李航(貴州路橋集團有限公司)
探討高速公路軟路基的施工處理措施
李航
(貴州路橋集團有限公司)
摘要:軟土路基是高速公路工程建設中經常遇到的問題,如果對這些軟土路基處理不到位,就會造成路面裂縫、塌陷和塌方等病害,從而給高速公路工程的穩定、安全造成嚴重威脅。立足高速公路工程實際,就如何做好軟土路基的處理進行如下探討。
關鍵詞:高速公路;軟土路基;處理措施
中圖分類號:U416. 1
文獻標識碼:C
文章編號:1008-3383(2015)04-0083-01
在軟土路基中,主要有淤泥質土、軟粘性土和淤泥三種土質。在高速公路修建過程中,因為我國幅員遼闊,軟土普遍存在于平原、盆地等區域,通常要不可避免地遇到軟土層。如果不能及時解決軟土路基結構松軟、抗壓力低、含水量大的問題,在大量的車載負荷作用下,就會對高速公路施工及交付后的使用帶來嚴重威脅,從而使軟土路基造成損害,這樣就容易出現路面裂縫、車轍、沉陷、橋頭跳車、斷裂等問題,才能改善軟土路基土質結構,增強其抗壓能力,降低路基中的含水量。
2.1砂墊層法
所謂砂墊層法就是將較淺層面的軟土等不良土層挖掉,然后用較為堅硬的材料回填,其中使用砂墊層回填是最為常用的做法。這種軟土路基處置辦法主要適用于處理軟濕性地表,而底層則通過排水來增加路基強度和硬度,以此防治路基發生不均勻沉降。對于軟土層不太厚的路基,將砂石撲在路基底部,增加路基的排水層,使滲水通過砂石墊層排出去。在選擇墊層的砂石材料時,必須選擇符合硬度、強度和滲水性較強的粗砂,其含泥量在15%以下,墊層厚度控制在0.6~1.0 m。將戮性土填放在砂墊層上面,以防止路基底層的水上透到上層。在路基兩側設置好排水溝,可以將路基中的水順利排出去,從而確保路基的強硬度和穩定性。
2.2換填法
一是開挖換填法。針對部分軟土,可以采用局部換填的方式,進行分層夯實處理。開挖深度一般在2 m以上。在開挖換填時,主要選擇砂卵石、灰土、工業廢渣局部清除影響公路路基穩定的軟土,用無侵蝕能力的低壓縮材料進行置換。采用分層夯土的方法,按照軟土的土層分布情況,進行局部換填。開挖換填深度不能低于2 m。開挖填法所用原料主要選擇灰土、砂卵石和工業廢渣等,要確保換填土料粒徑在15 mm以下。在實施換填之前,要對塊灰進行澆水處理使其粉化,并按照3∶7或2∶8的比例配置灰和土的。首先對路基底部進行碾壓,再進行分段換填,在夯實好新鋪灰土后,再進行下步工程。在選擇換填材料時,以比較堅硬的卵石或砂石為主,含泥量在3%以下。在換填前,要先均勻地拌和砂石,再進行換填,換填的厚度在15~20 cm之間,含水量要低于12%。在選擇工業廢渣或碎石作為換填材料時,其粒徑應該為5~60 mm之間,含泥量在5%以下。
二是拋石擠淤法。就是將石塊拋入軟土路基底部,使淤泥擠出來,以此增強軟土路基強度。采用這種軟土路基處置方法,簡單易行,效果明顯。此類軟土路基處置法主要適用于積水洼地的軟土路基。這樣的軟土路基淤泥厚度較大,難以排水,因此可以拋入30 cm以上的石塊毛。在進行軟土路基拋石擠淤處理時,必須堅持先中間后兩邊進行排擠,然后再借助壓路機的碾壓,將石塊壓實到位后,再將濾層鋪設好。
2.3復合式路基法
通過將構造物設置在土體結構中,使其與土體構成整體符合式地基,從而增強路基的承載能力。在復合式路基法中,主要可以分為以下三種。
一是碎石樁。首先,用碎石樁置換軟弱土體,以此增強路基的承載性能,提升其抗剪性和抗滑性。其次,通過碎石樁的擠壓作用,可以使土體的密度、抗滑性和抗剪能力明顯增強。第三,在擠壓作用下,可以加快土體排水速度,可以促使土體固結的速度明顯加快。碎石樁法主要適用于散粒類、黃土類和砂礫石路基。可以通過矩形或等邊三角形的方式來布置碎石樁。在施工時,必須全面摸清路基、土體的性質,要讓施工人員明白施工要領,能夠規范他們的施工行為。二是水泥攪拌樁。通過利用水泥固化功能,將水泥與路基中土體進行攪拌,與土體顆粒固化成復合式地基,從而明顯增強地基的承載能力。使用水泥攪拌樁,能夠處理深度超過10 m的軟土路基,比較適宜于滲透性差、含水量大、抗剪力差的軟土路基。三是CFG樁。它與水泥粉煤灰樁的材料不同,主要是采用水泥、碎石、石屑等,并通過一定的比例進行調配。這種處置方式主要適用于粉粘土、砂土、雜填土等軟土達到25 m深的路基。這種軟土路基處理方式所用的施工周期短,具有較高的承載能力,加固效果好,容易控制施工質量,但是所需的成本投入比較大。
2.4預壓法
一是真空預壓法。利用真空泵將軟基土體孔隙中的水分和空氣抽出來,從而使得土體的密實度增加,含水量下降,達到承載能力提升以及地基加固的目的。這種方法適用于地下水比較豐富、土體的滲透性比較差的軟土路基,同時采用堆載預壓方式比較困難,有較高的穩定性要求的軟土路基,這種方法比較適用。真空預壓法用到的是負壓力的特殊作用,省去了堆載的時間、人力、物力要求,土體承受均勻的受力狀態,路基的變形也就比較均勻,可以得到較大的沉降量。處理過后的路基,密實度較好,整體的抗剪強度、穩定性比較好。二是砂井預壓法。砂井預壓法通常也稱為袋裝砂井預壓法,這種形式的施工方法用透水性優良、較長的砂袋來裝砂,并用特殊的機械設備將砂袋打入到軟土路基中,從而形成一個人工的排水通道。同時,在路基上鋪設砂墊層,這樣就與砂袋組成一個整體性的排水通道,并輔以預壓的形式將土體中水分排出,實現排水固結目標。
綜上所述,高速公路軟路基是影響路基工程安全性、穩定性和使用壽命的重要因素,加強對軟土路基的處理是擺在我們面前的重要課題。在實際施工中,作為施工人員,要針對軟土路基的特點,有針對性地靈活選擇合適的軟土路基處理方式,還要綜合應用多種處理方法,這樣才能達到最好的處理效果。
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收稿日期:2015-02-08