【摘要】中國(guó)公路網(wǎng)輻射廣闊,一條高等級(jí)公路的路基建設(shè),受限于不同的自然環(huán)境,特殊路基施工問題不可避免,特殊路基施工技術(shù)要點(diǎn)需要總結(jié)和提煉,加強(qiáng)公路路基建設(shè)的規(guī)范性,提高整體的質(zhì)量,同時(shí)也可作為同行者的參見。
【關(guān)鍵詞】軟土路基;施工技術(shù)
1.前言
我國(guó)幅員遼闊,建設(shè)高等級(jí)公路的路徑規(guī)劃很長(zhǎng),經(jīng)過的地方的多,這就不能避免一條高等級(jí)公路施工中遇見特殊路基問題。特殊路基一般包括:軟土路基、黃土路基、凍土層路基、淤泥路基。利用具體問題具體分析的方法,針對(duì)不同的特殊路基采用的處理方法也不同,對(duì)于每一種特殊路基的處理都有一套成熟的施工流程,技術(shù)層面上也比較成熟。
2.軟土路基施工技術(shù)要點(diǎn)
軟土理論上有嚴(yán)格的定義和界限,軟土泛指淤泥與淤泥質(zhì)土,其主要的特征是具有天然的空隙,其空隙比值大于或者等于1.0,同時(shí)含有天然水量大于液限,這樣的細(xì)粒土被稱為軟土。其主要的特征有:透水性差、天然含水量大、自然空隙比大、壓縮性高、固結(jié)系數(shù)小、抗剪強(qiáng)度低、土層分布復(fù)雜且物理力學(xué)性質(zhì)差等特點(diǎn)。軟土路基在工程招投標(biāo)開始就應(yīng)該有完備的資料和說明,現(xiàn)階段工程上采用的施工技術(shù)基本上就是換土、填石、修建排水砂層這些方法,最終的技術(shù)要求就是保證路基的穩(wěn)定性,保證具有良好的抗沉降性。在具體的施工中采用的變種方法有很多,隨著技術(shù)和中國(guó)公路建設(shè)的發(fā)展,也引進(jìn)了國(guó)外的一些先進(jìn)方法,在實(shí)踐中證明了這些措施的有效性,但是整體上研究并不是很完美。軟土路基施工的重點(diǎn)就是有效的提高軟土的抗剪強(qiáng)度、降低含水量、提高固化系數(shù)以及提高整個(gè)路基的物理性質(zhì)和力學(xué)性能。
通常采用的換土法,簡(jiǎn)單的來說就是在原有軟土中加入一定的高粘度土、或者水泥等一些列的提高土壤固化型、減小空隙的溶劑,提高路基的各項(xiàng)指標(biāo),使其滿足施工的技術(shù)要求。在實(shí)際施工中技術(shù)要點(diǎn)要關(guān)注,實(shí)際的施工路段的軟土的厚度、天然含水量比值、天然空隙比、壓縮系數(shù)、快剪內(nèi)聚力、靈敏性、內(nèi)摩擦角度等各項(xiàng)指標(biāo)。整個(gè)軟土路基總長(zhǎng)上分段采樣,細(xì)化軟土路基指標(biāo),進(jìn)行量化分類,在置換土層時(shí)候?qū)τ诓煌牧炕能浲敛捎貌煌呐浔?,在?xì)節(jié)上達(dá)到指標(biāo)也控制施工成本,在保證質(zhì)量上,取得效益最大化。
另外采用的是碎石填充法,這種方法的主要的步驟是在原來的軟土路基中,填入片石,片石的填充量最好是與軟土厚度的情況而定,填充后一定要注意壓實(shí),防止出現(xiàn)軟彈現(xiàn)象發(fā)生。在填充片石后,回填土層,回填土層要保證土質(zhì),不能存在其他雜物,破壞改造后路基的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。
經(jīng)常采用方法還包括構(gòu)建排水砂層,這是一種在軟土層形成一個(gè)排水系統(tǒng)的方法,并且可以打入樁基在上才鋪墊人工織物,兩者相結(jié)合,形成排水系統(tǒng)并且平攤均壓,保證路基的穩(wěn)定性和沉降性。其核心的思想就是在填土?xí)r候,原來軟土的空隙被壓縮,固化,原來還有的積水可以通過砂層構(gòu)建的排水系統(tǒng)排除,從而解決了軟土路基的危害。施工中要注意砂層的厚度,并且保證排除的積水被粘土隔離帶分開,在公路邊緣構(gòu)建高效率的排水系統(tǒng),最大程度上改善軟土性能,排除積水。
3.濕陷性黃土路基施工技術(shù)要點(diǎn)
濕陷性黃土是指在自身重力或者上覆物的重力作用下,吸水后使得自身的結(jié)構(gòu)被破壞從而發(fā)生顯著的變形的土質(zhì)。其自身形成的原因歸結(jié)于土質(zhì)的物質(zhì)含量,我國(guó)濕陷性黃土中含有大量的干粉性顆粒物質(zhì),其中主要含量是碳酸鹽等易容性鹽,當(dāng)土壤吸水后干分類鹽容雨水,加上重壓造成土壤的形變,自身的性質(zhì)遭到破壞。濕陷性黃土的主要的特征是土質(zhì)比較均勻、空隙發(fā)育、結(jié)構(gòu)比較疏松;在未吸水時(shí)候強(qiáng)度有保證,壓縮性也比較小,但是吸水后其結(jié)構(gòu)被快速破壞,會(huì)出現(xiàn)較大的下沉,強(qiáng)度也隨著干粉鹽類融水大大的降低。對(duì)于處理濕陷性黃土處理的方法一般有強(qiáng)夯法、墊層法、預(yù)浸水法、深層攪拌樁法,對(duì)于不同濕陷性黃土路基應(yīng)該和里的選擇最優(yōu)比的方法,或者幾種方法結(jié)合達(dá)到最優(yōu)的效果。
第一種強(qiáng)夯法,就是利用外硬力,對(duì)路基進(jìn)行強(qiáng)力打壓,提高自身的固化性。對(duì)黃土進(jìn)行強(qiáng)力的夯擊,改善其濕陷性,提高凝固性。這種從硬力結(jié)構(gòu)上改變濕陷性的做法,對(duì)于濕陷性土質(zhì)比較薄的時(shí)候適用,能夠改善其性質(zhì),其自身的有很多的缺點(diǎn),硬力的作用下土質(zhì)成塊狀的,加之一般含水量比較低時(shí),表面夯實(shí),深層土比較難以夯實(shí),造成不穩(wěn)定因素,在施工后上覆層壓力和含水量增加的情況下,其穩(wěn)定性和抗沉降指標(biāo)都很不好。
廣泛應(yīng)用的就是墊層法,這是在兩千年前就已在我國(guó)應(yīng)用的方法,應(yīng)用不同的墊層有詳細(xì)的分為:素土墊層法、灰土墊層法。主要的區(qū)別就在于素土法吧原有的濕陷性土浸水后回填,再利用硬力改善土質(zhì);而灰土法在原有的土質(zhì)中添加消石灰混合后,回填硬力改變土質(zhì)。它們都是淺層的處理濕陷性黃土的性質(zhì),效果明顯,操作簡(jiǎn)單,成本比較低,適用性比較好。
預(yù)浸水法顧名思意就是在施工前提前用大量水浸濕土質(zhì),使其人為的吸水,在施工前改變土質(zhì),自然濕陷性后,消除土質(zhì)的不良的缺點(diǎn)。一般情況下不單獨(dú)的采用這一種方法,同墊層法結(jié)合應(yīng)用,最大的限度的改善濕陷性黃土路基的性質(zhì),保證工程質(zhì)量。
另一種的方法是深層攪拌樁法它的實(shí)質(zhì)是從土壤的化學(xué)結(jié)成分上改善土質(zhì),比較徹底。一般情況下通過石灰、水泥等固化材料和土壤混合把原有的易溶水性的鹽變?yōu)椴蝗芑蛘唠y溶性鹽,從根本上改造了濕陷性結(jié)構(gòu)。在實(shí)際操作中其有施工簡(jiǎn)單、快捷、無震動(dòng)、低噪聲、基本不擠土等眾多好處。
4.凍土層施工技術(shù)要點(diǎn)
凍土層又名凍原或者苔原,其地質(zhì)定義是在0攝氏度下含有冰水的各種巖石和土壤,根據(jù)凍土的時(shí)間分為季節(jié)凍土和多年凍土,其時(shí)間區(qū)分一般為2.5年為界限。凍土層我國(guó)管飯分布在青藏高原以及接近西伯利亞的寒帶地區(qū),其具有對(duì)溫度極度敏感的特征,其土壤成分中含有并沒有結(jié)晶的水,其自身性質(zhì)極不穩(wěn)定,在凍土層施工存在融化和凍脹兩種難處,其施工難度很大,對(duì)施工技術(shù)要求很高。一般凍土層施工存在以下的幾個(gè)原則:首先允許多年凍土層融化原則,使其完成沉降,到達(dá)施工后的穩(wěn)定性和良好的抗沉降性。其次,控制多年凍土層融化率原則,這樣能夠控制路基的不均勻沉降量和沉降率,達(dá)到控制工程質(zhì)量的目的。最后就是保護(hù)多年凍土層的原則,這是從多年的凍土層施工經(jīng)驗(yàn)得到的,盡量保持原狀態(tài),也能夠給施工帶來比較好的結(jié)果。一般凍土層路基施工采用的方法就是改善路基、保證凍土溫度、或者以旱橋替代路基。
在這么多年的施工中,采用墊土路基或者片石類路基提高填土的高度,改善凍土沉降性,但同時(shí)注意的是不能盲目的制定墊土的高度,通過經(jīng)驗(yàn)有相應(yīng)的計(jì)算方法,必須嚴(yán)格執(zhí)行。在墊土路基的基礎(chǔ)上,應(yīng)該采用保溫材料和熱棒路基或者通風(fēng)管路基相結(jié)合的方法,其最終目的就是保證永久凍土層的溫度,降低凍土層的退化率,保證路基穩(wěn)定性和抗沉降性。
5.總結(jié)
經(jīng)過以上的討論和分析,特殊路基施工的技術(shù)要點(diǎn)必須遵從具體問題具體分析的原則。針對(duì)不同特殊路基特點(diǎn),細(xì)化處理方法,找出相應(yīng)的缺陷,利用相應(yīng)的方法去克服,同時(shí)要優(yōu)化處理方案,把成本、時(shí)間、項(xiàng)目管理都相融合,在工程的整體效益上取舍施工方法,保證整體的利益,這將是基礎(chǔ)建設(shè)大時(shí)代過去后,特殊路基施工必須考慮的要點(diǎn)。
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