時間:2012年06月29日 分類:推薦論文 次數:
摘要:隨著我國經濟的不斷發展,高速公路建設大規模開展,由于高速公路對于工程質量要求相對較高,高速公施工軟基處理問題也受到越來越多的關注。軟土路基對于給高速公路施工危害較大,必須對其采取科學有效的處理措施。本文首先介紹了了軟土路基的特點,進而詳細論述了高速公路軟基的常見施工措施,可以為施工人員根據實際情況進行軟基施工處理提供合理的建議。
關鍵詞:高速公路;軟基處理;施工措施
0引言
路基的強度和穩定性是保證高速公路路面強度和穩定性的先決條件,因此,高速公路施工中必須采取適當措施保證路基施工質量。路基軟基土質松軟,含水量大,一般承載力較低,無法達到設計的要求,如不采取措施處理,會導致路基強度低、施工結束后沉降過大以及路基下沉等問題,導致路面唧漿,開裂或者塌陷,影響路面的使用功能。本文針對軟土路基不同的地質特點,詳細介紹了關于高速公路軟基的施工處理措施,對軟土路基處理技術進行初步的探討。
1高速公路軟基特點
軟土路基是路基中土的含水量高、孔隙比大、壓縮性高、透水性能交差以及抗剪強度低。軟土的成分復雜,含有大量的碳酸鹽以及蒸發鹽等化學成因物質和腐殖泥碎屑等生物成因物質。軟土一般是在流水環境中沉積而成,帶有粉砂顆粒并呈現明顯的層理,地區差異性較大。軟土路基主要有以下幾方面特點:
(1)軟土路基具有含水量較高、孔隙比較大的特點。因為軟土主要由粘土粒組和粉土粒組組成,并含少量的有機質,在不同地址環境下陳繼偉絮狀結構。軟土一般含水量35~80%,空隙比為1~2。具有明顯的流變性。在剪應力的作用下,軟土承受剪應力的作用產生緩慢的剪切變形,并可能導致抗剪強度的衰減,在固結沉降完成后,軟土還可能產生可觀的次固結沉降。
(2)軟土具有明顯的結構性,即當原狀軟土受到振動或擠壓以后,土體絮狀結構連接受到破壞,土的強度顯著降低,甚至呈流動態。軟土擾動后,隨著靜置時間的延長,其強度會逐步恢復。壓縮性高,透水性差。軟土的壓縮模量Es<4MPa,其壓縮性隨著液限的增大而增大。軟土滲透性小,一般豎向滲透系數在(10-6~10-8cm/s)之間,因此土層在自重或荷載作用下達到完全固結所需要的時間是很長的。
(3)抗剪強度很低。我國軟土天然不排水抗剪強度一般小于20kPa,有效內摩擦角20~350。在荷載的作用下,如果軟土路基能夠排水固結,軟土抗剪強度將產生顯著變化。軟土排水固結速度越快,則其強度改善效果越明顯。
目前我國正在修建的高速公路中很多區域路基為軟土路基,軟土層較厚,分布較廣,軟土路基的處理工作成為道路建設研究的重點。通常,軟土路基對高速公路的不利影響主要是由于軟土路基的抗剪強度不足,難以承受路面傳遞的荷載作用,在荷載作用下軟土路基會產生局部或者整體剪切破壞,從而產生路面路堤塌方、失穩,導致結構層的破壞。
2高速公路軟基處理施工措施
2.1高速公路施工軟基表層處理
(1)表層排水法。如果軟土路基含水量較大然而土質卻較好,可以采用表層排水法處理。在道路路基填筑前,在地表開挖溝槽,排除地表水以降低地基表層的含水量,為了使溝槽在施工中發揮盲溝作用,可以使用透水性良好的砂礫回填。水溝布設應全面考慮地形與土質情況,使排水暢通。水溝斷面尺寸一般取寬0.5m,深0.5m—1.0m.路堤填筑前,宜用砂礫回填成盲溝。溝槽的布置溝槽布置要考慮地形與土質,以便于排水暢通,造溝槽尺寸一般取寬0.5m,深0.5-1.0m。路堤填筑之前溝槽內用透水良好的砂礫回填成為盲溝,縱向盲溝沿道路縱向開挖,橫向盲溝間距按l0-15m 布置。若埋設孔管,必須使用過濾材料保護。
(2)鋪砂墊層法。對于軟土路基層厚較薄,而且含水量較高時,可以采用砂墊層法排水固結軟土路基,而且砂墊層會起到地下排水層的作用,以降低填土的內部水位改善施工機械的作業條件。砂墊層用砂一般采用中砂及粗砂,應該有較好的級配,且顆粒不均勻系數不大于5,含量不宜超過3%—5%。通常情況下,為了保證施工機械的通行,砂墊層一般結合表層排水以及敷墊材料使用,一般使用橫粗砂,當使用透水性較差的粉土時,必須進行妥善的處理。
(3)鋪墊材料法。在軟土路基表層鋪設一層或多層土工織物, 由于土工織物具有整體連續性好,抗拉強度較高,耐腐蝕以及施工便利的優點。鋪墊材料法減少路堤填筑后的路基不均勻沉降,同時可以提高路基承載能力。鋪墊材料一般采用編織土工布和土工格柵,將其鋪設于軟土路基表面,同時可以起到反濾、排水、隔離和補強的作用。
(4)添加劑法。軟土路基的表層為粘性土時,可以采用在表層粘性土內摻入添加劑,改善地基的壓縮性能和強度特性。使用較多的添加劑是生石灰,熟石灰和水泥。這類添加材料可以降低土壤含水量、產生的團聚效應,而且會隨著時間的推移會發生化學性固結,從而增強土體的穩定性。
2.2高速公路施工軟基深層處理
(1)豎向排水固結法。排水固結法適用于處理厚度較大的飽和軟土和沖填土地基,通過布置垂直排水井,并輔之以加壓系統,以改良地基排水條件,并采用加壓抽氣抽水滲電等措施,加速土基排水固結以及強度增長,從而達到提高土基承載力,降低沉降的目的。排水固結法一般有堆載預壓法,真空預壓以及電滲排水法。
(2)水泥攪拌樁加固法。水泥攪拌樁加固的基本原理是基于水泥加固土的物理化學反應過程,利用機械設備將水泥噴入待處理的道路軟土路基內,并不斷上下攪拌均勻,促使水泥與土發生水解水化反應并形成凝膠體,最終形成一種穩定的結構整體,從而提高了土體的整體強度,滿足路基使用承載力的要求水泥攪拌樁根據施工方法可以分為濕法和干法兩種。濕法攪拌樁是利用水泥作為固化劑,通過機械進行持續的深層攪拌,在路基深處將軟土和固化劑強力攪拌,形成有足夠的強度的復合地基。水泥攪拌樁加固分為漿噴法和粉噴法,當土質的天然含水量大于30%、塑性指數大于10時一般采取粉噴法,因為一般情況下相同的攪拌時間內粉噴法比漿噴法處理的軟基強度要高,但是漿噴法施工便利,容易控制施工質量。
水泥攪拌樁必須根據試驗確定的技術參數進行施工,施工應該控制鉆機下鉆深度、噴粉高程以及停灰面以確保攪拌樁有足夠的長度。在噴粉接樁時,需保證噴粉重疊長度大于lm。攪拌樁施工時。水泥的泵送過程必須連續,固化劑的用量誤差應控制在于1%之內。完成攪拌施工后,將鉆頭提離地面,開啟空壓機,清除管道及噴咀中的殘余粉體和附著泥土,然后樁機移向下一樁位。
(3)振密擠密法。通過擠密或振動使深層土迷失,砂樁是利用打樁機在松散的砂性土或人工填土中沖擊或振動成孔并灌填砂料后形成的樁體。在成樁過程中,由于以周圍砂性土產生了擠密作用,或同時產生了擠密或振密作用,從而提高了周圍土體的密度,改善了地基的承載性能和整體穩定性,減少了地基的沉降量,消除或部分消除濕陷性或液化性。擠密砂樁最初主要用于擠密砂土地基,隨著高效能專用機具的出現,又逐漸用于可液化粉土地基的加固。近年來,通過與預壓法聯合使用,在軟弱粘性土地基上取得了良好的效果,成為一種用途極為廣泛的地基處理方法。
結語
軟土路基對于高速公路建設的危害性較大,如果不采取合理的處理措施,容易使路基失穩,造成高速公路沉降量過大或產生不均勻沉降,影響高速公路的建設高速公路軟土路基的處理應根據不同軟土特點,在滿足其使用功能要求下,選擇最為合理的軟基處理方案。只有結合當地軟基處理材料,針對不同的軟基采用不同處理方法,才可以加快施工進度,保證高速公路工程施工質量。
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