張樹全
(青島魯建路橋工程有限公司,山東 青島266100)
軟弱土層在我國分布較為廣泛。軟土屬多孔飽和介質,整體力學特性較差,含水率高、滲透性差、強度低、易受擾動。若不經有效處理會出現大幅度沉降,且沉降周期較長,嚴重者會影響高速公路運營安全。因此,必須關注高速公路軟路基的施工處理工作,采取有效措施,減少軟土路基給道路帶來的危害,確保高速公路能夠充分發揮自身作用,為區域經濟和社會發展奠定堅實基礎。
高速公路對區域經濟和社會發展的影響非常顯著,是區域交流的重要環節。針對高速公路工程中存在的軟路基進行有效處理,結合高速公路路徑設計、規劃,能夠大大改善高速公路建設成效,解決現場施工過程中發現的軟土路基問題。隨著高速公路工程建設規模的不斷擴大,軟土路基已是其建設期間需要關注和解決的重要問題之一,高速公路需要承載較大載荷,若在運營過程中出現下沉、塌方等問題,會對車輛、行人造成嚴重的安全威脅,還會對區域經濟和社會發展造成不利影響,所以,必須針對高速公路軟土路基采取有效措施來進行處理。常見的幾類軟路基施工處理措施如下【1】。
換填施工技術是高速公路軟土路基處理效果較好的方式。現場施工人員將軟土土層清理干凈,使用碎石、砂土等高強度材料進行替換,改善和提升軟土路基整體硬度。在使用材料替換完成后,要使用相應設備對路基進行夯實、碾壓、震動,通過對軟土路基施加頻繁、均勻的壓力來改善軟土路基整體密度。換填施工技術能夠分散路基附加應力作用,通過制作復合型的高速公路路基來改善路基強度、硬度。實施換填施工過程中,施工人員要對路基軟土層進行深入研究,若軟土層所需要承受的重力較小,則可以省略一些煩瑣的工序,將碎石等加固材料以較為簡單的程序填入軟土層當中,便可以在保證軟土地基具備足夠強度的前提下,減少施工經濟成本。
采用排水固結施工技術處理高速公路軟土路基,能夠使軟土層保持干燥,減少軟土中所含水分的影響,避免土層出現軟化,并縮小土層顆粒間隙,確保路基整體的穩定性。在使用排水固結方法時,首先要關注排水系統的設置,其次要合理選擇排水加壓設備。應用排水固結施工技術,對高速公路原自然地面施加壓力,將軟土層中所含的水分、雜質等排出,確保軟土路基能夠持久耐用【2】。
排水固結法能解決軟黏土地基的沉降問題。可使地基的沉降在預壓期間基本完成或大部分完成,保證建筑物在使用期間不會產生過大的沉降和沉降差。同時,還可增加地基的抗剪強度,提高地基的承載力和穩定性。要根據現場實際情況、地質資料和設計要求,選取合適的處理方式。砂墊層砂料宜采用中粗砂,一般厚度為30~50cm。也可加設碎石盲溝,以連接砂井,引出砂井中的滲流水。一般在排水系統中設計砂井,或選擇塑料排水板進行排水。將鋼套管通過打樁機的打壓進入軟土路基當中,或將水資源以較大的注水壓力注入路基當中,使路基形成一個符合設計規劃的孔洞,選取合適的中粗砂作為施工原材料,均勻地將砂子注入孔洞中,使公路軟土路基當中形成較為堅硬的砂柱,便于公路軟土路基進行自動排水。目前,我國很多公路軟土路基的施工使用砂袋作為填充砂土的裝置,這在很大程度上減少了施工團隊的資金成本,避免了施工原材料的浪費,并且使施工更加簡單,便于監管和保證質量。使用砂袋進行砂土填充,可以使砂柱不會因外部環境的改變而出現變形,也不會由于長期的使用而使排水性能降低;因便于操作、施工速度快、適用范圍廣、造價低,現在越來越多項目使用塑料排水板作為豎向排水系統的組成材料,以便軟土層中的水分可以通過塑料排水板盡快滲出,使排水系統可以長期運行。預壓荷載多采用堆載加壓和真空加壓,真空加壓是在砂墊層的表面使用塑料薄膜進行覆蓋,覆蓋必須保證密封性良好,并且合理地利用抽氣泵等裝置將塑料材質排水通道中的空氣盡可能排空,使排水管道受到良好的保護,最后利用大氣壓徹底處理軟土路基當中的水分,切實保證軟土路基的持久耐用。施工過程中要進行觀測及檢驗,并做好記錄。
深層攪拌施工技術應用時,將加固材料注入到高速公路軟土路基當中,達到提升軟路基硬度目的。采用深層攪拌施工技術時,需要選擇性能滿足要求的設備,然后根據設計要求及現場施工要求對材料進行處理,然后將其壓入軟土層當中,材料在土層中進行滲透,均勻分布到各個不同區域,經固化后能夠有效提升軟土路基硬度。
深層攪拌施工技術應用過程中會降低軟土路基土層的滲透性能,實際施工過程中要結合現場情況選擇攪拌材料,降低材料問題造成的不利影響。其中,水泥漿是較為理想的材料,在使用過程中固化效率較高。使用設備進行攪拌時,現場施工人員要關注水泥漿是否達到要求的深度,然后才能進行有效攪拌,確保軟土路基土層能夠真正發揮承重、抗震的效果。深層攪拌施工可以在軟土路基附近,也可以在其他區域進行,只要確保固化材料攪拌完成后能夠均勻進入軟土路基底部,有效提升軟土路基硬度,并有效凝固即可。在進行注漿施工前,需要先進行路基勘察、鉆孔,為噴射設備提供有效入口,然后使用高壓噴射裝置將水泥漿注入軟土路基土層當中,確保水泥漿能夠與軟土層在高壓作用下充分融合,現場施工人員可以對噴射壓力進行調節,確保水泥漿與軟土土層進行有效融合,提升混合物的凝固程度,改善高速公路軟路基硬度【3】。
置換施工技術的應用能夠有效改善高速公路軟路基施工問題。針對軟土路基組成成分進行處理,有效提升路基整體硬度,大大降低路基因外部環境因素造成的不利影響。
當前,主要使用碎石進行置換,將碎石作為主要施工材料,施工高壓將碎石注入到基礎當中形成樁柱,其抗壓性能較高、經濟性好,受自然條件影響較少。粉噴樁施工技術也是較為常見的軟路基處理方式,在具體施工過程中,根據設計要求將水泥、生石灰進行處理,然后注入到軟土路基當中,改善路基整體硬度。針對所配置的材料,要根據現場施工標準及設計要求加入足夠的固化劑,以便改善生石灰、水泥混合物的融合性、形態及最終硬度,確保混合材料能夠有效改善軟土路基強度。但在具體置換施工過程中,需要根據軟土路基處理深度要求來選擇有效的技術,合理配置相應材料比例,確保軟土路基強度能夠滿足高速公路工程建設要求【4】。
高速公路建設中需要采取有效措施解決軟土路基問題。在實際施工過程中,需要根據施工區域水文、地質、土壤、地勢等情況確定相應的處理措施,確保路基排水、碾壓施工有效開展,嚴格依照標準規范開展施工,積極探索成效更好、技術更先進的高速公路軟路基施工處理技術方法。