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        高速公路施工中的軟土路基施工技術(shù)分析

        2021-12-06 14:46:54段喜東
        運(yùn)輸經(jīng)理世界 2021年14期
        關(guān)鍵詞:墊層軟土壓實(shí)

        文/段喜東

        1 前言

        從客觀角度來(lái)看,軟土路基施工建設(shè)難度系數(shù)比較高,同時(shí)容易受到外界環(huán)境的干擾和作用。在工作部署和落實(shí)過(guò)程中,我們應(yīng)當(dāng)從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度出發(fā),不能簡(jiǎn)單停留在當(dāng)下的經(jīng)濟(jì)利益和工作成效上,最終造成與施工建設(shè)的根本目標(biāo)相脫節(jié),給施工企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,嚴(yán)重影響施工建設(shè)的相關(guān)進(jìn)程,進(jìn)而給軟土路基施工建設(shè)帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。除此之外,軟土路基施工建設(shè)應(yīng)當(dāng)從實(shí)際情況出發(fā),針對(duì)不同環(huán)境變化進(jìn)行靈活改變,充分結(jié)合利用多種施工技術(shù),確保施工手段和數(shù)據(jù)的科學(xué)合理性,為軟土路基施工質(zhì)量提升夯實(shí)基礎(chǔ),提高我國(guó)高速公路建設(shè)水平和效率。

        2 軟土路基的相關(guān)特性

        2.1 軟土間隙較大、水量充足

        軟土是由黏土和淤泥共同組成的,其空間距離較大、容易吸收和儲(chǔ)存水分。軟土中所包含的有機(jī)物在沉降過(guò)程中變成絮狀結(jié)構(gòu),在絮狀結(jié)構(gòu)的作用下,軟土吸收存儲(chǔ)的水分過(guò)高。通常狀況下,軟土含水量維持在36%~80%。在外界負(fù)荷和作用力的影響下,軟土路基容易產(chǎn)生形變和沉降[1]。土壤中水分過(guò)高,軟土路基對(duì)剪力的承受能力會(huì)大幅下降,高速公路會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象,加快軟土路基的沉降速率。因此,施工單位要不斷強(qiáng)化軟土路基夯實(shí)處理工作,通過(guò)對(duì)軟土結(jié)構(gòu)特性的準(zhǔn)確把握,優(yōu)化完善施工方案,降低由于軟土層含水量過(guò)高、軟土間隙較大導(dǎo)致的沉降概率,同時(shí)施工單位還要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)軟土地基進(jìn)行夯實(shí)加固。

        2.2 軟土強(qiáng)度低、滲透作用不明顯

        軟土具有很強(qiáng)的組織結(jié)構(gòu),在受到擠壓和震動(dòng)時(shí)內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生嚴(yán)重?fù)p傷,最終造成軟土土壤強(qiáng)度降低。外界作用力的干預(yù)影響下,土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生形變,出現(xiàn)土質(zhì)疏松和流動(dòng)情況。軟土壓縮模量控制在4Pa以下,軟土土壤出現(xiàn)容易壓縮、不容易滲透的情況,軟土壓縮性和液限指數(shù)成正相關(guān)[2]。軟土滲透性較低時(shí),軟土承載能力和負(fù)荷情況會(huì)降低,施工單位需要進(jìn)行軟土地基加固。

        2.3 軟土抗剪強(qiáng)度低

        軟土結(jié)構(gòu)抗剪強(qiáng)度普遍不高。在通常狀況下,軟土抗剪強(qiáng)度在20MPa 以下,溫度較低時(shí)會(huì)產(chǎn)生內(nèi)摩擦現(xiàn)象。另外,軟土結(jié)構(gòu)本身負(fù)荷能力不高,且存在排水固結(jié)現(xiàn)象,在這些綜合因素的作用下軟土抗剪強(qiáng)度會(huì)受到很大影響,并隨著排水固結(jié)的速度變化而變化。

        3 高速公路軟土路基施工建設(shè)的研究

        3.1 軟土路基施工建設(shè)存在的問(wèn)題

        在軟土路基上進(jìn)行高速公路修建時(shí),會(huì)受到諸多因素的干擾,集中體現(xiàn)在軟土特性等綜合影響當(dāng)中,容易出現(xiàn)的問(wèn)題主要分為:

        3.1.1 軟土路基容易出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象

        在軟土路基上修建高速公路最容易發(fā)生的就是路堤滑坡現(xiàn)象,造成路堤滑坡的主要原因有土質(zhì)疏松地基不牢固等情況,在受到外界強(qiáng)大作用力時(shí)就會(huì)產(chǎn)生塌陷,對(duì)過(guò)往車(chē)輛安全行駛十分不利。這種情況的發(fā)生引起了社會(huì)各界的重視和研究,而要想徹底改善軟土地基高速公路修建質(zhì)量,就必須提升軟土地基的牢固性和堅(jiān)固程度。

        3.1.2 軟土路基容易出現(xiàn)沉降現(xiàn)象

        高速公路軟土地基沉降通常發(fā)生在路堤填土工作結(jié)束后。路堤下降容易造成嚴(yán)重的交通事故,甚至引發(fā)大規(guī)模車(chē)禍現(xiàn)象。有關(guān)部門(mén)要做好路基沉降管控工作,降低交通事故的發(fā)生,提高高速公路安全平穩(wěn)性能,盡可能減少地基沉降的幅度和影響,通過(guò)合理運(yùn)用施工技術(shù)和手段把地基沉降現(xiàn)象控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),提高高速公路的安全性能,降低交通事故和其他安全隱患發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn),為人們的出行安全提供強(qiáng)有力的保障[3]。

        3.2 軟土路基施工要求和規(guī)范

        軟土路基施工要求和規(guī)范非常嚴(yán)格,在施工技術(shù)運(yùn)用中主要包括路基填土技術(shù)、路基壓實(shí)技術(shù)和地基處理技術(shù)等。其中,填土和壓實(shí)工作要求規(guī)范較多,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

        3.2.1 填料質(zhì)量的高低關(guān)系到軟土地基結(jié)構(gòu)是否牢固,填料的選擇要科學(xué)規(guī)范,選用符合高速公路實(shí)際建設(shè)需求和標(biāo)準(zhǔn)的填料進(jìn)行操作。

        3.2.2 對(duì)于水分充足的軟土地基進(jìn)行高速公路修建時(shí),應(yīng)當(dāng)把壓實(shí)度降低,確保壓實(shí)操作準(zhǔn)確合理,控制在有效范圍內(nèi)進(jìn)行,避免大土層顆?;ハ嗯懦?,干擾壓實(shí)操作。

        3.2.3 軟土路基施工建設(shè)需要嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行相關(guān)操作,壓實(shí)處理工作需要依靠噸位較大的壓路機(jī)反復(fù)操作,增強(qiáng)地基壓實(shí)度和強(qiáng)度。軟土地基處理工作時(shí),施工單位應(yīng)從現(xiàn)場(chǎng)軟土特性情況出發(fā),制定合理的地基加固方案,選擇恰當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)和手段,最大限度保障地基軟土層堅(jiān)固不受損害。

        4 高速公路軟土路基施工技術(shù)的應(yīng)用

        4.1 降低軟土地表含水量

        軟土含水量過(guò)高容易影響內(nèi)部組織結(jié)構(gòu),產(chǎn)生軟土路基不牢固不穩(wěn)定現(xiàn)象。為了加快施工建設(shè)進(jìn)程,施工單位要對(duì)軟土地基進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)處理,例如:排水、換填料等,進(jìn)一步加固軟土地基強(qiáng)度和硬度,提高軟土地基的抗壓抗震能力[4]。施工單位應(yīng)對(duì)軟土地基進(jìn)行相應(yīng)的填土工作,提高軟土負(fù)荷承載能力和抗壓抗震效果。通常情況下,軟土地基表層土壤性能較高,在含水量過(guò)高的作用效果中,負(fù)荷承載能力大幅下降、地表強(qiáng)度也在逐步降低。施工單位可以適當(dāng)開(kāi)挖槽溝把地表水集中排出,降低軟土地表含水量,增加其強(qiáng)度。軟土地表水排出工作結(jié)束后,施工單位要進(jìn)行槽溝回填工作,避免后續(xù)施工建設(shè)進(jìn)程受到影響和干擾。

        4.2 做好砂墊層壓實(shí)處理工作

        軟土砂墊層區(qū)域厚度較小、透水性非常強(qiáng)。由于砂礫性能質(zhì)量比土壤高,因此能夠加快土層施工建設(shè)。在具體建設(shè)時(shí),施工單位要密切關(guān)注砂墊層厚度,確保其厚度符合科學(xué)性和規(guī)范性,保證砂墊層透水性能各項(xiàng)表現(xiàn)均為良好。為了滿足高速公路建設(shè)相關(guān)要求,施工單位要定期對(duì)排水情況、負(fù)荷能力進(jìn)行檢測(cè);同時(shí),施工單位還要做好清潔工作,針對(duì)砂墊層鋪設(shè)工作降低泥土成分含量。砂礫表層要處于濕潤(rùn)狀態(tài),施工單位應(yīng)做好持續(xù)噴灑水分工作,并進(jìn)行砂墊層壓實(shí),確保砂墊層性能優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮,提升后期施工建設(shè)的進(jìn)程和質(zhì)量。

        4.3 加固軟土地基軟黏土成分

        軟黏土主要是由淤泥組成的,性質(zhì)結(jié)構(gòu)相對(duì)活躍、缺乏穩(wěn)定性。在軟土路基上進(jìn)行高速公路修建時(shí),施工單位需要把水泥、石灰等建筑材料投放到軟土地基當(dāng)中,提高軟土路基的牢固性和穩(wěn)定程度。具體施工過(guò)程中,施工單位要用大型施工設(shè)備進(jìn)行材料加工,例如:通過(guò)攪拌機(jī)對(duì)固化劑、其他建筑材料和黏土進(jìn)行攪拌固化,不同材料的作用混合形成整體性能較高、質(zhì)量效果穩(wěn)定的軟土路基。固化劑對(duì)黏土的作用能夠改變土壤結(jié)構(gòu)和性質(zhì),增加黏土的各項(xiàng)優(yōu)質(zhì)性能,為高速公路建設(shè)提供健康良好的施工環(huán)境。

        4.4 增強(qiáng)軟土路基抗剪強(qiáng)度

        軟土路基黏性土壤處理工作應(yīng)當(dāng)把排水作為主要內(nèi)容,增加排水裝置安裝量,提升施工效率,加快施工進(jìn)度。施工單位要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)情況、施工計(jì)劃選用施工材料。為了盡可能避免排水時(shí)地基出現(xiàn)沉降,施工單位要加強(qiáng)填土工作力度,確保填土位置的穩(wěn)定牢固。通過(guò)砂井開(kāi)展排水工作時(shí),施工單位要對(duì)排水技術(shù)手段、排水路徑做好規(guī)劃設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)檢測(cè)施工沉降數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)告對(duì)砂井進(jìn)行安排設(shè)計(jì),并選擇合理的施工手段進(jìn)行規(guī)范建設(shè)。施工單位要盡可能地保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的規(guī)范性和準(zhǔn)確性,只有科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),才能檢驗(yàn)施工方案是否切實(shí)可行;否則會(huì)造成砂井排水不通暢,從而干擾整個(gè)施工建設(shè)進(jìn)程。

        4.5 利用粒料樁擠密加固技術(shù)增強(qiáng)地基牢固性

        粒料樁擠密加固技術(shù)能夠增強(qiáng)地基牢固程度,避免地基出現(xiàn)晃動(dòng)松散,從根本上解決高速公路開(kāi)裂等安全問(wèn)題。粒料樁擠密加固技術(shù)是通過(guò)振沖器的輔助作用,把碎石、卵石壓入軟土地基。施工人員應(yīng)結(jié)合排水降壓方式和擠密技術(shù)對(duì)軟土地基進(jìn)行進(jìn)一步加固,增加地基的牢固程度和抗壓能力。在具體操作過(guò)程中,施工人員要嚴(yán)格按照高速公路施工標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行,確保符合實(shí)際情況和科學(xué)要求。例如:按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對(duì)碎石、卵石質(zhì)量進(jìn)行篩選,控制好施工材料的泥土含量,詳細(xì)設(shè)計(jì)填料工作和留振操作,確保樁體牢固穩(wěn)定不被動(dòng)搖。另外,施工單位還可以對(duì)粒料樁擠密技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化組合,提高軟土路基整體承受能力和負(fù)荷功效。

        5 結(jié)語(yǔ)

        綜上論述,在軟土地基上修建高速公路需要從多個(gè)角度出發(fā)考慮問(wèn)題,可以通過(guò)提高軟土路基的牢固性和堅(jiān)固程度,保障高速公路的安全性;從實(shí)際情況出發(fā)改善軟土地基含水量高、抗剪強(qiáng)度差、滲透性較低等問(wèn)題,施工單位要進(jìn)行全方位、立體化施工安排,根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)土壤地質(zhì)的不同情況優(yōu)化調(diào)整技術(shù),確保施工技術(shù)符合施工實(shí)際環(huán)境,加快高速公路施工建設(shè)進(jìn)程,為推動(dòng)我國(guó)高速公路事業(yè)建設(shè)和發(fā)展創(chuàng)造有利的環(huán)境空間。

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