公路工程軟土路基施工技術(shù)應(yīng)用研究

孫 銘 書

(1.太原理工大學(xué),山西 太原 030000； 2.武警交通第九支隊(duì)，北京 100000)

公路工程軟土路基施工技術(shù)應(yīng)用研究

孫 銘 書1，2

(1.太原理工大學(xué),山西 太原 030000； 2.武警交通第九支隊(duì)，北京 100000)

從換填法、水泥深層攪拌樁法、砂石墊層法、強(qiáng)夯法、排水固結(jié)法等方面，介紹了公路工程軟土路基施工的常用方法，并分析了各種方法的技術(shù)原理和適用范圍，有助于公路工程選擇出科學(xué)合理的路基施工方案。

公路工程，軟土路基，強(qiáng)夯法，換填法

1 公路工程軟土路基施工技術(shù)

1.1 換填法

在公路工程施工建設(shè)的過程中，要特別注意軟土路基的施工要求，要根據(jù)軟土路基的深淺情況進(jìn)行施工方法的選擇，在地基基礎(chǔ)比較淺的情況下，可以選用換填法，換填法的主要施工方式又包括了挖填法、拋石法、爆破法。挖填法適用于軟弱表層地面，因?yàn)檫\(yùn)用這種方法不但有利于排水的處理，還可以方便挖填操作，同時(shí)還可以對不符合要求的土層進(jìn)行及時(shí)的清除，并回填合適的材料，而且要將挖填的深度控制在2 m以內(nèi)。在不方便排水的地段可以選擇拋石法，只要這個(gè)地段有方便采集的石料并且涂層厚度小于3 cm且便于采挖就可以滿足拋石法所需要的條件。這種方法主要將石片從兩邊拋擲向路中間，且石片大小要大于30 cm，從而將軟泥擠向兩邊，然后進(jìn)行壓實(shí)，最后鋪設(shè)反濾層，完成整體施工，見圖1。

1.2 水泥深層攪拌樁法

水泥深層攪拌樁法也是軟土路基施工中常見的一種方法，其主要的媒介是硬化后并且輕度較高的水泥，利用這種水泥作為軟土成長的溫床，并且遵循軟土自身的特點(diǎn)，將水泥逐漸的滲透到軟土中去，以此來提高軟土的堅(jiān)硬度。并且在水泥和軟土充分融合之后發(fā)生一些反應(yīng)，還可以有效的增加軟土自身的強(qiáng)度，延長軟土沉降的出現(xiàn)，有效防止變形的發(fā)生。同時(shí)這種方法的有效應(yīng)用還能在一定程度上減少地基的沉降量，增強(qiáng)地基的承載力，進(jìn)一步保證邊坡的穩(wěn)定性。在實(shí)際的施工過程中，要對特殊路段進(jìn)行特殊處理，按照相關(guān)要求進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，按照規(guī)定進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)施工，充分發(fā)揮水泥深層攪拌樁法的優(yōu)勢，將事故發(fā)生率降到最低。

1.3 砂石墊層法

砂石墊層法主要應(yīng)用在路堤與脆弱土層的深度相對較低，并且在2倍的頂點(diǎn)高度之下的情況中，這種方法主要是在路基下面的土層上鋪設(shè)砂礫和碎石塊。在這個(gè)施工過程中，一般情況下施工耗時(shí)會(huì)比較長，因此應(yīng)該嚴(yán)格控制對土壤的填埋的速度。遇到路堤較高且脆弱土層的深度已經(jīng)超過5 m的情況，為了增加地基的穩(wěn)固性，就可以采用砂井方法，使地基在一些技術(shù)如高壓噴水、鉆探技術(shù)的作用下，最終出現(xiàn)井孔，之后再向井孔內(nèi)倒入合適的砂料。三向排水凝固是砂井技術(shù)的基本工作原理，并且井距和直徑對比要大出8倍～10倍，為了確保排水順利的凝固，砂井深度需要穿越呈梅花形或矩形分布的地基承載面與滑動(dòng)面。

1.4 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法主要建立在物理學(xué)理論的基礎(chǔ)上，對路基有著極好的加固作用，這種方法主要是借助動(dòng)能和勢能之間的互相轉(zhuǎn)換加上大型起重機(jī)的重量擊打?qū)σ恍┑鼗吝M(jìn)行加固，例如：煤灰、碎石礫、濕潤性黃土與飽和度較低的粘性土等。加固可以很好的加強(qiáng)路基的壓力，達(dá)到密實(shí)土層結(jié)構(gòu)的最終目的。不過強(qiáng)夯法在施工過程中產(chǎn)生的噪聲污染較大，這也是它的一大缺點(diǎn)，所以不適合在靠近居民區(qū)的工地施工。如果想選用強(qiáng)夯法進(jìn)行施工，那么也要以工程的具體情況為依據(jù)進(jìn)行取舍，見圖2。

1.5 排水固結(jié)法

這里所說的排水固結(jié)法，具體就是在對軟土路基的施工中，使用人為方法進(jìn)行排水通道的鋪設(shè)，同時(shí)結(jié)合科學(xué)的排水技術(shù)將路基中多余的水通過排水通道排出，這樣一來就可以很好地縮小軟土內(nèi)部的空隙，使路基更加牢靠，起到提高穩(wěn)定性和牢固性的目的。這種方法主要由加壓和排水兩個(gè)系統(tǒng)所組成，根據(jù)施工現(xiàn)場的主要情況，對這兩個(gè)系統(tǒng)主要采用的是事先加載預(yù)壓和逐步分級加載預(yù)壓的方法，逐漸的將土壤中的孔隙水固結(jié)，達(dá)到提高路基抗壓強(qiáng)度的最終目的。簡單來說，排水固結(jié)法就是一項(xiàng)將土層中的水逐漸排出，最大限度縮小軟土中的空隙，最終形成地基的固結(jié)變形的一項(xiàng)工程，其主要也利用了飽和土和軟粘土的荷載作用。

2 工程實(shí)例

軟弱粘性土具有著固結(jié)時(shí)間差、壓縮性高、強(qiáng)度低、流變性強(qiáng)、透水性小的特點(diǎn)，在我國許多內(nèi)陸地區(qū)，尤其是長江中下游，這種軟弱粘性土廣泛的分布在河流、湖泊谷底等地區(qū)。因此也給這個(gè)地區(qū)公路的修建工作帶來了巨大的困難和阻礙，在這個(gè)地區(qū)進(jìn)行路基施工時(shí)很容易發(fā)生路基沉陷現(xiàn)象。在這種情況下，就可以加強(qiáng)對有限軟件的利用，科學(xué)計(jì)算出堆載預(yù)壓軟土路基的固結(jié)度，同時(shí)加入三維理論分析法，準(zhǔn)確的將軟基固結(jié)度推算出來。

本文所列舉的工程在對軟土地基進(jìn)行加固的時(shí)候主要利用的是塑料排水板，這種方法對施工現(xiàn)場場地的平整度有著很高的要求，在塑料排水板插入之前要先將施工場地的整體地面進(jìn)行平整，之后再進(jìn)行碎石墊層和土工布的鋪設(shè)，只有完成以上工作后才可以進(jìn)行塑料排水板的順利插入。自從20世紀(jì)30年代以后，在單位課題中就逐漸應(yīng)用了Terzaghi單向固結(jié)理論，這種理論所采用的一個(gè)基本的假定就是彈性理論計(jì)算所得總應(yīng)力決定了土體受荷后初始的孔隙水壓力分布情況。在應(yīng)用這個(gè)理論進(jìn)行固結(jié)度計(jì)算的時(shí)候，單純的將土層總的平均固結(jié)度理解為徑向平均固結(jié)度和豎向平均固結(jié)度共同作用引起的?？紫端谝淮斡忠淮蔚募虞d過程中，都經(jīng)歷了從增長到消散的過程，并且伴隨著時(shí)間不斷增強(qiáng)，孔隙水的壓力也在不斷地降低，這就說明了附加總應(yīng)力不斷的轉(zhuǎn)化為了土體的有效應(yīng)力，此時(shí)土體的固結(jié)程度明顯，孔壓消散速度不斷加快，后期的孔壓逐步穩(wěn)定。

3 結(jié)語

在公路施工中軟土路基施工技術(shù)有著無法替代的地位和作用，其施工質(zhì)量的好壞直接影響著整個(gè)公路工程的正常使用。所以說，在對公路軟土路基進(jìn)行施工的時(shí)候要加強(qiáng)新技術(shù)新設(shè)備的利用，提高整個(gè)路基施工的質(zhì)量水平，延長公路工程的使用壽命。所以，面對公路施工中的軟土路基問題要采取科學(xué)的方法進(jìn)行施工，保障公路的正常安全使用，防止交通事故的發(fā)生。只有不斷提高公路工程施工技術(shù)，重視軟土路基問題的發(fā)生和發(fā)展，才可以從根本上順應(yīng)我國交通事業(yè)的發(fā)展需求。

[1] 賀 昆.以江西某公路工程為例淺析公路工程軟土路基施工技術(shù)[J].珠江水運(yùn)，2014(11):74-75.

[2] 郝 建.新形勢下公路工程軟土路基施工技術(shù)分析[J].交通世界(建養(yǎng)·機(jī)械)，2015(5):66-67.

[3] 邢敦成，李雄輝.高速公路工程軟土路基施工技術(shù)研究[J].建材與裝飾，2016(3):269-270.

The application research on soft soil sub-grade construction technology in highway engineering

Sun Mingshu1，2

(1.TaiyuanUniversityofScienceandTechnology,Taiyuan030000,China;2.TheArmedPolicenineNineDetachmentofthePeople’sRepublicofChina,Beijing100000,China)

From the replacement method, cement deep mixing pile method, sand cushion method, dynamic compaction method, drainage consolidation method and other aspects, this paper introduced the common methods of highway engineering soft soil sub-grade construction, and analyzed the technical principle and application scope of various methods, helpful to the highway engineering select scientific and reasonable sub-grade construction scheme.

highway engineering, soft soil sub-grade, dynamic compaction method, replacement method

1009-6825(2017)01-0156-02

2016-10-22

孫銘書(1985- )，男，在讀工程碩士，工程師

U416.1

A