：当地基为液化而且中间还夹杂薄层软土时，通常采用沙砾垫层，在加铺土料进行预压处理；当地基为软粘土、杂填土等，路堤基底采用全幅强夯并且加碎石垫层。
④膨胀土地基处理：根据土的胀缩等级、施工工艺以及材料进行综合考虑。常用的方法主要有换土垫层、砂石垫层以及桩基础等。在设计路基高度时，膨胀土路堤一般不宜过高，通常情况是控制在3m以内，当高度大于3m时，在施工设计过程中必须考虑沉降稳定问题。
⑤多年冻土地基处理：对于多年冻土，存在冰锥、地下水、冰丘以及冻土沼泽等不良因素，因此，对路堤采取保护是关键，在多年冻土的设计方法主要是铺设基底隔温层，设置相应的保温护道。
2.3路基填料
为满足路基填筑要求，在施工前，应该对路基填筑土进行试验，一般有检测密度、水量、相对密度试验，检测土的强度试验，分析颗粒大小试验，检验液塑限、塑性指数试验和土的重型击实试验以及检验土的有机质含量试验等。在填筑工程中，填料一般选亚砂土、砾土、砂砾土等，一般不选择含水量过大、淤积、易腐蚀物质以及沼泽土。
2.4路基压实
①石方及土石混填路堤压实：对于这种类型的路基，应控制好石料的松铺厚薄程度和石料的最大粒径。压实方法主要是利用推土机推出一个相对平整的面，然后用小石料将石孔隙铺平，压路机在碾压过程中，一边用石屑对孔隙进行填补，一边用重轮压碾，直到石料不松动，表面相对均匀平整为止。
②黄土路基压实：当黄土含水量过少时，在碾压过程时，应先均匀加水，再进行碾压工作。当黄土含水量过多时，可加入适量的石灰或者翻松晾干，降低水分含量。对有的大块土料不容易粉碎时，根据要求，设计相应的碾压措施。
3.路基排水
路基的排水分为地面排水和地下排水。
3.1地面排水设计
①边沟：边沟紧靠路基，排水量不大，不宜过长，尽量让沟内水流就近排放到自然水沟或低洼地带中，如果特殊需要，还可以设置涵洞。通常情况下，不允许排水沟渠的水流入边沟内。边沟的横断面主要有梯形、三角形、矩形等，在设计过程中，通常采用的是梯形。梯形边沟内侧坡度在1：10～1：1.5之间，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度保持一致。梯形边坡的底宽与深度约为0.4～0.6m。
②截水沟：截水沟的位置与绝大多数地面水流方向垂直，目的在于提高截水能力和缩短沟的距离。它的横截面也是梯形结构，沟的边坡坡度一般为1：1.0～1：1.5，因岩质条件的不同选择坡度也不同。
③排水沟：排水沟的位置离路基应尽可能远些，距路基坡脚应大于2m。对于用在边沟、截水沟的排水沟，横断面尺寸是根据流量大小来设计的，底宽与深度应大于0.5m，土沟的边坡坡度在1：1～1：1.5之间选择。
④跌水与急流槽：它们是路基地面排水渠的特殊形式，沟底纵坡可达45°。
3.2地下排水
路基地下排水设备主要有盲沟、渗沟和渗井等。
①盲沟：简易的盲沟，其自身排水能力小，不宜过长，出水口地面标高通常高出沟外最高水位20?，目的是防止水流倒渗。②渗沟：在公路路基中，浅埋的渗沟约在2～3m以内，深埋时可达6m以上。③渗井：渗井的平面布置，以及孔径与渗水量，都是根据水力来定的，一般是直径为1.0～1.5m的圆柱形，也可以采用边长为1.0～1.5m的方形。
4.路基的防护
4.1坡面防护
①植物防护：对边坡比较平缓或坡高不大的土质坡面，通常采用植物防护，主要有种草、铺草皮和植树等，这样既绿化了路容，也对边坡的固结和稳定起到很好的作用。②工程防护：采用沙石、水泥、石灰等矿物质材料进行坡面防护。
4.2地基加固
①换填土层：把地基下面的湿软土层挖去，换成强度较大的砂、碎石、灰土等，并且予以压实。②排水固结：对于软弱地基以及天然沉积层如沼泽土、淤泥等，在饱和软土作用下，进行排水固结，提高了路基的抗剪度。
参考文献
[1]JTJ017―96，公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].
[2]中华人民共和国交通部.塑料排水板施工堆积[M].北京：人民交通出版社，1996.