随着高速公路建设规模逐渐扩大,建设里程逐年增加,对高速公路建设水平提出了新的要求。在高速公路路基施工中,常发现局部路基含水量较高、承载力较差,呈软土性状。
1软土路基施工特点
根据对高速公路路基工程施工经验可知,软土路基具有较低的承载能力,且含水量较高。软土路基在上部的持续负荷下,路基可能会变形。在实际工程施工中,如果对软土路基没有采取有效的软基加固措施,软土路基在负荷作用下,软土流动,给高速公路路基的稳定性带来危险,降低了路基的耐久性。
1.1道路和桥梁工程建设在露天开放
道路基础工程受工程环境影响较大,同时在桥梁工程施工区域内,可能设计为市政管理、交通设施等,与社会各部门沟通多,干扰多,工程变化多
1.2路桥路基施工复杂
在市政路桥施工过程,除路基施工外(路床)本身,还涉及到较多的分部分项工程,它还包括到土石运输、沿线管涵、路肩、斜坡、排水线、挡土墙等施工。
1.3公路桥梁的施工以机械为主
在市政路桥路基施工中,多采用大型机械进行路基施工,人工工作协助。在人工配合的情况下,施工作业必须由专人进行指挥,并采用分段或平行作业的方法进行路基施工。
2软土路基处理技术
2.1更换填充法
更换填充工程主要是将弱基础全部挖出或部分挖出,用透水性好的土质填充、压实。该方法主要应用于软土路基较浅的区域。换填法施工主要以机械施工为主,以人工为辅。根据对软土路基施工经验可知,采用换填施工方法多应用在软土路基不大于3m的深度范围内。采用换填的材料主要是二灰土、碎石、砂砾等,上述这些材料具有较高的稳定性,且在置换后对周围的土质无影响。在填充工程中,由于涉及挖掘方和填充、压力实施工程,需要使用大型机械设备和许多施工人员,需要考虑挖掘方的位置,以免破坏周围的土质。软土填充后,需要测试填充、压实施工后的路基承载能力,确保软土路基处理质量符合高速公路路基施工要求,避免后期路基不均匀沉降。
2.2排水固定法
排水固定法,主要利用人工配置的排水设施,收集、排出软土路基中的孔隙水,降低软土路基中的孔隙水,提高软土路基的密度,提高软土路基土质的承载能力,实现路基的稳定性排水固结法主要应用在粘土性质和淤泥质的软土路基中。
2.2.1真空预压法真空预压法,该方法主要应用真空泵的负压原理,提取软土基中孔隙中的空气和水分,降低软土基中的水分,提高软土基的密度,实现软土基的加固效果。研究表明,该方法主要应用于地下水多、土体渗透能力差的地区,对路基承载能力要求高的路基段。真空预压法采用真空泵抽水,减少装载工作量,路基处理效果好,对周围环境破坏小。但是,用这种方法加固处理成本很高。
2.3密实法
2.3.1强夯法强夯法主要利用吊装机械、重锤夯实软土路基。在对软土路基进行强夯施工时,利用起重设备将重锤吊到设计高度后,重锤自由落在软土路基上,重锤自由落在软土路基上的能力作用是软土路基,软土路基在冲击力的作用下,排出内部的水分,提高软土路基土质的密实度,提高土质的固定度同时,为了确保软土路基改良加固的效果,在采用强夯法时,需要检查土质特性,选择适当的下落高度和重锤,最大限度地实现软土路基的加固改良。强夯法处理软土路基主要应用在饱和程度较低的粉质粘土中,且处理深度不宜过大,一般在6m~8m为宜。该方法施工难度较小,适用范围广,采用的设备相对较简单。且采用该方法施工速度较快,可在短时间内实现对路基的加固效果。但是,这种方法不适用于周围有建筑物的软土区域。
2.3.2抛石挤压法抛石挤压施工方法是液性指数高的软土路基,为了提高该类软土路基的承载能力,其中抛石,通过外力的作用,挤出淤泥中的一部分水分,实现了路基的稳定性。该类软土路基处理方法与其他处理方法有一定差异,抛石挤压方法主要替换淤泥。研究表明,抛石挤压方法施工的重点是控制抛石的速度,抛石的速度快,路基上的淤泥少。同时,在山区建设高速公路的局部区域为软土路基时,可以采用这种方式,石材可以当场采访,不仅可以提高路基的稳定性,还可以降低材料的运输成本,保障工程施工进度。
2.4复合基础法
复合基础处理法的原理是在软土路基的土体内增加人工碎石桩和水泥搅拌桩构成人工基础,基础中的应力按材料模量重新分布,大部分负荷由桩体承担,桩之间的土应力相应减小,但土体与桩体共同负荷。该方法施工技术成熟,是处理深软土路基的常用方法,可大幅缩短固定时间,处理后路基强度大,工后沉降小,但施工期长,工程直接投资大。2.4.1水泥搅拌桩复合基础法多采用水泥搅拌桩,主要利用水泥和弱基础均匀搅拌,固化弱基础。通过水泥砂浆与弱路基土体的均匀搅拌,水泥硬化后,将土体粒子固化为具有一定强度、稳定性的整体,与天然地基形成复合地基,在一定程度上提高路基的承载能力。2.4.2工程CFG桩在市道桥工程路基施工中采用CFG桩施工技术,可有效提高路基承载能力。主要利用粉煤灰、碎石、水泥、石屑等混合物,搅拌均匀形成的具有高强度、高粘度的工程用桩。相对于传统的碎石桩,CFG桩具有较高的承载能力,能有效提高市政路桥路基的稳定性,减少不均匀沉降量。在CFG桩施工中,首先需要根据实际工程地质的基本情况、外部环境等因素选择合适的添加剂和固化剂,添加剂的品种如硫酸钠、石膏、木质素磺酸钙、氯化钠等,根据施工要求,可以添加一定剂量的粉煤灰水泥选择325以上的硅酸盐水泥
3结语
综上所述,在高速公路施工建设过程中,要加强对软土路基加固改良施工的重视,优化选择合适的加固改良方案,减少土质中的含水量,提高路基的密实性,提高路基的承载能力,提高路基的稳定性,实现高速公路的可持续发展。
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