淺析公路軟基處理及其路基填筑施工技術(shù)

楊 鵬

(山西運(yùn)城路橋有限責(zé)任公司,山西 運(yùn)城 044000)

0 引言

所謂軟土路基是指抗剪強(qiáng)度低、壓縮性大的軟弱土層，主要為飽和軟粘土，在天然地層剖面上，它往往與泥炭或粉砂交錯(cuò)沉積。這使得軟土路基具有含水量大、孔隙比大、壓縮性高、滲透性差、承載力低等特點(diǎn)。一般，公路工程建設(shè)可能會(huì)涉及到軟土路基，因軟土路基的承載力較低不符合施工要求，需要采用適合的有效的施工技術(shù)加以處理，提高地基的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性。

1 公路軟基處理的分析

1.1 水泥攪拌樁

它是一種非常有效的軟土路基處理方法，主要是利用水泥、水配制成漿液等作為固化劑，利用攪拌機(jī)將固化劑噴入軟土路基當(dāng)中，并且有效攪拌，促使軟土與固化劑有效融合，此時(shí)兩者能夠發(fā)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，最終使軟土凝結(jié)成一定強(qiáng)度的泥漿樁體，提高地基的穩(wěn)固性。由此可以確定水泥攪拌樁具有有效減少總沉降量、抗豎向變形能力強(qiáng)、承受較大的加荷速率等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，要想使此種處理方法的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮，應(yīng)當(dāng)注意根據(jù)工程建設(shè)實(shí)際情況，規(guī)劃設(shè)計(jì)合理的施工流程，也就是清理場(chǎng)地→施工放樣→鉆機(jī)定位→鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)深度→翻轉(zhuǎn)噴漿攪拌提升→重復(fù)噴射鉆進(jìn)攪拌→重復(fù)攪拌提升→重復(fù)噴射鉆進(jìn)攪拌→重復(fù)攪拌提升至樁頂→成樁完畢，鉆機(jī)移位。另外，還要注意選擇適合的機(jī)械設(shè)備，如在鉆機(jī)選擇上，應(yīng)當(dāng)盡量選擇動(dòng)力大、操作靈活、能按不同速度勻速地鉆進(jìn)等特點(diǎn)的鉆機(jī)；在噴漿設(shè)備選擇上，應(yīng)當(dāng)保證其能夠定量發(fā)送漿體材料[1]。

1.2 素混凝土樁

素混凝土樁也能夠有效處理軟土路基，這是因?yàn)樗峭ㄟ^樁體與樁間土、褥墊層共同作用，調(diào)整混凝土強(qiáng)度等級(jí)和面積置換率來改變地基的強(qiáng)度和變形特性，提高復(fù)合地基的承載能力和變形特性。由此可以確定此種處理方法具有承載力高、沉降變形小、穩(wěn)定性好、成樁速度快等優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然，要想使其能夠在軟土路基處理之中充分發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，提高地基的穩(wěn)固性，需要注意合理規(guī)劃施工流程和機(jī)械設(shè)備選擇。其中，規(guī)劃設(shè)計(jì)施工流程應(yīng)當(dāng)注意根據(jù)實(shí)際情況，結(jié)合施工條件來制定，即設(shè)備、人員進(jìn)場(chǎng)→測(cè)放樁位→試樁施工→樁基順序施工→清槽至樁頂標(biāo)高→鑿樁頭→檢測(cè)→褥墊層施工→退場(chǎng)。在機(jī)械設(shè)備選擇上，因素混凝土樁施工主要采用振動(dòng)沉管灌注樁機(jī)、長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)，所以相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)詳細(xì)了解施工要求及施工方案，明確機(jī)械作業(yè)強(qiáng)度，進(jìn)而選擇適合型號(hào)的機(jī)械設(shè)備。

1.3 袋裝砂井

袋裝砂井通常不作為基礎(chǔ)支承樁，而是擠密土層，將地下水排出，以此來增加土壤固結(jié)和土層擠密效果，提高土壤的承受能力。通過上文分析，可以確定的是軟土路基具有含水量大、壓縮性大等特點(diǎn)，利用袋裝砂井來處理軟土路基是非常適合的，可以同上部荷載的作用，產(chǎn)生附加應(yīng)力，讓土顆粒之間的孔隙水通過插入軟土層的砂井排出地層，從而達(dá)到密實(shí)土顆粒的目的，提高軟土路基的承載力和抗剪能力。當(dāng)然，這一目的實(shí)現(xiàn)，前提是做好袋裝砂井施工，也就是根據(jù)工程實(shí)際情況，尤其是軟土路基實(shí)際情況，結(jié)合袋裝砂井施工要求與條件，合理規(guī)劃施工流程，即：整平地面→鋪設(shè)下墊砂層→測(cè)量放樣→機(jī)具定位→打入套管→沉入砂袋→拔出套管→機(jī)具移位→埋砂袋頭→攤鋪上層砂墊層[2]。另外，還要在袋裝砂井機(jī)選擇上下功夫，保證機(jī)械設(shè)備適用于軟土路基處理之中。

1.4 拋石擠淤

拋石擠淤就是通過拋石擠動(dòng)并置換淤泥來達(dá)到加固地基的目的，簡(jiǎn)單來說就是用石頭來代替淤泥，是一種置換的方法。拋石擠淤不同于其他置換方法的是它是一種純粹的置換，盡可能的將淤泥全部用石料來替換，以此來徹底改變地基土的性質(zhì)，提高地基的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性。從理論的角度來講，淤泥處于流塑狀態(tài)，在受到外力作用的情況下會(huì)無限度的向外側(cè)流動(dòng)。但如果是全部的置換淤泥或者形成一定厚度的填石層，將產(chǎn)生正向的壓力，穩(wěn)固地基。

2 公路路基填筑施工技術(shù)分析

2.1 路基排水施工

為了提高公路路基的承載能力和抗剪能力，在具體進(jìn)行公路路基施工的過程中科學(xué)合理的應(yīng)用填筑施工技術(shù)是非常重要的。而要想使此項(xiàng)技術(shù)充分發(fā)揮作用，首先就要做好路基排水施工，即根據(jù)水源不同來合理規(guī)劃路面排水施工和地下排水施工方案，進(jìn)而有序、合理地施工作業(yè)。

因?yàn)榈孛嫠牟患皶r(shí)排出會(huì)導(dǎo)致路基出現(xiàn)沖刷或滲透現(xiàn)象，而地下水不及時(shí)排出會(huì)導(dǎo)致路基穩(wěn)定性降低或出現(xiàn)水滲現(xiàn)象，所以無論是在進(jìn)行路面排水還是地下排水，都要注意明確土基濕度范圍，從保證路基路面強(qiáng)度和穩(wěn)定性角度出發(fā)，科學(xué)、合理的展開排水規(guī)劃與施工，之后檢測(cè)排水系統(tǒng)是否完善，及時(shí)處理問題，以此來保證路基的良好[3]。

2.2 設(shè)置填石隔水層

考慮到軟土路基的排水功能較差，所以在路基填筑之后還要進(jìn)行預(yù)壓施工，并且設(shè)置填石隔水層，如此不僅能夠避免砂墊層被路基填土所污染，還能保證砂墊層排水通暢，有效阻隔地下水。對(duì)于填土隔水層的設(shè)置，施工人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)路基實(shí)際情況，如沉降情況、排水情況等，進(jìn)而選擇一定大小的石塊作為隔水層材料，之后展開填筑施工，保證其厚度約1 m。

3 案例分析

3.1 工程概述

某公路工程項(xiàng)目位于江西省九江市彭澤縣境內(nèi)，全長(zhǎng)12.474 km，K0+000～K2+119舊路改造工程已于2016年建成，實(shí)際施工起點(diǎn)為G530黃湖線(原S301 K47+400)處，起止樁號(hào)為K2+119～K12+474，路線全長(zhǎng)10.355 km，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為公路一級(jí)，設(shè)計(jì)行車速度為60 km/h，路基寬度22 m，路面寬度18 m(含硬路肩2 m)。路基施工內(nèi)容主要為：路基挖土方：594 175.6 m3；路基填筑：利用土方415 661.1 m3，借土填方139 054.2 m3；砂礫墊層：6 397 m3；邊溝、排水溝17 698 m，截水溝3 825 m，漿砌片石急流槽317 m，平臺(tái)溝465 m，改溝渠漿砌片石390 m，漿砌片石護(hù)坡211 m3，預(yù)制混凝土塊護(hù)坡5 002.7 m3，混凝土擋土墻17 971.8 m3。

3.2 公路軟土路基處理及路基填筑施工

考慮到該公路工程建設(shè)涉及到軟土路基，需要根據(jù)路基施工規(guī)范、施工現(xiàn)場(chǎng)情況及施工經(jīng)驗(yàn)來制定可行的軟土路基處理方案，即通過水塘、水田等軟弱路基，必須先將路基坡腳范圍以內(nèi)及征地紅線內(nèi)軟弱地基底基層全部挖除，采用砂礫進(jìn)行換填處理(砂礫的最大粒徑不得大于53 mm，含泥量不得大于5%)。坡腳以外的對(duì)于小滑塌的軟土挖成1∶1～1∶2的坡度。砂礫分層鋪筑松厚不得超過20 cm，并逐層壓實(shí)至規(guī)定的壓實(shí)度。壓實(shí)的方法采用碾壓法。施工時(shí)，應(yīng)控制最佳含水量。墊層應(yīng)寬出路基邊腳0.5 m～1.0 m，且無明顯的粗細(xì)料分離現(xiàn)象。兩側(cè)端以片石護(hù)砌，以免砂礫流失。施工中避免砂礫受到污染。

1)軟土路基處理(用拋石擠淤方法處理)?；谝陨戏桨福_定采用拋石擠淤方法非常適合。結(jié)合公路工程實(shí)際情況，確定拋石擠淤施工工藝流程為：施工準(zhǔn)備→施工放樣→分層拋石→施工放樣→填塞墊平→碾壓→碎石墊層→土工格網(wǎng)。

在具體開展拋石擠淤施工的過程中，首先進(jìn)行施工放樣，也即是在監(jiān)理工程師批復(fù)施工方案及施工圖紙的情況下進(jìn)行拋投片石的施工放樣。即先按拋投片石設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算出拋投片石路段頂面的路基寬度，在塘埂上定出拋石路基頂面的邊樁和路線中樁。拋投片石施工，則先利用挖掘機(jī)進(jìn)行拋投，也就是利用挖掘機(jī)來將大粒徑的片石均勻投放到淤泥之中，之后利用推土機(jī)將小粒徑的片石推平嵌縫[4]。利用大噸位的壓路機(jī)來回碾壓地基，以使片沉入地基之中，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

2)路基填筑施工?；谝陨戏桨刚归_路基填筑施工，應(yīng)當(dāng)做好以下兩方面工作，即：

a.填筑材料試驗(yàn)。為了保證路基填筑效果符合施工要求，使后續(xù)公路工程建設(shè)能夠良好展開，應(yīng)當(dāng)在路堤全面開工之前展開不低于100 m的填筑試驗(yàn)，也就是按照施工圖紙及施工流程，利用挖掘機(jī)和裝載機(jī)來進(jìn)行試驗(yàn)段路基的挖掘施工，之后要求路基兩側(cè)比設(shè)計(jì)超寬各50 m,全面鋪設(shè)填筑材料，之后利用壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，并檢測(cè)路基是否符合質(zhì)量要求，確定填筑材料是否適用。

b.軟基填筑施工。在具體施工之前清理地表上的設(shè)計(jì)布設(shè)測(cè)點(diǎn)，之后按照施工方案及填筑材料試驗(yàn)來具體展開軟土路基填筑施工，保證施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

4 結(jié)語

基于本文一系列分析，確定公路工程涉及到軟土路基，應(yīng)當(dāng)采取有效的軟基處理方法加以處理，并且科學(xué)合理的運(yùn)用填筑施工技術(shù)來填筑路基，使路基更加穩(wěn)固結(jié)實(shí)，為良好的建成公路工程創(chuàng)造條件。

[1] 林治安.公路軟基施工過程及其控制要點(diǎn)[J].廣東科技,2011(6):78-80.

[2] 陳兆紅.公路路基填筑施工技術(shù)淺析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2014(19):311.

[3] 林炳洲.公路軟基處理及其路基填筑施工技術(shù)探索[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2014(19):348.

[4] 鄧樹亮.淺究公路路基填筑施工技術(shù)與質(zhì)量控制[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012(18):207.