软土地区路基施工毕业论文

分析高速公路路基工程的施工论文

公路工程中路基工程是关键工程之一,路基工程质量的好坏,关系到整条公路质量的优劣。就其工程质量而言,有很多不尽人意的地方,存在一些不同程度的质量问题;公路建设质量来讲,有些还存在路基压实不够、路基沉陷、路面平整度差、桥头跳车、路面早期破坏、外观质量差等质量通病。高速公路路基工程施工过程中,建筑结构物与土方路基施工既相互制约,又相互促进,是矛盾的统一体。要正确认识其中的联系,正确组织好建筑物和土方路基施工,协调好二者的关系,不仅可缩短工期,保证工程质量,而且能减少工程造价,提高经济效益。

1.高速公路的路基工程概述

高速公路的路基顶面宽度, 比一般公路横面要宽一些。我国4车道高速公路路基宽度, 规定为20~26m。美国高速公路采用较宽的中间带,4车道的路基宽度用到30~35m。日本及其他许多国家的路基宽度,大部分与我国规定的宽度相近。路基高度在受河流洪水或洼地积水影响的路段, 由设计洪水频率或积水位高程决定。我国规定的高速公路设计洪水频率为1/100。不受洪水影响的路段, 其路堤填土高度未作特别规定, 可按一般公路路堤的填土高度进行设计, 在受地面积水或地下水影响的路段,其路堤填土高度应高出自然地面0.8m以上。过去对高速公路的路堤高度,认为以偏高为好,有不少人认为,路堤高则有利于防止人畜横穿公路,有利于设置地下通道或拖拉机立交。近年来有许多国家,从节约土方工程量、节约用地和有利于行车安全出发, 倾向于采用低填土路堤。低路堤自重轻, 有利于软土地基的处理。由于高速公路采用多层次的、很厚的路面结构层, 毛细水对路面的危害, 比较容易处理。如果采取稍复杂的截排地下水或地面水的技术措施, 即使增加一些工程费用, 也要比加大填土的工程费用。

2.高速公路路基病害类型及原因分析

2.1路堤沉陷变形

有些高速公路所经软基地段,在设计和建设中采取了堆载预压法、沙垫层、塑料排水固结法、粉体搅拌桩法、碎石桩和沙桩等多种方法进行处治,而且均采用了过渡性沥青路面, 待其沉降稳定后,再进行路面处治。但常发现局部路段沉陷较大,有些水泥混凝土面板产生错台、裂缝甚至断板与地基的这种较大的不均匀沉陷有关。有的地段虽不属软基,但由于排水不畅, 积水难以迅速排走,从而引起地基下的干湿循环效应,导致不均匀胀缩变形, 这也易引起不均匀沉降。在膨胀土路段,这种堤身下陷更加明显。路堤的.不均匀沉陷对水泥混凝土路面危害十分严重, 由于混凝土面板几乎坐落在路基和基层、垫层组成的“浴盆”之中,一旦路堤不均匀沉陷,在面板下会形成不均匀支承,出现脱空,水会通过面板的接(裂)缝渗入其中,在行车荷载的反复作用下不断地冲刷和淘空, 最后形成淤泥、错台、断板等现象。这不仅影响行车舒适性,也会使路面使用寿命下降,增大了养护维修费用, 而且养护维修又不可避免会影响干扰交通,从而使运营效率降低。

2.2路基边坡破坏

高速公路沿线路基边坡破坏的主要类型有剥落、破碎、滑坍、崩坍、塌坍、泥流、滑坡等。剥落是路堑边坡表土或风化岩面在干湿循环、冷热循环和盐分的搬运迁移引起盐胀和风化等作用下, 使得零碎薄层成片从边坡坡面滑落的现象。碎落主要是胀缩、水的侵蚀与冲刷以及车辆等引起的震动使得块状碎屑滚落下来的现象。这些剥落物落入边沟, 会影响排水, 甚至妨碍交通畅通。这两种病害在路堑边坡中均较常见。滑坍是土体或岩体沿一定滑动面向下滑动现象, 主要原因是坡体有倾向公路的软弱构造面或夹层,在施工扰动、水的冲蚀作用下, 使其平衡破坏, 出现滑动。崩坍主要指陡峻斜坡上的巨大岩体或土体脱离母岩, 突然而迅猛地由高而下倾倒、翻滚、崩落的现象。滑坡是岩体整体下滑现象, 其危害和严重性较前面几种更加厉害, 破坏性更大。此三类病害有可能毁坏公路,破坏交通设施, 使交通中断, 严重影响行车安全。路堤边坡的变形和破坏与施工、养护及集中降水都有关系。有些高速公路, 雨量集中, 路面汇水量大,这些水体若对路堤边坡形成直接冲刷, 破坏性是十分明显的。虽然沿线许多路段路面都采用了集中排水形式, 但要注意各排水设施间的衔接, 否则危害更大。如急流槽的出口处防渗加固措施不力, 极易形成集中冲刷, 导致边坡坡脚的淘空, 使边坡失稳滑坍, 甚至使整个道路中断。

2.3排水设施破坏或失效

高速公路沿线排水设施的破坏, 主要集中体现在边沟因边坡剥落等原因而淤积阻塞;排水沟渠因沟底纵坡不当而出现冲刷或淤积;沟底加固被水冲刷后失效而使得水下渗淘空:各种排水设施的衔接处脱节, 使排水系统不完整等。另外,一些设在平原微丘区的路段, 排水设施同农田水利设施交叉干扰很大, 有时会导致公路排水设施的人为破坏。地下水易引起岩溶、管漏、湿陷、次生盐渍化、路基含水量增大、边坡滑坍等病害, 而地下排水设施因隐蔽性而难于检修, 因此, 要保证地下排水设施设计位置合理、形式正确, 同时要严格保证其施工质量, 使其牢固可靠。

3.路基工程施工技术探讨

排除了自然因素的破坏,就要加强人为的防护。对于高速公路的路基的破坏成因,要想减少损失,就要从起因抓起:

3.1软土路基技术的保障

(1)路基换填法。淤泥及软土厚度小于2m时,在路基施工范围内可将淤泥、软土全部挖除,使路堤筑于基底或换填渗水性强的土层上。

(2)强夯法。对于饱和度较高的粘土或淤泥质土路基,强夯法处理的效果不明显,但近年来国内相继采用在夯坑内回填块石、碎石、砂或其他颗粒材料,通过夯击排开软土,从而在地基中形成块(碎)石墩,称为强夯置换法。

(3)土工布软基处理法。当路基的土体松软、土壤潮湿、地下水位高时,以土工布摊铺底层,并拉向边坡作防护,有利于排水,使荷载均匀分布从而加强路基的稳定。在高填土路堤,可适当分层使用土工布,加强路堤刚度。与砂垫层配合使用效果更好。

3.2排水设施的设置与维修

路基受水的影响最明显也最敏感, 路基的变形特性和强度特性都与含水量有关。而路基的强度变形特性又会影响路面结构的强度、刚度、稳定性和表面平整性等, 因而为使路基处于良好的工作状态, 最好的办法就是设置良好的排水系统, 并经常性进行养护与维修, 以保证排水通畅。

4.结语

公路路基是路面的基础,路基的强度与稳定性是保证路面强度与稳定性的基础条件。其稳定性在很大程度上受当地自然条件的各种因素影响,如地形、气候与水文地质等,同时影响路基稳定性的还有人为因素,如荷载作用、路基结构、施工方法、养护措施等。路基施工技术难度不大,但工艺比较复杂。在施工中会遇到各种各样不同的环境条件的制约,只要始终坚持技术标准,注意加强施工管理,强化质量意识,就一定会提高路基路面的耐久性。

软土路基处理技术探究

软土路基不能简单的只按路基条件确定，因填方形状及施工状况，有必要在充分研究填方及构造物的种类、形式、规模、路基特性的基础上，判断是否应按软土路基处理。下面是我为您整理的软土路基处理技术探究论文，希望能对您有所帮助。

摘要: 近年来，在道路工程建设中软基处理问题也日益成为影响工程造价和道路施工质量的主要因素，并且越来越受到人们的关注。因此，对道理软土路基处理技术的研究也具有重大意义，本文首先对软土路基的概念及特性进行了说明，并详细探讨了几种软土路基常见的处理技术。

关键词: 公路;软土路基;加筋土;水泥搅拌桩;排水固结

一、软土路基的概念及其特性

(一)软土路基的概念

主要有粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、空隙大的有机质土、泥炭土以及松散砂等土层构成，他们的成员结构和形态虽然不同，但都有含水量大、压缩性高、强度低和透水性差的特点。软土路基不能简单的只按路基条件确定，因填方形状及施工状况，有必要在充分研究填方及构造物的种类、形式、规模、路基特性的基础上，判断是否应按软土路基处理。

在道路建设过程中，有些软土地基填筑过程中就因路基变形，无法定型铺筑路面;有的勉强铺出了路面，但软基变形，未待交工验收，路面就开始失稳;有时在运行中变形，不但要年年整治，耗费大量人力、物力和财力，而且影响行车安全，中断交通。在软土地基上修建道路，首先要进行加固处理;因此，加强对软基处理效果的研究，对于确保道路工程质量意义重大。

(二)软土路基的特性

我国各地不同成因的软土都具有近于相同的共性，主要表现为：1.天然含水量高，孔隙比大。含水量在34%～72%之间，空隙比在1.0～1.9之间，饱和度一般大于95%，液限一般为35%～62%，2.透水性差。大部分软土的渗透系数为10-8～10-7㎝/s。3.压缩性高。压缩系数0.005～0.02，属高压缩性土。4.抗剪强度低。我国软土天然不排水，抗剪强度小于20kpa,有效内摩擦角20～350。在荷载的作用下,如果软土路基能够排水固结，软土抗剪强度将产生显著变化。软土排水固结速度越快，则其强度改善效果越明显。5.具又能变性。一旦受到扰动，土的强度明显下降，甚至成流动状态。6.流变性显著。在剪应力的作用下，软土承受剪应力的作用产生缓慢了剪切变形，并可能导致抗剪强度的衰减，在固结沉降完成后，软土还可能产生可观的次结沉降。

二、公路工程软土路基的处理技术要点

(一)软土路基浅层的处理方法软土地基浅层处理是指对路床处理深度不超过5m，处理的方法主要包括加筋土法、强夯法、换填法和抛石挤淤法等，下面一一作详细阐述。

1.加筋土法。

加筋土法是将土工织物或者是土工栅格等植入地基土中，两者形成一个整体，增大压力扩散角，从而提高地基的承载能力，减少其沉降。加筋土法一般适用于回填土形成的路堤，适用于软土、砂土和粘性土。土工栅格通常可与砂垫层共同作为一层，通过这一层将堤身荷载传递到软土地基中去，这一层具有与路堤本身与软土地基不同的刚度，它既是路堤的柔性基础，又是软土固结时的排水面。通过这一垫层的处理后，地基变得均匀，施工速度快、路基中心最终沉降量比不铺土工合成的材料要小，路堤的侧向变形也将由于设置土工格栅而得以减小，能够较为迅速的达到提高地基承载力和稳定性的目的。

2.强夯法。

强夯法是使用起重设备，将大重量(80～300KN)和一定外形结构规格的夯锤起吊至某一高度(一般为6～30m)后，自由下落，给地基土以强大的冲击能量的夯击，是地基土产生强烈的震动和很高的动应力，将夯面以下一定深度地土层夯实，以增大地基的承载力和稳固性，降低压缩性的一种软土地基处理方法。由于夯击能力大，加固深度也大，对于一般的软土地基加固有着良好的效果。它是一种快速加固软基的方法，施工设备简单，施工工艺操作简单，不需要加固材料，费用低、周期短，适用土质范围广，加固效果显著，可取得较高的承载力，一般地基强度可提高2～5倍;变形沉降量小、压缩性可降低2～10 倍;加固影响深度可达6～10m，土粒结合紧密，有较高的结构强度，是一种常用的软土地基处理方法。

3.清淤换填法。

这是最常用的.方法，这种方法是全部或部分挖去软弱土，用良好土换掉软土、淤泥土的方法。取材方便时尽量换填渗水性土，目的为保证填筑的稳定和减少沉降量。它适用于表层淤泥质、泥炭土、无硬壳、厚度不超过3m和地区排水施工的情况.开挖时深度在2m内，用人工或机械直接清除至路基范围以外堆放或运至取土坑还田;深度超过2m时，要由端部向中央分层挖除，并修筑临时便道，由汽车运载出坑;换填的深度要根据承载力确定。

4.抛石挤淤法。

在湖塘、河流或积水洼地、常年积水且不易抽干，软土厚度较薄，采用抛填片石，片石不宜小于30cm。抛填时，自中线向两侧展开，横坡陡于1：10时，自高向低展开抛填，使淤泥向两边挤出，片石抛出水面后应用小石块填塞垫平，以重型压路机碾压，其上铺反滤层，再进行填土。

(二)软土路基深层的处理技术

1.水泥搅拌桩加固。

(1)加固原理。水泥搅拌桩加固的基本原理是基于水泥加固土的物理化学反应过程，利用机械设备将水泥喷入待处理的道路软土路基内，并不断上下搅拌均匀，促使水泥与土发生水解和水化反应并形成凝胶体，最终形成一种稳定的结构整体，从而提高土地的整体强度，满足路基使用承载力的要求。

(2)加固方法。水泥搅拌桩根据施工方法可分为湿法和干法两种。湿法搅拌桩是利用水泥作为固化剂，通过机械进行持续的深层搅拌，在路基深处将软土和固化剂强力搅拌，形成有足够的强度的复合地基。水泥搅拌桩加固分为浆喷法和粉喷法，当土质的天然含水量大于30%，塑性指数大于10时，一般采取粉喷法。因为一般情况下，相同的搅拌时间内，粉喷法比浆喷法处理的软基强度要高，但是浆喷法施工便利，容易控制施工质量。

(3)施工中应注意的问题。水泥搅拌桩必须根据试验确定的技术参数进行施工，施工应控制钻机下钻深度、喷粉高程以及停灰面以确保搅拌桩有足够的长度。在喷粉接桩时，须保证喷粉重叠长度大于1m。搅拌桩施工时，水泥的泵送过程必须连续，固化剂的用量误差应控制在1%之内。完成搅拌施工后，将钻头提离地面，开启空压机清除管道及喷咀中的残余粉体和附着泥土，然后桩机移向下一桩位。

2.排水固结法

在软土地基上加压并配合内部排水，加速软土地基的排水，加快软土基固结的处理方法称为排水固结法。适用于处理各类淤泥、淤泥质粘土及充填等饱和黏性土地基，主要有以下几种加固方法：

(1)加载预压法和超载预压法，该方法是一处理软黏土、粉土、有机质沉淀物和杂填土，简易可行、效果显著，有成熟理论，处理土质较均匀;但需要时间长，且需搬运大量土石方。

(2)砂井(各种塑料排水板)：该方法适用于无机质软粘土，该方法有成熟的设计和施工经验及计算理论，常和加载预压结合，效果可行，但是施工和预压需数月时间。

(3)真空预压法：适用于处理软黏土，可避免搬运土石方的麻烦，但预压力有限，处理深度不大。

3.高压喷射注浆法。

高压喷射注浆法是将带有特殊喷嘴的注浆管置于土层预定深度，以高压喷射流使固化浆液与土体混合，凝固硬化加固地基土体的方法。它适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。高压喷射注浆法在意大利、日本和联邦德国得到较快的发展，意大利和Radio公司还开发了可同时在钻进中检测地层土质、机器控制和自动调节设计浆量并收集反馈信息的机械，国内也很重视并已进行过一些探索性试验。

参考文献

[1]许志军.软土地基和预压法地基处理[M].北京机械工业出版社,2010.

[2]韩莹莹.软土地基处理方法综述及其应用[J].中国水运，2012.5.

[3]张晓青.浅谈几种软土地基处理方法[J].计算机建筑2014.6.