徐永貴
山西遠方路橋(集團)有限公司 山西大同 037006
隨著我國高速公路建設的不斷發(fā)展,越來越多的精品高速公路工程在不斷涌現,我國高速公路的通車里程在逐漸增加,高速公路的軟土路基施工工程也隨之不斷增長。軟土路基的成分較為復雜,其結構主要以淤泥以及黏土顆粒為主,并且彼此間的縫隙較大,其特點是含水量大、容易流變以及壓縮性高等。因此其穩(wěn)定性以及承載能力均達不到高速公路的施工規(guī)范要求。為此,在具體的高速公路施工中,應采取科學、合理的施工技術來對軟土路基進行加固,以確保軟土路基的穩(wěn)定性,避免軟土路基對高速公路的質量帶來的諸多不利影響。應通過科學、先進、有效的施工技術來改善軟土路基的施工環(huán)境與結構特性,進而夯實軟土路基,提高高速公路的整體施工質量。
軟土路基指的是一種需要進行特定的設計和處理的特殊路基,軟土路基在江河沿岸、盆地、洼地等地方較為常見。軟土往往含有大量的水分,水分的滲透性很差,并且有著很低的強度,也極容易被壓縮。正是由于軟土的這些特點,才導致我國公路工程進行軟土路基施工時需要進行特定的設計,采取特殊的技術進行施工,確保建成的軟土路基有著極高的穩(wěn)定性,不會在通車后出現地基塌陷等問題。我國的公路行業(yè)對軟土路基的定義是強度低、可壓縮程度大的土層。大多數軟土路基含有大量的有機物質,這和軟土的成因有關,第四紀后期的地表水形成了大量的沉淀物質,這些沉淀物質大多分布在江河沿岸、海岸,這些地方的地表往往非常潮濕,常年有積水,這種潮濕的環(huán)境和大量的積水又滋生了大量的喜水植物,喜水植物死亡后沉淀在泥土中,經過長時間的堆積,最終使得這片泥土成為了含有大量有機物質的軟土。軟土路基有著非常差的吸水性,車輛行駛在高速公路上會對軟土路基施加壓力,軟土路基中的水分會在壓力不斷地作用下排出,使得土壤的縫隙擴大,最終使得軟土路基的穩(wěn)定性變差,容易在壓力的不斷作用下出現變形、塌陷[1]。因此,在進行軟土路基施工時首先需要對軟土的物理學性質進行研究,比如對路基的埋層深度、使用材料、公路等級等進行分析研究,然后針對軟土的物理學性質采用超載預壓、換土、埋碎石樁等措施來修建軟土路基,最終確保建成的軟土路基有著極高的抗壓縮性、穩(wěn)定性,能夠承載大量的車輛。
地基土層構成較為復雜,根據具體的土層構成確定最佳的處理技術。地基土層厚,但軟土層較淺,應用高壓噴射注漿技術最為有效;地基土層薄且軟土層較淺,應用表層處理技術最為合理;地基層較厚,同時不存在砂層,可以借助固結處理方式進行處理,其處理強度一般不能很快達到預期目的,可以和垂直排水法結合使用。在地基處理的過程中,土壤性質和地基處理技術具有一定的“不兼容性”,所以,土壤性質對地基處理效果的影響較為明顯,為了保證地基處理效果,根據地基的實際構成確定最為合理的處理技術。
不同的道路性質對軟土地基處理水平也有著不同的影響,比如,在等級較高的高速公路施工中,在地基處理過程中應該應用沉降效果更好的處理技術,對于公路路堤較寬的道路施工,在處理路基的過程中,需要格外注意局部的損壞情況。以不同的地基處理方式對道路地基進行處理,應時刻注意防止土壓不均造成側向移位,繼而影響公路的使用安全[2]。
不同的工程項目,其施工條件也有所不同,因為施工地質條件不同,最終使用的地基處理技術也不相同,在確定地基處理技術時,應充分考慮項目工程的工期因素、機械設備以及施工材料,根據工程項目的實際情況,確定最佳施工方案。
軟土路基表層處理施工技術是一種常用的施工技術,主要是通過排走地表的水和在地表鋪設材料等措施加強地表的強度。在處理地表水含量豐富的軟土路基時可以利用這一施工技術,具體操作是先通過挖掘溝槽來將軟土路基的地表水排走,之后填入透水性好的材料。此外。針對土質是黏性土的軟土路基,可以對表層添加水泥和生石灰等吸水性好的材料,吸收掉表層的水分,從而達到加強軟土路基地表強度的效果。
靜水排水固結法其實就是逐漸提高地基強度的過程,在建筑物建設之前,為了達到孔隙水有效排出以及地基沉降的效果,對施工場地進行加載預壓,或在地基中設置豎向排水體,根據建筑物自身的重量逐級進行加載。靜力排水固結法的應用可以控制道路投入使用后不會產生不利沉降,另外,該方法的應用不僅可以增加地基的抗剪強度,同時可以顯著提高道路路基的穩(wěn)定性。在排水固結法應用的過程中,排水系統(tǒng)有兩種,分別是豎向排水體和水平排水體,主要作用是改變地基排水邊界條件,有效排出孔隙水。
高壓噴射注漿技術應用面非常廣,適用于各種土質的軟土路基施工。在軟土路基施工過程中應用高壓噴射注漿技術主要是將注漿管伸進軟土中,噴射固化漿液同軟土混合,最終大大提高軟土路基的強度。我國對這一技術的應用程度同西方發(fā)達國家相比有著一定的差距,還需要不斷進行完善和發(fā)展。
凍結技術是常用的一種軟土地基處理方式。凍結技術主要是利用液態(tài)的二氧化碳、氧等化學添加劑來實現,或采用制冷設備與密封的液壓系統(tǒng)相連,實現冷卻液在土內流動,進而完成凍結的過程,能有效地提高軟土地基的強度。凍結技術主要應用于地基挖土深度大于8m或地下水位較低的情況。
隨著我國高等級公路路網體系的不斷完善,在建設過程中將會遇到越來越多的特殊地質條件。因此,處理好諸如軟土地基等特殊地質條件不僅提高了高等級公路本身的道路質量和使用壽命,同時也減少了高等級公路在運行期間日常維護和檢修費用,大大增加了高等級公路通行質量和效率。