【关键词】高速公路;软土路基;施工技术
1.高速公路施工过程中的软土路基的概述
软土路基指的是土壤中富含大量水分的软弱黏性土或者淤泥。它的特点是强度低、压缩量高,并且含有一些有机物,从而造成软土路基中的孔隙度较高,且水含量也比较高,这样成分带来了软土路基施工困难,并且在不同的地质结构中还会形成絮状结构,在力的作用下,会导致软土发生固结沉降。而对高速公路进行软土路基的处理也是对其特点进行改善和提高,使其变得更加稳定,能够承载一定的压力,通过在对软土路基的处理中,根据软土的性质、材料等进行综合处理,可以通过换填土、塑料排水板、碎石桩等进行处理,以满足公路建设的需要。
2.软土路基的特点及危害分析
由于软土的特殊形成方式,造成软土路基的强度很低,而且沉降量比较大,给高速公路施工带来了很大的困难,如果处理不好软土问题,就会导致公路的施工和使用方面不顺利。由于软土路基的结构比较不固定,絮状的软土结构会对土壤结构进行严重的破坏,导致土壤的强度大大的降低,甚至出现流动状态的软土,这都会导致高速公路建设的失败,给人们的使用带来很大的困扰,并且软土在受到干扰后,它的强度会随着时间慢慢恢复,具有高压缩性,透气性差的特点,同时它的渗透性也比较小,因此需要很长一段时间进行土壤之间的重量和负荷达到规定的要求。同时,软土路基还具有抗剪强度较差,自然界中软土不排水抗剪强度小于20MBkPa,软土的内摩擦角一般为20度到35度。软土在受到荷载作用下,如果可以进行排水固结,那么它的强度就会发生很多改变,并且速度越快,强度提高的效果也就越好。能够起到对软土路基的很好的促进作用,发挥本身特有的能力,进行改善高速公路施工条件。
软土路基的危害也是显而易见的,如果软土路基的抗剪强度大于路面的抗剪强度,全部或部分的高速公路路基部分可能会被破坏,导致底层性能的不稳定,从而导致高速路基的变形。如果软土路基的上部或者外部荷载的运动在沉降区有大的变形,将有可能影响正常的交通。因此,在进行高速公路软土路基的施工时,必须进行深入的分析和深入研究,以充分了解软土的特性和软土的性质。制定相应的施工措施,确保软土路基的稳定。
首先软土路基变形会很复杂,当遇到外部负载时,软土路基就会有不同程度的沉降,对高速公路的正常使用会产生很大的影响。特别是在沉降严重不均的情况下,这将导致道路开裂,威胁到道路之间的连接。因此在设计和施工过程中,必须对软土路基进行详细研究,以确定软化土壤层的结构。从使用合理的角度进行分析,确保施工措施的特点和性质,以保证施工过程的可持续性。在固定高速公路的沉降后,可以很好地控制软土路基的施工。其次是对道路稳定可靠的危害。由于软土路基的剪切力稳定性较差,在外部荷载作用下会破坏全部或部分软土路基的剪切应力,最终导致路基的不稳定性,出现塌陷或变形等危害。
3.高速公路施工中软土路基的施工技术
(一)冷却固定方法
冷却固定施工技术广泛应用于世界各地的煤矿建设和城市建设之中,从概念上分析,冷却固定的施工方法是利用二氧化碳或液氮的膨涨土法或使用封闭的液压系统和相关的机械制冷设备进行施工作业,然后使用制冷剂凝固土壤,防止其流动。这不仅降低了土壤的可压缩性,而且增加了土壤的强度。是非常实惠且效果显著的高速公路软土路基施工方法。
(二)振动压实法
振动压实的方法是指利用机械进行压实或者机械进行压缩的方法,将土壤压实,提高其稳定性。具体的过程是在加固密封的过程中,驱动机械压缩周围的沙土,对周围的土体起到密封作用,从而增加了土体的密度和软土的封密性。该方法不仅可以提高地基土的整体稳定性和承载力,而且可以显著减少地基的沉降,有效解决了高速公路路面沉降的问题。
(三)喷射水泥混合物的方法
在高速公路软土路基施工过程中,可以采用喷射水泥混合物的方法进行固定软土路基,提高其稳定性。过程是以水泥为主要固化剂,将水泥在搅拌和充分混合的情况下充分埋入软土,水泥就会与土壤的水进行充分的化学反应,以形成使凝胶颗粒稳定高速公路软土路基。然后经过硬化软土的方式,提高路基的稳定性和强度,提供高速公路所要求的承载能力和强度。其中水泥搅拌机的注浆状态可分为湿式和干式两种。干法基本上是一种水泥干粉的方式,优点是水泥硬化的时间较短,可以提高软土路基的强度,但混合均匀性差,工艺复杂。湿法大多是经过摩擦然后充分混合,经过均匀混合,可以使软土路基长期硬化。
(四)垂直排水固结法
排水固结的方法是将天然地基在第一次沙井(沙袋或塑料排水井)垂直排水,然后利用软土路基本身的特性进行逐渐加载重量,从而进行分馏,或者存在于软土路基中。具体操作方法是先预加载荷,使土壤排出孔隙中多余的水逐渐固结,然后经过基础的沉降,强度逐渐增大。这种方法适用于填充底座和大厚度饱和软土地基。其原理是在荷载作用下,采用垂直排水(沙井排水井或塑料袋)排列,使土壤孔隙水逐渐排出,孔隙度系数降低,土体发生固结就不会轻易变形,路基强度就会逐渐增加,最终达到高速公路施工通行目的,同时又减少了地基的不均匀沉降的可能性。通常来讲,是采用真空预压法进行排水固结,或者采用电渗排水法、预沉降法和预压法对软土路基进行处理,提高软土的强度。
(五)铺盖的方法
用一层或多层土工织物覆盖的软土表面可以提高软土路基的承载能力,减少不均匀的沉降。一般土工布格栅,是由土工布编织而成,它们铺设在软土层表面,对分离、排水、抗渗和增强扛载荷能力都能起到积极的作用。在断开的软土路基处理中,可以将土工布、土工格栅、金属内衬等加固材料埋入地下,形成加强垫层,使所得扩散角度增加压力,达到增加稳定路基的目标。
4.结论
综上所述,在高速公路软土路基的施工建设中,由于地形复杂多样,不同的地质条件应该用不同的地质处理方法。而进行软土地基的多样化处理是道路施工的技术难题,不同的处理对不同的地质条件有不同的影响。即使在相同的地质条件下,不同的处理也会产生不同的效果。因此要结合不同的地质情况,结合相关的施工技术,妥善处理软土地基的问题。我们坚信,在科研人员和建设单位等有关人员的共同努力下,新技术会不断涌现,科技也会不断提高,必将会为高速公路建设的发展作出积极贡献。
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