袁一夫

(貴州高速公路集團(tuán)公司)

1 高速公路軟土路基的介紹

軟土路基的可靠性以及安全性問(wèn)題一直是高速公路地基維護(hù)的難點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外對(duì)于軟土路基的解釋一直沒(méi)有統(tǒng)一，我國(guó)對(duì)軟土路基的解釋比較寬泛，是指強(qiáng)度較低，含有有機(jī)物質(zhì)的土層。筆者根據(jù)路基的成因以及表現(xiàn)將高速公路軟土路基定義為由有機(jī)物質(zhì)例如粘土和粉土組成的，易于發(fā)生沉降、流動(dòng)的松散土層。軟土路基主要有以下幾個(gè)特點(diǎn):

植物或者其他因素造成路基土質(zhì)的改變，使土層變的較為松散，組成主要包括粘土和淤泥，有著含水量高、縫隙度高的特點(diǎn)，這類(lèi)松散的土層在強(qiáng)度方面有了大幅度的下降，造成土層的承載能力不能達(dá)到路基的要求，一旦路面承受了較大的壓力，就會(huì)使路基發(fā)生變形，變形土層在水力作用下發(fā)生流動(dòng)，容易出現(xiàn)裂縫或者塌陷的狀況。

結(jié)構(gòu)性是軟土路基的重要特點(diǎn)，軟土的破壞會(huì)影響土壤的結(jié)構(gòu)層次，原本土壤的絮狀結(jié)構(gòu)有很強(qiáng)的粘連能力，一旦遭受連續(xù)的破壞，就會(huì)使受力的整體性效果大打折扣，從而造成路基強(qiáng)度的降低。不過(guò)，軟土路基由于存在著流動(dòng)性的特點(diǎn)，在受力之后會(huì)慢慢的進(jìn)行自我恢復(fù)，但是想要達(dá)到原有的狀態(tài)會(huì)需要很長(zhǎng)的時(shí)間。

軟土路基在受到剪應(yīng)力時(shí)強(qiáng)度會(huì)有所降低，就目前我國(guó)在路基技術(shù)上的水準(zhǔn)，在對(duì)路基排水之后，其抗剪強(qiáng)度一般在20MPa以上，當(dāng)高速公路路面發(fā)生較為嚴(yán)重的擠壓時(shí)，其強(qiáng)度會(huì)發(fā)生很大的變化，當(dāng)然前提是路基有排水固結(jié)的能力。另外，路基的強(qiáng)度與固結(jié)的能力成正比。

2 軟土路基問(wèn)題的解決對(duì)策

2.1 凍結(jié)法

凍結(jié)法是指采用二氧化碳或者其他化學(xué)物質(zhì)對(duì)含水量較大的軟土路基進(jìn)行凍結(jié)，凍結(jié)之后的軟土路基會(huì)在強(qiáng)度上有所提升。從凍結(jié)的目的來(lái)看，這種方法是一種機(jī)械式的物理手段，從其使用過(guò)程來(lái)看，這種方法應(yīng)用了化學(xué)的原理，無(wú)論從哪一方面來(lái)說(shuō)，其強(qiáng)化作用還是非常明顯的。制冷劑的投入和設(shè)備的引進(jìn)都會(huì)在一定程度上加大企業(yè)投資的成本，不過(guò)由于其最終效果比較好，所以?xún)鼋Y(jié)法在軟土路基施工中的應(yīng)用還是非常廣泛的。

2.2 鋪墊材料

目前，土建施工中選用的鋪墊材料大多是土工織物，如果在施工中鋪設(shè)一定量的鋪墊材料能夠很好的強(qiáng)化路基的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，鋪墊材料有著很好的延展性，在壓力作用下能夠變形，既防止了材料的損壞，也對(duì)路基的土質(zhì)起到了一定的粘連作用;施工材料的成本較低，鋪設(shè)流程較為簡(jiǎn)便，再加上其抗腐蝕效果較強(qiáng)，在工程施工中一直被廣泛的采用;這種材料在設(shè)計(jì)之初就有著防水的目的，因此卷材的表面會(huì)有很多的空隙，在鋪設(shè)之后會(huì)將路基的結(jié)構(gòu)進(jìn)行隔離，一方面可以將上層的水分進(jìn)行過(guò)濾，另一方面也防止水分過(guò)濾時(shí)帶來(lái)的水土流失;在解決軟土路基沉降問(wèn)題方面，鋪墊材料也有著不錯(cuò)的效果，通過(guò)將路基的土層連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)路基的整體性，即便是因?yàn)橥饬蛘咂渌蛩卦斐傻穆访娉两?，也?huì)保證沉降的均勻。

2.3 石灰等添加劑的使用

與上述的化學(xué)制冷有很大的不同，雖然都是通過(guò)添加化學(xué)材料的方法達(dá)到強(qiáng)化土質(zhì)強(qiáng)度的目的，但是，制冷的目的在于土質(zhì)的冷凍，將土質(zhì)中水的應(yīng)力效果也融入到了強(qiáng)度之上，相比于添加劑的吸水效應(yīng)來(lái)說(shuō)，冷凍效果會(huì)更加強(qiáng)力一些。那么如何針對(duì)現(xiàn)有的土質(zhì)情況對(duì)方法進(jìn)行選擇呢。首先，應(yīng)該遵循經(jīng)濟(jì)性的原則，如果土質(zhì)的含水量較大，那么使用的添加劑就會(huì)越多，這在使用成本上會(huì)有所增加。然后遵循質(zhì)量性原則，如果土質(zhì)較稀、含水量較大時(shí)，冰凍水的作用力效果會(huì)在強(qiáng)度供應(yīng)上有更好的體現(xiàn)，相較于吸水來(lái)說(shuō)有翻倍的效果。最后，遵循土質(zhì)的粘性情況，如果土質(zhì)粘性不高、含水量較小，那就不必采用冷凍的方法，簡(jiǎn)單的添加劑使用不僅可以降低使用成本，而且在強(qiáng)度上也會(huì)更好。添加劑的作用不僅僅表現(xiàn)在吸水之上，它有著凝聚效應(yīng)，其固結(jié)效果也比較不錯(cuò)。

2.4 豎向排水固結(jié)法

豎向排水固結(jié)法是引用了建筑施工中基坑降水的相關(guān)原理，通過(guò)在施工周?chē)蛟焐钏姆绞剑瑢⒌叵滤档偷揭欢ǖ南薅?，然后用水泵將積水抽出。這種方法主要針對(duì)的是土層較厚、軟土飽和的情況，原理較為簡(jiǎn)單，方法也比較直接。但是，這種方法有著一定的缺陷，施工單位在對(duì)地下水過(guò)量抽取之后，很容易造成地面的沉降。因此，在施工之前施工單位需要派相關(guān)的專(zhuān)家對(duì)地形、地下水以及施工進(jìn)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，找到降水的最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)，避免單純?yōu)榱私邓斐筛鼑?yán)重的施工事故。

2.5 水泥的灌注

在軟土路基施工時(shí)，利用相關(guān)的機(jī)械設(shè)備將水泥注入到軟土的路基之內(nèi)，在灌注的過(guò)程中需要對(duì)其進(jìn)行不斷的攪拌，以保證水泥能夠和土層充分的融合，攪拌完成之后需要作風(fēng)干處理，凝固之后的混合材料結(jié)構(gòu)會(huì)比較穩(wěn)固。水泥的灌注有干濕兩種方法，具體的選擇需要根據(jù)施工的具體情況而定，過(guò)程中不僅需要保證攪拌的均勻，其灌注深度、高度也有著比較嚴(yán)格的參數(shù)控制。另外，施工的連續(xù)性需要得到保證，風(fēng)干之后的水泥在灌注時(shí)效果會(huì)大打折扣。

2.6 振動(dòng)擠密法

機(jī)械的振動(dòng)會(huì)使土層的緊密度得到提升，但是，機(jī)械振動(dòng)并不能適用于非常松散、含水量較大的土壤，如果通過(guò)上述做法例如添加劑的使用，會(huì)使壓縮的效果更加明顯，采用振動(dòng)擠密的技術(shù)，應(yīng)該根據(jù)土質(zhì)而定。另外，作為上述方法的輔助工具，會(huì)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

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