公路軟基處理及其路基填筑施工技術(shù)

詹學(xué)貴

（云南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，昆明 650000）

1 引言

公路工程軟土路基處理技術(shù)關(guān)系著路基路面的質(zhì)量和道路的使用年限。目前，我國(guó)城鎮(zhèn)道路工程軟土路基工程存在許多問(wèn)題，影響著我國(guó)城市的建設(shè)發(fā)展以及居民的生活。因此，提高公路工程軟土路基處理技術(shù)能有效地提升公路工程的整體質(zhì)量，本文從該角度出發(fā)，探討研究公路工程軟土路基處理技術(shù)及其路基填筑施工技術(shù)。

2 軟土路基概念

軟土指的是孔隙比較大、壓縮性高、天然含水量高、抗剪強(qiáng)度低的細(xì)粒土。軟土路基的特點(diǎn)與軟土相同，它包括孔隙比大、壓縮性高、天然含水量高、抗剪強(qiáng)度低、固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、固結(jié)系數(shù)小、靈敏度高、透水性差、土層狀分布復(fù)雜、移動(dòng)性大、各土層結(jié)構(gòu)之間物理力學(xué)性質(zhì)相差較大等特點(diǎn)，而這些特點(diǎn)增加了軟土路基的施工困難，需要先進(jìn)行有效的軟土路基處理技術(shù)來(lái)進(jìn)行處理[1]。

3 公路工程軟基處理及其路基填筑施工的影響因素

在對(duì)公路工程軟土路基進(jìn)行處理時(shí)，除了受處理技術(shù)的影響，還受機(jī)械、天氣氣候、人為等因素的影響。在施工過(guò)程當(dāng)中，機(jī)械設(shè)備的落后、相關(guān)人員的操作不當(dāng)以及不斷變化的天氣等都將影響施工的質(zhì)量。因此，在對(duì)公路工程軟土路基進(jìn)行施工過(guò)程中，需要安排技術(shù)能力強(qiáng)、經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)人員來(lái)進(jìn)行處理。并且施工時(shí)盡量避開(kāi)雨季，提前采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施來(lái)減少惡劣天氣對(duì)于路基的影響。此外，施工單位應(yīng)當(dāng)綜合考慮人員、材料、機(jī)械等因素，對(duì)資源進(jìn)行整合，做到最優(yōu)的配置，從而保證公路工程軟土路基處理的質(zhì)量，提升工程的整體水平[2]。

4 公路工程軟基處理及其路基填筑施工技術(shù)

4.1 樁基法

樁基法適用于軟土層較厚并且處理面積不大的路基，樁基法主要包括鋼筋混凝土樁和水泥攪拌樁。鋼筋混凝土樁是將鋼筋混凝土加入軟土路基當(dāng)中，運(yùn)用較強(qiáng)的抗剪力和承載力，加強(qiáng)軟土路基的穩(wěn)定性以及強(qiáng)度，減少路面沉降的現(xiàn)象，提升路基負(fù)荷性能。該種方法考慮到樁機(jī)在路基上行走時(shí)的荷載，對(duì)于施工工藝要求高，且施工造價(jià)較高。水泥攪拌樁是將水泥作為固化劑加入到土體當(dāng)中，并運(yùn)用攪拌樁機(jī)將其與土體充分?jǐn)嚢?，促進(jìn)水泥與土體間的化學(xué)變化，加強(qiáng)土體的固結(jié)，提高軟土路基的承受力以及抗剪性。在施工過(guò)程當(dāng)中，需要注意水泥與軟土間的充分?jǐn)嚢?，水泥與軟土中的水發(fā)生水化和水解反應(yīng)，產(chǎn)生含水硅酸鈣、含水鋁酸鈣、氫氧化鈣和含水鐵酸鈣等化合物，這類化合物經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)最終以針狀結(jié)晶的形式析出，將軟土中含有的自由水以結(jié)晶水的形式固定下來(lái)，以減少軟土孔隙比、軟土含水量，從而促進(jìn)土體的穩(wěn)定性。在施工過(guò)程當(dāng)中，需要注意控制水泥的用量，控制水泥漿與軟土的比例，并且將兩者進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，有效控制樁基的質(zhì)量，提升軟土地基的承載力，降低路基的沉降量，從而有效保證路基的穩(wěn)定性[3]。

4.2 排水固結(jié)法

排水固結(jié)法是指軟土路基在堆載荷載的作用下，將土壤中含有的孔隙水通過(guò)排水井排出，排水井主要包括塑料或砂井排水帶等。排水固結(jié)法是公路工程軟土路基主要處理技術(shù)之一。該方法的操作步驟是在軟土路基上設(shè)置塑料或砂井排水帶，再在軟土路基表面鋪設(shè)一層砂墊層，然后在砂墊層上堆放填土石等材料來(lái)對(duì)軟土路基進(jìn)行預(yù)壓。在預(yù)壓的作用力下，軟土路基孔隙中包含的水分慢慢排出，通過(guò)塑料或砂井排水帶從砂墊層的兩側(cè)流出。孔隙水排出后，軟土中的孔隙變小，軟土路基會(huì)更加穩(wěn)固，其承受力和對(duì)抗強(qiáng)度加大，降低了路基的沉降量，從而提高了路基的穩(wěn)定性。通常情況下，預(yù)壓排水這一階段需要6個(gè)月左右的時(shí)間，若預(yù)壓荷載不夠，周期將會(huì)延長(zhǎng)，因此，運(yùn)用排水固結(jié)法來(lái)處理軟土路基盡管工藝較簡(jiǎn)單，但周期過(guò)長(zhǎng)且效果一般。該處理技術(shù)一般適用于飽和度較高、含水量較大的軟土。

4.3 灌注法

灌注法是常見(jiàn)的城鎮(zhèn)道路工程軟土路基處理技術(shù)。它是指利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理將一些能夠固化的漿液注入地基中天然的孔隙內(nèi)，改變土體的物理力學(xué)性質(zhì)。通過(guò)將漿液注入土壤里形成緊密的結(jié)構(gòu)，從而提高土壤的強(qiáng)度，改變土壤的化學(xué)性能，這使得土壤具備防滲的特點(diǎn)，并且能提高軟土路基的穩(wěn)定性，從而使軟土路基達(dá)到理想的狀態(tài)。其中漿液根據(jù)材料性質(zhì)的不同可以分為兩類，有機(jī)系列和無(wú)機(jī)系列。有機(jī)系列主要包括：聚氨酯類、環(huán)氧樹(shù)脂類、丙烯酰胺類、木質(zhì)類等。無(wú)機(jī)系列主要包括：水泥黏土類、黏土類、水泥類、水玻璃類等。通常情況下，一般采用粉煤灰水泥漿、水泥黏土類、單液水泥漿等漿液材料來(lái)對(duì)軟土路基進(jìn)行處理。此外，在對(duì)軟土路基的處理過(guò)程中，可以結(jié)合地下水條件以及灌漿目的，適當(dāng)?shù)丶尤氩煌耐饧觿?，?qiáng)化漿液加固地基的作用，從而提高軟土路基的穩(wěn)定性。在對(duì)城鎮(zhèn)道路工程軟土路基采取灌注法處理時(shí)，通常會(huì)采用以下2種方法：一是壓密灌漿法；二是電動(dòng)化學(xué)灌漿注。在對(duì)軟土地基進(jìn)行處理時(shí)，可根據(jù)情況的不同選擇最優(yōu)的方法來(lái)進(jìn)行。

4.4 換填法

換填法適用于覆蓋厚度不大的軟土層。它是指將路基內(nèi)的軟土進(jìn)行清除，用無(wú)侵蝕性、穩(wěn)定性較好的材料進(jìn)行替化回填，并將材料壓實(shí)。在進(jìn)行施工時(shí)，可以先將覆蓋厚度不大的軟土層挖出，運(yùn)用強(qiáng)度較高、性能穩(wěn)定、質(zhì)地堅(jiān)硬具備抗侵蝕性的碎石、卵石、砂、煤渣、礦渣、素土、灰土等材料對(duì)土體進(jìn)行分層回填，并運(yùn)用機(jī)械或者人工的方法進(jìn)行壓實(shí)。該處理技術(shù)施工工藝和施工機(jī)械設(shè)備較簡(jiǎn)單，耗材量較少，適用于軟土層不厚的施工路基。換軟土層與原軟土層相比，其土體承載力以及土體的強(qiáng)度等均有所加強(qiáng)，并且其變形較小，施工的造價(jià)成本低，具有普遍性。

4.5 擠密法

擠密法適用于濕陷性土層和松軟砂類土，它是指通過(guò)沖擊或振動(dòng)等方式形成孔隙，并在孔隙中加入石灰、灰土、石、土、砂或其他的填充材料，將填充材料搗實(shí)形成樁體。根據(jù)加入材料的不同可以將樁體分為砂石樁、石灰樁、灰土樁、砂樁、粉噴樁、水泥粉煤灰碎石樁等。使用打樁設(shè)備或者振動(dòng)方法對(duì)樁體進(jìn)行作用，可以使周邊的土體產(chǎn)生橫向擠密作用，通過(guò)擠密作用能加強(qiáng)土粒間的移動(dòng)，使小顆粒的土粒進(jìn)入到大顆粒的土粒縫隙當(dāng)中，縮小土粒間的空隙，使得土體更加密實(shí)。與此同時(shí)，在擠密的作用下，軟土中的孔隙水逐漸減少，能提高土體的穩(wěn)定性。擠密法的原理是加速土體的固化速度，減少軟土路基的沉降量以及土體間的孔隙，加強(qiáng)路基的承載力，從而進(jìn)一步提升路基的穩(wěn)定性。

5 公路橋梁樁基地質(zhì)勘察技術(shù)

5.1 鉆探技術(shù)

鉆探技術(shù)是目前我國(guó)公路建筑工程項(xiàng)目地質(zhì)勘察方面廣泛使用的一種技術(shù)，它在勘察效率、勘察精準(zhǔn)度以及勘察的深度方面有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，并且鉆探技術(shù)可以對(duì)巖溶地區(qū)實(shí)際的地質(zhì)情況做全面深入的調(diào)查。

5.2 地球物理勘探技術(shù)

地球物理勘探技術(shù)是利用專業(yè)的勘探儀器對(duì)各類地質(zhì)情況的巖溶地區(qū)物理場(chǎng)實(shí)際分布進(jìn)行勘察，同時(shí)能及時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)勘察獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析。該技術(shù)在進(jìn)行勘探工作時(shí)包括地震勘探法、高密度電法、直流電法、聲波測(cè)量法、放射性勘探法、磁場(chǎng)勘探法等多種輔助手段。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于勘探儀器設(shè)備的運(yùn)用保證了勘探過(guò)程更加便捷、效率更高、勘探的范圍更廣、適用的范圍也較大以及數(shù)據(jù)采集量更豐富等。勘探人員在使用地球物理勘探技術(shù)時(shí)，需要結(jié)合該區(qū)域的地質(zhì)條件及時(shí)對(duì)勘查到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與判斷，確保數(shù)據(jù)的有效性，進(jìn)而得出準(zhǔn)確的勘探結(jié)果。

5.3 高密度電法勘察技術(shù)

高密度電法與地球物理勘探技術(shù)相同，都需要借助專業(yè)的儀器來(lái)進(jìn)行地質(zhì)勘察工作，高密度電法在勘查過(guò)程中需要運(yùn)用相應(yīng)的儀器設(shè)備和測(cè)線測(cè)量技術(shù)。在開(kāi)展巖溶地區(qū)勘察工作時(shí)，勘察人員結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)橋梁樁基點(diǎn)的分布圖，通過(guò)GPS定位系統(tǒng)進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)地測(cè)量剖面布局。一般情況下，實(shí)地測(cè)量剖面主要包括1～2條既定線位的高密度測(cè)量路徑作為輔助。此外，運(yùn)用高密度電法進(jìn)行勘查對(duì)勘查人員的綜合素質(zhì)水平有一定的要求，勘查人員需要提前了解該技術(shù)的技術(shù)原理與性能，并熟練地運(yùn)用儀器設(shè)備，保證地質(zhì)勘查工作順利準(zhǔn)確地進(jìn)行。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，公路建設(shè)成為推動(dòng)我國(guó)社會(huì)發(fā)展的重要組成部分，而公路軟基處理及其路基填筑施工技術(shù)的應(yīng)用，更是公路工程質(zhì)量的重要保證。在工程實(shí)踐中，技術(shù)人員要加強(qiáng)施工技術(shù)的研究和優(yōu)化，重視軟土路基的勘測(cè)工作，加強(qiáng)路基施工管理，嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)監(jiān)控，確保公路建設(shè)事業(yè)的良好發(fā)展。