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高速公路路基设计及软土地基处理策略探讨

2021-06-24王立超

理论与创新 2021年2期
关键词:高速公路

王立超

【摘  要】随着我国交通建设事业的不断发展,高速公路的发展越来越迅速,在不同地区进行高速公路施工存在较大区别,特别是在软土地基进行路基施工时,如果没有对路基进行合理设计,没有开展有效的软土地基处理工作,会严重影响高速公路路基的稳定性以及牢固性,导致高速公路施工质量出现问题。基于此,提出软土地基条件下的路基设计与软土地基處理方法保证公路施工的安全性、稳定性,为此类工程提供理论支撑。

【关键词】高速公路;路基设计;软土地基处理策略

引言

随着社会经济的不断蒸蒸日上,交通运输问题逐渐成为了制约和影响我国经济发展的重要原因,在公路交通网络建设中,高速公路的建设成为了最受重视的一项,通常都是以多点交汇居多,而高速公路建设所涉及到的领域范围普遍较广,这也就证实了其跨越的地形条件必然十分复杂,对此,本文将重点围绕高速公路路基设计和软土地基处理策略展开详细分析和探讨。

1.高速公路路基设计的方法

1.1在设计中采用高路堤

在高速公路路堤设计中,最好优先采用填石路堤的设计方案,方案内容明确指出在稳定性和重载车辆通过性验算上,高路堤和填石路堤均能够达到最为理想的效果,且在施工费用和资金投入方案上则普遍减少。在高速公路路基设计中采用填料时,切记最宜挑选透水性能佳和抗风化腐蚀性能普遍较好的石料来填充高路堤底部。总而言之,在中段路堤上段和下段施工期间,务必要选用双层土木格栅进行路堤铺设,以便于最大限度地确保在高速公路路堤设计中不会发生地基不均匀沉降的状况,同时还有利于加强路基施工的稳定性能和安全性能。

1.2路堑高边坡设计方法

在较为险峻的地形上施工时,如遇有路堑高边坡的情况发生,则务必要在充分了解不同地质环境以及施工建设的具体实际情况基础上,再有针对性地采取板桩、挡墙、锚索、锚固等不同的加固方法。倘若在高速公路建设中遇到滑坡或崩塌等易发区时,则务必要对坡度进行及时有效的清理,再适当的开垦挖掘,以此来减缓坡度。同时还要设计相应的防火墙和抗滑桩,并采取锚固、锚索这两个加固方法进行施工作业,在作业期间务必要多加注重绿化和防水防滑桩工作。

1.3高速公路路基的排水设计

在高速公路施工期间,路基施工的质量和强度往往都会受到排水情况的影响,要知道,路基施工和防水工作两者间有着密不可分的关系。在高速公路路基建设中,常常会有大量病害的出没,而导致这些病害发生的最主要原因离不开水的作用,由此可见,路基排水性能的优劣很大程度上影响着高速公路路基的建设成效。基于此,在高速公路路基排水性能的设计中,相关工作人员应当树立高速公路路面上、下部排水设计相结合的设计理念,公路路面积水也务必要在设计中详细考虑到,切记积水范围不得超过路面之下路基施工领域,同时还应尽量避免路面设计中出现积水超出路面的现象,致使路面积水全部聚集到同一部位,直至出现下渗现象。在高速公路路基施工设计中,倘若期间发生地下水情况,则相关工作人员应当及时采取最为行之有效的设计方案,以便于快速隔断地下水,防止其影响路基施工,工作人员可以将地下水统一引至路基施工工程以外的地方。在高速公路工程设计中,相关工作人员势必要充分掌握建设项目的自然环境和地质环境的具体实际情况。若是想要更深层次化的认知和了解公路路基工程的地质条件,那么就务必要先掌握地下水源的实际分布情况和公路路基地质的结构成分,针对施工条件相对复杂的地段,则工作人员应当将施工目光着重放在对公路路基设计的整体规划上。

2.高速公路软土地基的特性和危害

2.1特性

高速公路软土地基的具体特性主要分为两类:(1)力学特性。松土颜色多呈深灰色,主要由细小的颗粒构成,在振动作用下,松土的结构很容易遭到破坏。而软土普遍具有流动性强、抗压性差、受力后易变形的特点,在施工过程中,一旦处理不当,则很大可能会导致土体塌陷,这对于后续的工程进展而言无疑是“灭顶之灾”。软土因受到材质空隙的影响,导致其抗剪切能始终较差,当受到外力作用时,软土因不能协同承受外力,而导致其本身容易产生较大的变形,等到了使用后期便会慢慢出现桥梁沉降的现象。受雨水冲刷的整体性能普遍较差的软土地基也将会遭受一定的破坏,继而严重影响整个路基的安全和稳定;(2)物理特性。软土地基的力学性能普遍较差、含水量也相对较高、整体强度不佳且极易发生形变,软土地基中的有机质含量相对较高,其中还包含泥沙和腐蚀性物质,孔隙较大。

2.2危害

软土地基受自身抗剪强度的影响,使得其无法满足于荷载的相关要求,软土地基在外力和自身重力的作用之下,其本身的流动性能会逐渐加强,且沉降现象也会愈发的显著,有很大的几率会发生软土移动,从而导致路堤沉降、塌陷、失衡、裂缝等一系列问题。基于此,相关工作人员务必要充分结合软土地基的具体实际情况,有针对性地采取最适宜的策略对其进行必要的处理,以便于最大限度地避免这一系列问题影响道路的安全和稳定。待高速公路彻底投入使用后,在长期遭受车辆的冲击作用下,软土地基的结构也会发生一定程度的变化,路面上也会出现凹凸不平或局部开裂的现象,久而久之,这些不同程度的损坏将会无线扩大和蔓延。软土地基由于自身本就具备极强的压缩性能,从某种程度上来讲,这一特性将会成为导致路基发生永久性变形以及沉降不均匀的主要原因。软土地基的承载能力普遍较差,因此在施工过程中常常会受到环境的影响,继而为施工现场带来一定的安全隐患问题。

3.对高速公路施工中软土地基的有效处理方法

3.1夯实加固法

基于软土含水率较高和抗压性较差这两项特点,相关工作人员应当更加及时有效地对软土地基进行夯实加固处理。夯实加固法最早起源于法国,它主要是将重锤从一定高度上落下,继而打实地基,并在冲击力的作用下,尽可能的压缩土体,从而起到减少空隙、排除水分的效果。针对含水率普遍较高的土体,相关工作人员可以适当的排出多余的水分,以此来提高软土地基的承载力,尤其是在河流、沼泽等地区的实施效果最为显著。对于饱和性黏土地基而言,由自由落体自重引起的力挤压能够最大限度地加固软土地基,增强其自身的承载能力。此外,相关工作人员还可以在软土中适当掺入一定量的建材,经过充分的搅拌来降低土壤中的水分含量,从而有效地提高软土地基的承载能力。相关工作人员应当在充分结合现场具体实际情况之后,再进一步明确、细化施工细节,保证时刻观察夯实效果,待完成加固后,还要着重检查夯实部分的回弹模量,以便于最大限度地确保地基的稳定性和安全性。

3.2水泥、粉煤灰、碎石筑桩法

将水泥、粉煤灰和碎石筑进行有机混合,利用打桩机制成桩,在褥垫层的作用下,促使其与周围土层紧密融合,最终形成复合地基,相关工作人员应当在桩身上集中受力,目的是為了分担软土的荷载,减少周围土层的受力,从而最大限度地提高其整体承载能力,减少沉降。试验结果显示,这种方法更有利于提升软土地的承载能力,且该方法的应用效果也备受认可。水泥、粉煤灰、碎石筑桩法的优势之处在于强度等级的明确,要知道,越是精准的计算,越能收获良好的应用效果。此外,施工技术也十分重要,它需要被有经验的施工人员来主导,同时其中的施工细节也是需要相关施工人员加强管控的,以便于最大限度地保障在高速公路施工过程中软土地基问题能够得到有效解决。

3.3深层打孔强夯法

强夯法能够最大限度地解决高速公路软土地基中存在的问题,该方法最宜应用在粘性大、膨胀明显的土体之中。在施工期间,相关工作人员应当采用打孔填料的方法,以此来加固和夯实填土部分。打孔填料法具有良好的加固效果,且该方法需要的设备较为简便、操作也极为便捷、施工周期不长,最重要的是该方法极其节省人力和物力,且适用性也普遍较强,唯独不适用于较厚的淤泥类地质,但此方法针对其他软土地基的强夯效果均超出预期,也正因如此,该方法被称为适用范围最广泛的强夯方法之一。此外,在实际的施工过程中,相关工作人员还应当根据现场的具体实际情况,科学、合理地在地基孔洞处完成填土强夯部分的施工作业,以此来全面加强地基的粘性和承载力,让地基变得更加紧实牢固,最大限度地增强地基整体的稳定性。相关工作人员应当在充分结合土的性质基础上,有针对性地挑选最为适宜的材料和夯实力度,从而强化挤压的效果,实现路桥工程施工效果的保质保量。待完成建设项目竣工后,相关工作人员便要更加规范、合理地处置余废弃物,降低环境污染,同时尽可能的反复利用,以便于最大程度地节约工程造价,提升企业的经济效益。

3.4灌浆处理技术

所谓灌浆处理指的是将水泥或其他浆液喷施入土,让其逐渐渗透并填充至周围土体,等到浆液扩散凝结后,便可以更好地提升软土层地基的承载力,改善地基的稳定性和安全性,从而最大限度地防止流沙、管涌等现象的发生。相关工作人员应当充分分析施工场地的具体特点,重点掌握土层的特性,而后再有针对性地设置详细的注浆方案,常用到的注浆工艺包括渗透式、劈裂式、压密式三种形式。在注浆施工过程中,最常采用的是水泥浆方法。这种方法能够有效地避免对环境的污染,让施工变得更加环保。不过需要注意的是,在注浆时相关工作人员应当重点把握好注浆力度,让浆液能够充分且均匀的渗透其中,最大限度地规避漏气、漏浆、孔隙情况的发生,不断强化地基承载能力。事实上,注浆施工属于一种较为隐蔽的施工形式,因此相关工作人员在施工时务必要严格遵照施工规定要求和具体操作规程进行施工作业。同时还需随时检测已完成的施工部位,以便于最大限度地保障施工作业的质量。

4.结语

综上所述,在高速公路路基设计中,相关工作人员应当在充分结合施工现场的自然环境和地质环境具体实际情况的基础上,对照一些调查资料,有针对性地在设计方案中落实“因地制宜”原则。对于在路基设计中遇到的一些问题,相关工作人员应当坚持具体情况具体分析,而后再在建筑指标的要求之下,对施工设计进行大胆的创新,在这一过程中工作人员可以多准备几套设计方案,依据实际施工情况,对设计方案进行合理化的筛选。

参考文献

[1]黄湘宁,洪雄杰.探析高速公路路基设计及软土地基处理 [J]. 江西建材. 2018(01)

[2]朱熙.探析高速公路路基设计及软土地基处理 [J].  中国公路. 2019(16)

[3]王栋明.高速公路路基设计与施工技术 [J]. 中国标准化. 2017(02)

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