高速公路高液限土路基施工處治技術(shù)探討

楊超軍

(山西高陵高速公路有限公司)

1 高液限土特性分析

在對(duì)高速公路路基進(jìn)行施工的過(guò)程中，非常容易遇到高液限土。作為高速公路路基施工的主要影響因素，如何控制好高液限土主體質(zhì)量，合理選取高液限土施工技術(shù)已經(jīng)成為施工控制的關(guān)鍵。在對(duì)高液限土性質(zhì)進(jìn)行分析的過(guò)程中，首先要對(duì)高液限土選取土樣標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，依照高速公路高液限土路基施工地質(zhì)環(huán)境、地理環(huán)境、行車狀況等對(duì)土樣選取標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)定。常規(guī)高速公路高液限土路基施工一般在同一區(qū)域選取多組試樣，對(duì)路線進(jìn)行連續(xù)選點(diǎn)鉆取取樣，對(duì)施工技術(shù)參數(shù)進(jìn)行確定。其次，要對(duì)高液限土性質(zhì)參數(shù)進(jìn)行觀察和試驗(yàn)，對(duì)各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，要對(duì)高液限土的含水率、天然密度、孔隙比、飽和度、液限、塑限、抗剪強(qiáng)度、粘聚力、內(nèi)摩擦角、壓縮系數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行確定，依照上述數(shù)據(jù)對(duì)高液限土施工技術(shù)進(jìn)行合理選取。再次，要依照對(duì)高液限土物理性質(zhì)進(jìn)行全面分析，依照不同情況下高液限土浸水狀況及浸水結(jié)構(gòu)的相似性，對(duì)可能出現(xiàn)浸水區(qū)域特性進(jìn)行分析和處理，降低出現(xiàn)浸水的可能性。最后，分析人員要對(duì)高液限土預(yù)防控制內(nèi)容進(jìn)行強(qiáng)化，對(duì)各項(xiàng)內(nèi)容中的基本操作及內(nèi)容分步分層落實(shí)，將物理力學(xué)指標(biāo)落實(shí)到施工全過(guò)程中。

2 高液限土路基填料處治技術(shù)

2.1 包邊或包心處治技術(shù)

包邊處治或包心處治是當(dāng)前高速公路高液限土路基施工中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)該路基施工技術(shù)可以有效提高高速公路路基的穩(wěn)定性，提高路基整體處治效果，降低材料、資源的浪費(fèi)，對(duì)提高工程經(jīng)濟(jì)效益具有至關(guān)重要的作用。包邊處治主要是在高速公路高液限土路基兩側(cè)使用標(biāo)準(zhǔn)要求土質(zhì)進(jìn)行的施工處理，包心處治主要是在高速公路高液限土路基兩側(cè)進(jìn)行包邊，在路基底部使用砂礫透水層及摻灰改性土進(jìn)行路基封閉的施工處理。兩種方法可以有效提高路基的包邊質(zhì)量，降低高液限土在遇水或高壓后產(chǎn)生松動(dòng)、流失的可能性，對(duì)提高高速公路路基質(zhì)量具有非常積極的作用。除此之外，包邊或包心處治技術(shù)使用挖臺(tái)階及鋪設(shè)土工格柵等輔助手段，有效提升了開(kāi)挖質(zhì)量和開(kāi)挖效果，降低了挖填操作對(duì)路基整體性的影響。通過(guò)包邊或包心處治技術(shù)還可以增強(qiáng)對(duì)路基結(jié)構(gòu)的保護(hù)，提高路基結(jié)構(gòu)的主體強(qiáng)度，降低浸水對(duì)路基主體的影響。

2.2 摻粗粘土處治技術(shù)

高液限土路基施工中摻加砂或砂性土可以在很大限度上提高土體的粗顆粒含量，提高對(duì)土體的骨架支撐作用，對(duì)土體結(jié)構(gòu)及空間的重新排列具有非常好的促進(jìn)作用。摻粗粘土處治技術(shù)主要是通過(guò)對(duì)土體顆粒的性質(zhì)處理及土體顆粒的主體控制完成的高液限土路基處理操作。在對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行處理的過(guò)程中，施工人員依照施工現(xiàn)場(chǎng)高液限土顆粒要求對(duì)摻加土體顆粒進(jìn)行控制，確保最大限度提升土質(zhì)改良的效果。摻粗粘土處治技術(shù)處理方案非常經(jīng)濟(jì)，施工工期較短，可以在很大程度上縮短施工時(shí)間。但是該技術(shù)操作需要大量的施工摻加料，攪拌較為困難，整體施工難度較大，經(jīng)濟(jì)效益較為低下。

2.3 摻固化材料處治技術(shù)

摻固化材料處治技術(shù)主要指在進(jìn)行高速公路高液限土路基處理的過(guò)程中依照固定的石灰及水泥比例對(duì)固化材料進(jìn)行攙和、施工、處理。常規(guī)摻固化材料處治技術(shù)中主要要求石灰及水泥的比例在2∶1～3∶1之間。將上述摻料攪拌均勻后形成的筑路材料進(jìn)行高液限土處治施工。摻固化材料處治技術(shù)主要是依照石灰中的氫氧化鈣和水泥中的熟料礦物、水等發(fā)生碳化反應(yīng)或水化反應(yīng)原理，在該反應(yīng)的過(guò)程中可以有效降低土體中的天然水分含量，降低高液限土可能出現(xiàn)的松動(dòng)問(wèn)題。除此之外，該反應(yīng)過(guò)程中形成的反應(yīng)物可以有效提高土體的主體質(zhì)量和強(qiáng)度，增強(qiáng)整體的土體穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)對(duì)高速公路路基質(zhì)量的全面控制和提升。

2.4 化學(xué)處治技術(shù)

化學(xué)處治技術(shù)在當(dāng)前高速公路高液限土施工中并不常見(jiàn)，該方法雖然操作簡(jiǎn)單，處治效果非常顯著，但其整體施工工藝原理較為復(fù)雜，施工成本較高，嚴(yán)重制約了施工的經(jīng)濟(jì)性、有效性。在當(dāng)前高速公路高液限土路基施工過(guò)程中，我國(guó)已經(jīng)建立了完善的化學(xué)處治技術(shù)體系，已經(jīng)對(duì)多種化學(xué)摻加劑性質(zhì)進(jìn)行分析和對(duì)比，形成了高液限土路基施工處理的優(yōu)良化學(xué)方法，其中主要包括單液化硅法、堿液法等。隨著我國(guó)化學(xué)研究的不斷深入，壓力灌注溶液法及溶液自滲法也開(kāi)始在當(dāng)前高液限土施工中應(yīng)用。

3 高液限土現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)處理技術(shù)

高速公路高液限土路基現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)過(guò)程中非常容易受到以下因素的影響。(1)含水量:含水量可以造成高液限土的穩(wěn)定性大幅降低，導(dǎo)致填料主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯差異;(2)松鋪厚度:松鋪厚度可以在不同的壓實(shí)作用下產(chǎn)生的效果不一樣。當(dāng)松鋪厚度過(guò)大時(shí)將導(dǎo)致公路整體結(jié)構(gòu)壓實(shí)性降低，導(dǎo)致壓實(shí)指數(shù)無(wú)法滿足施工要求，而過(guò)小時(shí)則會(huì)造成自身填料反作用壓力上升，導(dǎo)致出現(xiàn)反彈;(3)碾壓遍數(shù):碾壓遍數(shù)直接影響著松鋪厚度壓實(shí)效果及質(zhì)量;(4)壓實(shí)機(jī)械組合及程序:壓實(shí)機(jī)械組合中壓實(shí)層次非常容易受到含水量、碾壓層次、碾壓操作的影響。

當(dāng)前的高液限土現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)處理過(guò)程中，高液限土現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)處理技術(shù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工含水量進(jìn)行了綜合控制，含水量主體在最佳范圍內(nèi)，偏差控制為2% ～3%。該技術(shù)要將碾壓過(guò)程中的各項(xiàng)填挖界限進(jìn)行控制，有效提高了含水量密實(shí)程度及可能出現(xiàn)的沉降狀況。高液限土現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)處理技術(shù)要求壓實(shí)均勻性良好、壓實(shí)緊密。挖方主體要控制在2 m左右，填料含水量控制在基本要求范圍內(nèi)。完成基本挖方控制后要對(duì)壓實(shí)機(jī)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，參數(shù)檢查無(wú)誤后方可進(jìn)行壓實(shí)。

4 填筑施工過(guò)程中其他技術(shù)

在填筑的過(guò)程中施工人員要對(duì)填筑控制順序進(jìn)行設(shè)置，依照施工程序要求對(duì)施工過(guò)程中的主要內(nèi)容進(jìn)行合理構(gòu)建。當(dāng)前高液限土路基施工中要首先對(duì)路基的沉降進(jìn)行觀察，對(duì)沉降狀況進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，確定路基沉降狀況后對(duì)路基的整體沉降進(jìn)行控制，保證實(shí)現(xiàn)對(duì)路基主體沉降變形的全面控制。當(dāng)前路基施工控制技術(shù)要求沉降連續(xù)速度不可超過(guò)1.0 cm/晝夜，其中邊角坡度沉降變化不能超過(guò)0.5 cm/晝夜。

當(dāng)前高速公路填筑施工技術(shù)主要分為密度設(shè)計(jì)、加密方法、壓實(shí)效果控制三方面。密度設(shè)計(jì)主要指在進(jìn)行高速公路高液限土路基施工的過(guò)程中對(duì)碎石的密度參數(shù)及公路土質(zhì)密度參數(shù)進(jìn)行分析，設(shè)置壓實(shí)流程的過(guò)程。加密方法主要是依照密度設(shè)計(jì)內(nèi)容對(duì)加密操作進(jìn)行合理選取和控制的過(guò)程，當(dāng)前我國(guó)常見(jiàn)高液限土路基加密操作主要包括振實(shí)法、夯實(shí)法、壓實(shí)法、平振法、碾壓法的等。壓實(shí)效果控制主要指在壓實(shí)操作后對(duì)壓實(shí)遍數(shù)、鋪筑厚度、壓實(shí)含水量等進(jìn)行參數(shù)分析的過(guò)程。除此之外，在對(duì)路基進(jìn)行填筑的過(guò)程中，施工人員還要對(duì)鋪設(shè)技術(shù)進(jìn)行合理選取，依照高液限土路基要求對(duì)土工格柵及隔水土工布鋪設(shè)技術(shù)適當(dāng)交叉應(yīng)用。

5 總結(jié)

在進(jìn)行高液限土路基建設(shè)的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)各項(xiàng)物理性質(zhì)、結(jié)構(gòu)性質(zhì)等的分析可以在很大限度降低高液限土對(duì)路基穩(wěn)定性的影響;通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狀況進(jìn)行分析、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行控制可以明顯提高土體指標(biāo)控制效果，降低土體結(jié)構(gòu)問(wèn)題;通過(guò)對(duì)各項(xiàng)公路高液限土路基施工技術(shù)進(jìn)行合理選取，可以從根本上提高公路建設(shè)質(zhì)量，加速我國(guó)高速公路發(fā)展事業(yè)的繁榮昌盛。

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