《高速公路路基设计与软土地基处理》
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摘 要： 高速公路是社会上不可缺少的一部分公共基础设施,其建设水平不单单关系到经济社会的发展,更会关系到每一个人的出行安全.由于高速公路整个设计和施工阶段是非常复杂的,任何一个环节出现纰漏都会导致整个高速公路项目出现质量问题,进而容易引发重大的安全隐患.因此,要提高对高速公路路基设计以及地基处理的重视程度,采取一系列的手段措施来进一步提高高速公路的稳定性能,确保其建设质量水平可以满足既定的规范要求.
关键词： 高速公路;路基设计;软土地基;处理
【中图分类号】U416 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.37.113
引言：路基是整个高速公路非常重要的一部分,其建设的水平决定着整个高速公路的质量水平,而其中的软土地基的情况又是十分复杂,对高速公路建设有着至关重要的影响.基于这种情况,就要对软土地基进行处理,避免其自身的特性对高速公路的质量造成影响,通过采取针对性的软土地基处理措施,来提高高速公路路基的稳定性能,最大程度地确保高速公路的质量水平,为人们的出行创造有利条件,进而推动高速公路建设事业的高速发展.
1.路基设计
1、1 基本概念
黄土路基、软土路基和盐渍土路基是根据土层性质的不同而分成的三类路基,对路基的设计过程中主要会涉及到路堑设计、路堤设计和路基排水等内容.高速公路路基宽度是将路面宽度和路肩宽度加起来,而且还要以高速公路实际的交通量为依据赖进行设定.对于一些高等级的高速公路,可以适当地对路面进行加宽.路基设计中的高度设计是指高速公路开挖的路堑深度和填筑的路堤高度,路基高度主要分为边坡高度和中心高度.在分层压实路堤填土时,要保证密实度.开挖土质路堑时要与设计标高一致,在此过程中还要检验路基在天然状态下顶面工作区的密实度,要进一步达到一定的密实度还要在必要时分层挖开、夯实.
1、2 设计原则
路基设计是整个高速公路建设的一项基础性工作,需要按照相应的设计原则来进行设计,充分地确保在外部荷载压力的作用下高速公路路基可以保持稳定.而且,在经过长时间的外部压力之后,高速公路的路基出现一定程度的形变,对于形变的问题是不可避免的,但是要将形变的程度控制在一定的范围内,不然会对高速公路产生非常不良的影响.在对高速公路路基设计的过程中,要以实用性和安全性的原则为根本依据,而且还要根据高速公路的实际情况来进行充分的调研,这是因为不同高速公路之间存在较大的差异,车流量、荷载量等内容都是不尽相同的,相应的对高速公路路基稳定性的要求也就要发生改变.
2.软土地基特点
软土地基在公路工程项目施工中是非常常见的,由于其自身的强度较弱,会导致压缩性比较强,并且含有的有机物质也比较多,综合来看,软土地基有以下的特点：第一,软土地基的高压水性,由于软土中的缝隙比较大,所以其含水量会大大提高,并且其中会存在一些微生物,这些原因都导致了软土地基的压缩性比较强,稳定性比较弱.第二,软土地基的透水性是非常低的,处于水平位置的软土地基一般是不能够透水的,这就导致了排水固结工作难度大大提高,而且由于高水压的作用,在巨大的承载压力下,软土地基的强度也会逐渐被削弱.第三,软土地基主要是絮凝状沉积物,一旦经受外力损伤,就会导致土体的结构遭到破坏,相应的强度就会大大减弱,或者会出现土体稀释的情况.这就是软土地基的触变性,在承受到巨大压力之后,会非常容易出现侧向移动、沉降等现象.由于软土地基自身的特点,决定了对其进行技术处理的必要性,不然会对整个公路工程项目造成巨大的损害.
3.高速公路工程软土地基施工处理技术
3、1 冻结处理法
冻结处理法是利用软土路基中含水量较大的特点,通过物理的手段人工提高软土路基的承载能力.在实际施工当中,通常是以氮和二氧化碳膨胀的原理为基础进行操作,主要手段为应用大量的冷冻剂.这一方法具有操作简单、处理效果好的优势,但也由于其对于化学原料的应用导致工程造价较高.应用此方法时,应先对软土路段使用压路机进行碾压,当检测符合施工标准后再进行冷冻机和配套设备的应用.因此,在选择这一处理方法时,应结合当地的具体地质指标和工程质量要求进行选择.对于本身软土稳定性尚可、工程质量要求较为一般的地区可以综合工程总体造价情况,酌情使用其他处理手段.但是由于高速公路对质量要求高,所以本技术在实际建设中也取得了较为广泛的应用.
3、2 碎石桩加固技术
针对于软弱黏土区域或素填土地基的施工,常常会应用碎石桩加固技术.这项技术在操作过程中需要提前在地基上选定好孔位,通过振动设备对其进行振动或冲击,从而能够在土层中形成一定深度的孔洞.值得强调的是,利用水压对其进行打孔时,要保证孔的底部结构不会因此破坏,一旦发现孔的深度过高时,应该立即停止操作.在对孔进行清理的过程中,通过循环来减低泥浆中的泥沙含量,然后在里面填充砂石,再对其进行振捣,使砂石间的间隙变小并使碎石向周围的黏土挤压,从而最大程度地提高其紧密性,这样才能够让碎石桩的强度更高.通过进行碎石桩加固技术能够让软土地基具备较高的抗压能力,且抗沉降性能较好.在应用碎石桩加固技术的过程中,还可以在碎石中加入水泥和煤灰等物质,这樣可以提高其使用性能.碎石桩技术经过发展已经较为成熟,而且成本较低、施工简便,土层中的含水量高低对其影响不大,因此,这一技术在公路工程施工过程中得到了广泛的应用.
3、3 换填处理法
换填法软土地基处理技术应用起来比较简单,在软土地基表层铺设砂砾层,并开展夯实施工,使得软土地基稳固性得到更好增强,同时也能够提高软土地基的承载能力.不同公路工程软土地基的情况不尽相同,相应的处理方式也要有所改变,要充分地根据施工方案内容,采用质量过硬的换填施工材料,可以采用大颗粒砂砾石较多的施工材料.对路基沟槽进行施工时,可以在路基沟槽内部加入适量砂砾石,如果路基沟槽内部存在大量积水,则需要立即将积水彻底地清理干净,只有将杂物全部清理之后,方可填充砂砾石材料.公路地基处理人员在填筑砂砾石时,需要对铺设完毕的砂砾石采取分层夯实方法进行处理,并严格控制好砂砾石含水率,如果砂砾石的含水量过大,会影响铺设完毕砂砾石夯实效果.
3.4 高压喷射注浆法
高压喷射注浆法是通过利用高压钻孔机对软土地基进行钻孔,然后把带有喷嘴的注浆管插入土层预定处,不断向外部喷射水泥浆.这一技术针对含水量较大、强度较低的软土会有比较明显的作用.通过高压喷射注浆法,能够大幅度地减少软土地基中的含水量,避免软土地基由于承载能力不高导致的地基变形的情况发生,从而对软土地基起到加固的作用.但是这一技术在应用过程中也要注意一些问题,针对于含水量比较低的软土地基,高压喷射注浆法起不到很好的效果,这就要求在施工过程中要针对不同的地质情况针对性地选择合适的技术进行施工处理.
3、5 表面排水施工技术
表面排水施工技术是将添加剂等物质添入施工表层的黏性土当中,通过这种操作可以最大程度地提高软土地基的稳固能力.通过表面排水技术,也会改善和优化软土地基强度弱和压缩性强的问题.针对于含水量较大,并且土层比较薄的软土地基,可以充分地应用砂垫层,从而降低水位,为后续的施工创造有利条件.倘若在施工过程中软土地基发生不均匀沉降,那就要强化对于地基表层的强度问题以及宽度问题的重视程度,对软土地基宽度以及强度进行严谨的数据分析,选择科学合理的铺垫材料,最大程度地保证软土地基的稳固性能.
3、6 高强度夯实法
就当下的高速公路工程而言,针对于不能够很好抗压的软土地基来说,可以使用高强度夯实法.在原来的高速公路的施工过程中,施工人员使用的施压方法强度比较低,这样是不能够提高软土地基的抗压能力的,不能够对软土地基起到很好的巩固效果.所以,在这种情况下,高强度夯实技术应运而生,能够很好的解决软土地基抗压性不强的问题.然而高强度夯实法也存在一定的问题,由于夯实的强度比较高的原因,会导致施工要耗费很长的时间,所以,为了能够更好地发挥出高强度夯实法的技术优势,要在开始进行施工之前,要对施工的设备进行严格的检查,充分地确保施工设备可以高效运行,从而提高软土地基的施工效果.
结束语：综上所述,软土地基的技术处理是高速公路工程项目施工中的重中之重,而且操作起来也有一定的困难程度.所以,要对软土地基自身的特点进行深入的分析,充分地了解软土地基存在的不足,然后采取相应的措施来对这些问题进行弥补,最大程度地确保道路桥梁工程项目的质量安全,为人们的出行活动创造一个好的条件,推动道路桥梁工程建设的良性发展.
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软土地基引用文献:
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[3] 软土地基和市政工程大学毕业论文范文 软土地基和市政工程类论文范文数据库2万字
