軟土地區(qū)的公路路基設(shè)計處理方式

崔宇鵬　龔安健

摘要：在公路建設(shè)中軟土地基非常常見，其含水量相對較大且抗剪強(qiáng)度相對較低，這些都會給公路路基穩(wěn)定性帶來影響，因此必須重視軟土地基設(shè)計工作，以此來提升公路建設(shè)質(zhì)量。

Abstract： Soft soil foundation is very common in highway construction. Its relatively large water content and relatively low shear strength will affect the stability of highway subgrade. Therefore， more attention must be paid to the design of soft soil foundation to improve highway construction quality.

關(guān)鍵詞：軟土地區(qū);公路路基;設(shè)計;處理;方式

Key words： soft soil area;highway subgrade;design;treatment;method

中圖分類號：U416.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）05-0179-02

1? 軟土土質(zhì)地區(qū)公路路基設(shè)計

1.1 軟土填方路基設(shè)計

1.1.1 普通填方路基設(shè)計? 該項目中涉及到的普通填方路基填方邊坡率可以將邊坡高度、基地工程、地質(zhì)條件以及填料作為依據(jù)，在對施工地點進(jìn)行詳細(xì)勘察后與路基基地地質(zhì)情況進(jìn)行結(jié)合，普通路基邊坡坡率可參照表1。

要想保證邊坡建設(shè)效果，在進(jìn)行邊坡建設(shè)時可以使用超寬碾壓削坡土方，形成弧形邊坡;在一些路段中會出現(xiàn)放坡受限情況，此時可以做收坡處理，通?？梢允褂脫鯄χ踅Y(jié)構(gòu)、護(hù)肩支擋結(jié)構(gòu)及護(hù)腳支擋結(jié)構(gòu);可以將護(hù)坡道設(shè)置到填方邊坡坡腳位置，可以將寬度設(shè)置為1m，橫坡外傾為4%;若為浸水式路基在防護(hù)時可以采用M7.5漿切片石鋪砌。

1.1.2 低填淺挖路基設(shè)計? ①要想保證低填淺挖路基強(qiáng)度、壓實度等可以滿足要求，在施工時可將石渣作為換填材料。如土質(zhì)挖方段路基無法達(dá)到CBR及壓實度要求，也應(yīng)采用此種方式對路基進(jìn)行處理。②在地下水發(fā)育的同時地形可以起到排走作用，可以將碎石設(shè)置到盲溝中，以此來排除地下水與路面下層滲水。③可以將18t壓路機(jī)運用到壓實沉降施工中，在使用時應(yīng)對相鄰位置反復(fù)兩次碾壓，然后測量高程，將高程偏差控制在5mm以內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)差在3mm以內(nèi)。

1.1.3 填挖交接處路基設(shè)計? ①縱橫向上路基，橫向坡陡在1：5時，可以在原地面進(jìn)行臺階開挖，臺階寬度控制在2m左右，橫坡內(nèi)傾斜設(shè)置在4%，縱向臺階開挖位置達(dá)到路床底部標(biāo)高位置后還應(yīng)沿著路床方向繼續(xù)挖10m，這樣可以將填挖路段的路基與路面進(jìn)行有效的銜接與過渡，同時將壓實度控制在96%。填筑作業(yè)可以從最下面一層臺階開始，縱向填方路段10m內(nèi)所使用的填料與普通填筑段材料相同，壓實度控制在96%。②橫向位置半填半挖路基，可以在道路中央隔離帶位置設(shè)置橫向超挖交界，若路基填挖交界位置與路基外緣距離比半幅路基寬度小時，可將路基一邊半幅全部開挖。在路床深部位置土體超挖進(jìn)行回填與碾壓，壓實度在96%左右。③在進(jìn)行土質(zhì)路基挖方時可以在路床80cm位置實施超挖回填，回填時可以使用非粘性土。填埋交接處位于地下水發(fā)育處可以在交接位置設(shè)置碎石盲溝。假如開挖位置巖石較多就不得進(jìn)行超挖，可以采用填石路基。④要想有效的避免因沉降不均勻所導(dǎo)致的路基裂縫可以設(shè)置土石柵。⑤在控制地下水給路基帶來的破壞時可以將橫向滲溝設(shè)置在填挖交界位置并可以與縱向滲溝進(jìn)行連接，將地下水排出。

1.1.4 構(gòu)造物過渡位置路基設(shè)計? ①橋梁臺后路基。主要工序包括：先對柱式臺填土進(jìn)行壓實處理，壓實位置至臺帽底部，然后進(jìn)行鉆樁，最后進(jìn)行臺帽施工;在座板式橋臺位置進(jìn)行填土，然后壓實，壓實位置到承臺頂部，然后進(jìn)行鉆樁，最后開挖完成承臺施工;薄壁式橋臺施工時先完成橋臺施工，然后再填筑臺背;肋板式橋臺施工先做好肋板與承臺，然后將填土填埋到臺帽位置，在進(jìn)行壓實后實施臺帽作業(yè)。橋臺縱向30m位置處，路面地面部位與地面位置上1m處填土壓實度控制在96%。其它區(qū)域的壓實度應(yīng)符合相關(guān)要求，96%壓實區(qū)域與普通區(qū)域填料相同。在橋臺背后位置會有一段距離壓實困難，此時可以采用人工壓實方式，確保壓實度在93%。在橋臺背部位置設(shè)置碎石盲溝，盲溝底部高度設(shè)置在60cm，盲溝地面及盲溝頂面分別位于背墻底部與路面層底部?？梢栽诿享敳堪罎B土工膜，將一根Φ75曲紋網(wǎng)狀PE硬式管設(shè)置到滲溝底部位置，此時橫坡與拱部位置橫坡坡度相同，出水位置在耳墻外部，并做好耳墻位置預(yù)留。防滲土工膜型號是M1/PE，其縱向拉伸強(qiáng)度應(yīng)控制于12kN/m左右，縱橫向拉伸斷裂伸長率控制在300%左右，縱橫向直角拉伸強(qiáng)度控制在40N/mm左右，CBR頂破強(qiáng)度控制于4kN左右，垂直滲透系數(shù)控制10-11cm/s。②涵通臺路基設(shè)計。此段可用非反開挖施工方式，用粗砂填筑。臺背部可以采用人工方式進(jìn)行夯實，并確保其可以符合夯實要求。圓管涵背開挖時可以采用反開挖方式，回填時使用粗砂。反開挖斷面設(shè)計為倒梯形，底部寬度控制在100cm，坡率是1：0.5。當(dāng)填筑位置達(dá)到涵頂50cm位置時，石屑兩側(cè)位置可以包裹上3m的粘性土，該步施工可以與填料作業(yè)同步進(jìn)行。若臺背回填使用穩(wěn)定土石可以分層進(jìn)行碾壓，壓實度控制于96%以上。

1.2 軟土路基挖方路基設(shè)計

在進(jìn)行挖方路基設(shè)計時可以從路線設(shè)計開始，確保路基的穩(wěn)定性并對路塹挖掘深度進(jìn)行控制，同時還應(yīng)避免給周邊環(huán)境帶來損傷。所以要對于邊坡的高度、土質(zhì)的濕度、土質(zhì)的密實度、地下及地表水、土質(zhì)的成因及類型、自然坡道穩(wěn)定性與已有人工坡道穩(wěn)定性等充分考慮。巖石挖方邊坡設(shè)計時要對巖石情況、風(fēng)化程度、開挖高度、地面及地表水、邊坡穩(wěn)定性以及巖石平衡性等充分考慮，應(yīng)確保其穩(wěn)定性與安全性。

在該項目中挖方路段主要在上柏立交以及獅山立交段，在上柏立交位置有三處深挖路塹，邊溝為矩形或蝶形，寬度控制在2.6m，起到碎落臺作用。邊坡高度在12m以上時可以設(shè)置邊坡;邊坡高度小于12m時，每10m為一級，每一級之間可以設(shè)置寬度為2m的平臺與截水溝。最后邊坡高度在12m以下時可以不設(shè)置平臺。平臺傾斜角排水坡度向外4%。為了保證其美觀性可以設(shè)施為弧形，半徑控制在5m。

在對該項目路段邊坡土質(zhì)及高度進(jìn)行分析后，邊坡開挖時應(yīng)遵循以下原則。①普通土質(zhì)邊坡坡率控制在1：1～1：1.5。②砂巖路段與泥巖路段。中度風(fēng)化至微風(fēng)化路段邊坡坡率管控于1：0.75～1：1。強(qiáng)風(fēng)化路段至全風(fēng)化路段邊坡坡率管控于1：1～1：1.5。③在進(jìn)行深路塹挖方邊坡設(shè)計時應(yīng)對地形進(jìn)行充分勘察，并根據(jù)相關(guān)要求保證其符合規(guī)范要求，保證其穩(wěn)定性。

2? 軟基處理方案

2.1 原軟土路基處理方案分析

此次工程主要將路基改造作為主要方式，在實施軟土路基作業(yè)時采用了換填處理方式、超載預(yù)壓處理方式及CFG處理方式等。橋頭軟土路基處理時主要是預(yù)應(yīng)力管樁處理方式。

2.2 淺層軟基處理方案

若橋頭路段、涵洞路段軟土埋設(shè)通常在3m以下，填土高度在6m以內(nèi)的路段、軟土分布的橫向變化比較大、半填半挖路段可以運用換填處理法;可把石渣、砂礫等穩(wěn)定性好及透水性強(qiáng)的材料做為換填材料。在使用換填法時應(yīng)先將路基位置的軟土清理干凈，換填砂礫等，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行壓實及填筑工作，以此來增加路基強(qiáng)度。此種處理方式得到了廣泛的應(yīng)用，可以得到良好的效果，且施工簡單并可以對質(zhì)量進(jìn)行實時監(jiān)控，不會給環(huán)境帶來影響。

2.3 改擴(kuò)建施工中軟土路基厚度達(dá)3m以上的處理方案

佛山一環(huán)中舊路堤主要以填砂路堤為主，在處理此類路基時采用人工填砂方式挖掘工作面，實施加固施工時可以采用特殊的防護(hù)方式，并充分考慮所制定的軟基處理方案是否可行并對其中的影響因素進(jìn)行充分的考慮。復(fù)合地基處理方式在此次工程中會用到，主要有素砼樁及CFG樁基水泥攪拌樁等。在對改造工程及軟土分布情況進(jìn)行分析后可以知其特點與屬性，并在變形協(xié)調(diào)原則的基礎(chǔ)上對改造段進(jìn)行處理，主要的處理方案如下：①采用換填法處理原路段并對軟基厚度進(jìn)行充分的考慮，在加寬老路段時可以使用水泥攪拌樁。②老路段施工時采用堆載預(yù)壓處理及袋裝砂井處理方式，在此次加寬時可以采用素砼樁。③老路段在進(jìn)行路段處理時采用深層攪拌樁，在此次加寬時可以采用水泥攪拌樁。④老路段在路段處理時使用預(yù)應(yīng)力管樁處理方式，在此次加寬時可以采用CFG樁。⑤將2層至3層土工格柵設(shè)置在處置路段。

2.4 新建路段軟土路基處理方案

①裸露于表面的軟土可以運用換填方式，將深度控制在3m以上。②若軟土路基底部埋設(shè)深度在3m以上12m以下時可以采用水泥攪拌樁處理方案。③軟土路基埋設(shè)深度在12m以上20m以下時通常會采用CFD樁處理方案。④若軟土路基受到凈空的限制可以使用高壓旋噴樁處理方案。

2.5 樁基處理質(zhì)量檢測與驗收

2.5.1 水泥攪拌樁處理方案? ①成樁7天以方可利用淺部開挖鉆頭實施開挖作業(yè)，在停漿面下深度達(dá)50cm時對攪拌的均勻度予以檢查，并測量水泥攪拌樁的直徑。②成樁28天后實施鉆芯采樣，檢測其抗壓強(qiáng)度及樁體承載力，取樣不得少于3根。此外還應(yīng)對單個樁體縱向承載力進(jìn)行監(jiān)測，確保其在103.7kN，檢測樣本不得少于3根。③在成樁28天后還應(yīng)檢測復(fù)合地基縱向抗壓載荷力，每個施工地點檢測樁數(shù)不得少于3根，確保其承載力可以符合要求。④檢測后若樁身質(zhì)量出現(xiàn)問題可以采用抽芯方式對試驗樁強(qiáng)度進(jìn)行監(jiān)測;抽芯檢測沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)樁要求可以抽檢周邊樁，以此來判斷是否屬于個別情況，如果還是沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)對該范圍內(nèi)的樁體進(jìn)行檢查，并實施補樁措施。

2.5.2 素砼樁處理方案? ①素砼樁處理時可以在施工現(xiàn)場設(shè)置旁站監(jiān)理，對整個施工過程進(jìn)行監(jiān)控。②正式施工前應(yīng)先做好原材料檢驗工作，并對材料配合比、成孔深度、塌落度等進(jìn)行監(jiān)測。③完成施工后應(yīng)對樁的位置、樁體強(qiáng)度、樁頂標(biāo)高及樁基承載力等予以檢驗。

2.5.3 CFG樁處理方案? ①檢驗的主要內(nèi)容有混合料塌落度、具體樁數(shù)及樁位偏差、夯填度等。②確保CFG樁載荷能力可以滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，試驗樁的數(shù)量可以控制在0.5%到1%之間，每個試驗樁數(shù)量應(yīng)在3個以上。在對單個樁體進(jìn)行載荷試驗時應(yīng)避免樁頭壓碎情況并對其進(jìn)行加固處理。應(yīng)在規(guī)定的期限內(nèi)進(jìn)行試驗并充分考慮樁間土擾動情況，樁間擾動土承載力及一側(cè)端阻力的恢復(fù)會使用一定的時間，通常在冬季恢復(fù)時間相對較長。③在進(jìn)行CFG樁低壓變動力實驗室樣品樁的數(shù)量應(yīng)在10%，確保其完整性。保證符合地基荷載試驗中所使用荷載板面積與被檢測樁受力面積是一致的，可以采用隨機(jī)方式來選擇試驗點。

3? 結(jié)語

軟土公路路基設(shè)計及處理工作具有一定的復(fù)雜性，對技術(shù)有著更高的要求，因此應(yīng)針對設(shè)計中的問題進(jìn)行分析，提升軟土路基設(shè)計水平，確保公路工程施工質(zhì)量可以滿足相關(guān)要求。

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