高速公路路基設(shè)計及軟土地基處理

時培龍

摘 要： 高速公路是社會上不可缺少的一部分公共基礎(chǔ)設(shè)施，其建設(shè)水平不單單關(guān)系到經(jīng)濟社會的發(fā)展，更會關(guān)系到每一個人的出行安全。由于高速公路整個設(shè)計和施工階段是非常復雜的，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)紕漏都會導致整個高速公路項目出現(xiàn)質(zhì)量問題，進而容易引發(fā)重大的安全隱患。因此，要提高對高速公路路基設(shè)計以及地基處理的重視程度，采取一系列的手段措施來進一步提高高速公路的穩(wěn)定性能，確保其建設(shè)質(zhì)量水平可以滿足既定的規(guī)范要求。

關(guān)鍵詞： 高速公路;路基設(shè)計;軟土地基;處理

【中圖分類號】U416 ? ? 【文獻標識碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.37.113

引言：路基是整個高速公路非常重要的一部分，其建設(shè)的水平?jīng)Q定著整個高速公路的質(zhì)量水平，而其中的軟土地基的情況又是十分復雜，對高速公路建設(shè)有著至關(guān)重要的影響。基于這種情況，就要對軟土地基進行處理，避免其自身的特性對高速公路的質(zhì)量造成影響，通過采取針對性的軟土地基處理措施，來提高高速公路路基的穩(wěn)定性能，最大程度地確保高速公路的質(zhì)量水平，為人們的出行創(chuàng)造有利條件，進而推動高速公路建設(shè)事業(yè)的高速發(fā)展。

1 路基設(shè)計

1.1 基本概念

黃土路基、軟土路基和鹽漬土路基是根據(jù)土層性質(zhì)的不同而分成的三類路基，對路基的設(shè)計過程中主要會涉及到路塹設(shè)計、路堤設(shè)計和路基排水等內(nèi)容。高速公路路基寬度是將路面寬度和路肩寬度加起來，而且還要以高速公路實際的交通量為依據(jù)賴進行設(shè)定。對于一些高等級的高速公路，可以適當?shù)貙β访孢M行加寬。路基設(shè)計中的高度設(shè)計是指高速公路開挖的路塹深度和填筑的路堤高度，路基高度主要分為邊坡高度和中心高度。在分層壓實路堤填土時，要保證密實度。開挖土質(zhì)路塹時要與設(shè)計標高一致，在此過程中還要檢驗路基在天然狀態(tài)下頂面工作區(qū)的密實度，要進一步達到一定的密實度還要在必要時分層挖開、夯實。

1.2 設(shè)計原則

路基設(shè)計是整個高速公路建設(shè)的一項基礎(chǔ)性工作，需要按照相應(yīng)的設(shè)計原則來進行設(shè)計，充分地確保在外部荷載壓力的作用下高速公路路基可以保持穩(wěn)定。而且，在經(jīng)過長時間的外部壓力之后，高速公路的路基出現(xiàn)一定程度的形變，對于形變的問題是不可避免的，但是要將形變的程度控制在一定的范圍內(nèi)，不然會對高速公路產(chǎn)生非常不良的影響。在對高速公路路基設(shè)計的過程中，要以實用性和安全性的原則為根本依據(jù)，而且還要根據(jù)高速公路的實際情況來進行充分的調(diào)研，這是因為不同高速公路之間存在較大的差異，車流量、荷載量等內(nèi)容都是不盡相同的，相應(yīng)的對高速公路路基穩(wěn)定性的要求也就要發(fā)生改變。

2 軟土地基特點

軟土地基在公路工程項目施工中是非常常見的，由于其自身的強度較弱，會導致壓縮性比較強，并且含有的有機物質(zhì)也比較多，綜合來看，軟土地基有以下的特點：第一，軟土地基的高壓水性，由于軟土中的縫隙比較大，所以其含水量會大大提高，并且其中會存在一些微生物，這些原因都導致了軟土地基的壓縮性比較強，穩(wěn)定性比較弱。第二，軟土地基的透水性是非常低的，處于水平位置的軟土地基一般是不能夠透水的，這就導致了排水固結(jié)工作難度大大提高，而且由于高水壓的作用，在巨大的承載壓力下，軟土地基的強度也會逐漸被削弱。第三，軟土地基主要是絮凝狀沉積物，一旦經(jīng)受外力損傷，就會導致土體的結(jié)構(gòu)遭到破壞，相應(yīng)的強度就會大大減弱，或者會出現(xiàn)土體稀釋的情況。這就是軟土地基的觸變性，在承受到巨大壓力之后，會非常容易出現(xiàn)側(cè)向移動、沉降等現(xiàn)象。由于軟土地基自身的特點，決定了對其進行技術(shù)處理的必要性，不然會對整個公路工程項目造成巨大的損害。

3 高速公路工程軟土地基施工處理技術(shù)

3.1 凍結(jié)處理法

凍結(jié)處理法是利用軟土路基中含水量較大的特點，通過物理的手段人工提高軟土路基的承載能力。在實際施工當中，通常是以氮和二氧化碳膨脹的原理為基礎(chǔ)進行操作，主要手段為應(yīng)用大量的冷凍劑。這一方法具有操作簡單、處理效果好的優(yōu)勢，但也由于其對于化學原料的應(yīng)用導致工程造價較高。應(yīng)用此方法時，應(yīng)先對軟土路段使用壓路機進行碾壓，當檢測符合施工標準后再進行冷凍機和配套設(shè)備的應(yīng)用。因此，在選擇這一處理方法時，應(yīng)結(jié)合當?shù)氐木唧w地質(zhì)指標和工程質(zhì)量要求進行選擇。對于本身軟土穩(wěn)定性尚可、工程質(zhì)量要求較為一般的地區(qū)可以綜合工程總體造價情況，酌情使用其他處理手段。但是由于高速公路對質(zhì)量要求高，所以本技術(shù)在實際建設(shè)中也取得了較為廣泛的應(yīng)用。

3.2 碎石樁加固技術(shù)

針對于軟弱黏土區(qū)域或素填土地基的施工，常常會應(yīng)用碎石樁加固技術(shù)。這項技術(shù)在操作過程中需要提前在地基上選定好孔位，通過振動設(shè)備對其進行振動或沖擊，從而能夠在土層中形成一定深度的孔洞。值得強調(diào)的是，利用水壓對其進行打孔時，要保證孔的底部結(jié)構(gòu)不會因此破壞，一旦發(fā)現(xiàn)孔的深度過高時，應(yīng)該立即停止操作。在對孔進行清理的過程中，通過循環(huán)來減低泥漿中的泥沙含量，然后在里面填充砂石，再對其進行振搗，使砂石間的間隙變小并使碎石向周圍的黏土擠壓，從而最大程度地提高其緊密性，這樣才能夠讓碎石樁的強度更高。通過進行碎石樁加固技術(shù)能夠讓軟土地基具備較高的抗壓能力，且抗沉降性能較好。在應(yīng)用碎石樁加固技術(shù)的過程中，還可以在碎石中加入水泥和煤灰等物質(zhì)，這樣可以提高其使用性能。碎石樁技術(shù)經(jīng)過發(fā)展已經(jīng)較為成熟，而且成本較低、施工簡便，土層中的含水量高低對其影響不大，因此，這一技術(shù)在公路工程施工過程中得到了廣泛的應(yīng)用。

3.3 換填處理法

換填法軟土地基處理技術(shù)應(yīng)用起來比較簡單，在軟土地基表層鋪設(shè)砂礫層，并開展夯實施工，使得軟土地基穩(wěn)固性得到更好增強，同時也能夠提高軟土地基的承載能力。不同公路工程軟土地基的情況不盡相同，相應(yīng)的處理方式也要有所改變，要充分地根據(jù)施工方案內(nèi)容，采用質(zhì)量過硬的換填施工材料，可以采用大顆粒砂礫石較多的施工材料。對路基溝槽進行施工時，可以在路基溝槽內(nèi)部加入適量砂礫石，如果路基溝槽內(nèi)部存在大量積水，則需要立即將積水徹底地清理干凈，只有將雜物全部清理之后，方可填充砂礫石材料。公路地基處理人員在填筑砂礫石時，需要對鋪設(shè)完畢的砂礫石采取分層夯實方法進行處理，并嚴格控制好砂礫石含水率，如果砂礫石的含水量過大，會影響鋪設(shè)完畢砂礫石夯實效果。

3.4 高壓噴射注漿法

高壓噴射注漿法是通過利用高壓鉆孔機對軟土地基進行鉆孔，然后把帶有噴嘴的注漿管插入土層預(yù)定處，不斷向外部噴射水泥漿。這一技術(shù)針對含水量較大、強度較低的軟土會有比較明顯的作用。通過高壓噴射注漿法，能夠大幅度地減少軟土地基中的含水量，避免軟土地基由于承載能力不高導致的地基變形的情況發(fā)生，從而對軟土地基起到加固的作用。但是這一技術(shù)在應(yīng)用過程中也要注意一些問題，針對于含水量比較低的軟土地基，高壓噴射注漿法起不到很好的效果，這就要求在施工過程中要針對不同的地質(zhì)情況針對性地選擇合適的技術(shù)進行施工處理。

3.5 表面排水施工技術(shù)

表面排水施工技術(shù)是將添加劑等物質(zhì)添入施工表層的黏性土當中，通過這種操作可以最大程度地提高軟土地基的穩(wěn)固能力。通過表面排水技術(shù)，也會改善和優(yōu)化軟土地基強度弱和壓縮性強的問題。針對于含水量較大，并且土層比較薄的軟土地基，可以充分地應(yīng)用砂墊層，從而降低水位，為后續(xù)的施工創(chuàng)造有利條件。倘若在施工過程中軟土地基發(fā)生不均勻沉降，那就要強化對于地基表層的強度問題以及寬度問題的重視程度，對軟土地基寬度以及強度進行嚴謹?shù)臄?shù)據(jù)分析，選擇科學合理的鋪墊材料，最大程度地保證軟土地基的穩(wěn)固性能。

3.6 高強度夯實法

就當下的高速公路工程而言，針對于不能夠很好抗壓的軟土地基來說，可以使用高強度夯實法。在原來的高速公路的施工過程中，施工人員使用的施壓方法強度比較低，這樣是不能夠提高軟土地基的抗壓能力的，不能夠?qū)浲恋鼗鸬胶芎玫撵柟绦Ч?。所以，在這種情況下，高強度夯實技術(shù)應(yīng)運而生，能夠很好的解決軟土地基抗壓性不強的問題。然而高強度夯實法也存在一定的問題，由于夯實的強度比較高的原因，會導致施工要耗費很長的時間，所以，為了能夠更好地發(fā)揮出高強度夯實法的技術(shù)優(yōu)勢，要在開始進行施工之前，要對施工的設(shè)備進行嚴格的檢查，充分地確保施工設(shè)備可以高效運行，從而提高軟土地基的施工效果。

結(jié)束語：綜上所述，軟土地基的技術(shù)處理是高速公路工程項目施工中的重中之重，而且操作起來也有一定的困難程度。所以，要對軟土地基自身的特點進行深入的分析，充分地了解軟土地基存在的不足，然后采取相應(yīng)的措施來對這些問題進行彌補，最大程度地確保道路橋梁工程項目的質(zhì)量安全，為人們的出行活動創(chuàng)造一個好的條件，推動道路橋梁工程建設(shè)的良性發(fā)展。

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