公路施工中的軟土路基施工技術(shù)探究

摘 要：作為當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石和血脈，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是衡量一個(gè)國(guó)家發(fā)展水平的重要指標(biāo)，其中最重要的一個(gè)便是公路建設(shè)。我國(guó)地域廣闊，面臨施工的路基也復(fù)雜多變，對(duì)路基施工技術(shù)的研究是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。本文主要是分析了公路施工中的軟土路基施工技術(shù)，包括軟土的成因和具有的特點(diǎn)，當(dāng)前施工中面臨的問(wèn)題，并針對(duì)問(wèn)題分析了施工過(guò)程中需要注意的技術(shù)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：公路施工;軟土路基;壓力夯實(shí);排水固化

中圖分類號(hào)：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）07-0109-02

公路是基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，是社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保障，同時(shí)也是經(jīng)濟(jì)活力的源頭活水，是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化建設(shè)的重要保障。對(duì)公路施工的技術(shù)研究，為公路高質(zhì)量的建設(shè)提供了可能。路基施工技術(shù)是公路施工的重要基礎(chǔ)和組成部分。公路能否建設(shè)和運(yùn)行，路基建設(shè)質(zhì)量是關(guān)鍵。我國(guó)區(qū)域廣闊，地形復(fù)雜，公路建設(shè)過(guò)程中會(huì)遇到不同情況的路基，軟土路基是普遍遇到的情況之一，因此對(duì)公路施工中的軟土路基施工技術(shù)探究十分必要和意義重大。分析了公路施工中的軟土路基施工技術(shù)，包括軟土的成因和具有的特點(diǎn)，當(dāng)前施工中面臨的問(wèn)題，并針對(duì)問(wèn)題分析了施工過(guò)程中需要注意的技術(shù)要點(diǎn)[1]。

1 軟土路基的成因

軟土一般認(rèn)為是指含水量較豐富、壓縮性較高、抗剪強(qiáng)度較低和承載能量較差的粘性土，多為第四紀(jì)冰川后期冰川融水形成的地表水沖刷形成的沉淀物質(zhì)。主要分為淤泥、泥炭、軟粘性土、泥炭質(zhì)土和淤泥質(zhì)土等，其特點(diǎn)包括天然含水量高、透水性差、空隙較大、擾動(dòng)性大、壓縮性較高、層狀分布、固結(jié)系數(shù)較小、力學(xué)物理性質(zhì)差異大和穩(wěn)定性較差等特點(diǎn)。

軟土路基是指在軟土地形建設(shè)的一種特殊路基，主要分布于江河沿岸、海洋灘涂、湖泊等多水和多雨的洼地。軟土路基易坍塌和沉降，抗壓強(qiáng)度小，承載能力差，對(duì)公路的安全構(gòu)成巨大的威脅。為了需要提高公路路基的抗沉降能力、可靠性和承載能力，需要對(duì)路基進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，保證經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民出行安全。

2 軟土路基施工概況

公路路基的抗沉降能力、可靠性和承載能力是衡量路基施工的關(guān)鍵要素。軟土施工技術(shù)指公路規(guī)劃和建設(shè)過(guò)程中不可忽視的一道關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)[2]。根據(jù)構(gòu)成軟土類型、埋層深度、材料場(chǎng)地、公路類型等因素，采用不同的軟土路基施工技術(shù)，比如，墊砂層、換土、碎石樁、反壓護(hù)道、排水板和超載預(yù)壓等。

雖然軟土路基施工技術(shù)已經(jīng)發(fā)展多年，很多技術(shù)都有成功的應(yīng)用案例，但是隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和環(huán)境的變化，當(dāng)前軟土路基施工面臨著兩個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題：路基沉降和滑坡。路基沉降不僅是施工過(guò)程中面臨的問(wèn)題，也是公路建設(shè)完成之后面臨的問(wèn)題。建設(shè)完成之后的沉降對(duì)公路可靠性和承載能力構(gòu)成了巨大挑戰(zhàn)。不同路基結(jié)構(gòu)處的平穩(wěn)程度、收縮能力、抗壓能力是造成路基沉降的主要原因。路基失穩(wěn)是造成滑坡現(xiàn)象的主要原因，保證軟土路基的穩(wěn)定性是公路施工過(guò)程中關(guān)鍵工序和技術(shù)。

3 軟土路基施工技術(shù)探究

提高和改善軟土路基施工技術(shù)，是提高公路路基的抗沉降能力、可靠性和承載能力的關(guān)鍵因素[3]。

3.1鋪墊材料技術(shù)

土工織物是路基施工中常用的鋪墊材料，其具有良好的延展性和粘連性，可以有效對(duì)路基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性進(jìn)行強(qiáng)化。土工織物具有良好的抗腐蝕性，對(duì)施工要求比較低，對(duì)施工環(huán)境和路基環(huán)境要求較低，可以廣泛應(yīng)用于不同的軟土類型。土工織物本身具有空隙和間隙，可以對(duì)水分起到過(guò)濾和吸收的作用，防止路基水分飽和和水土流失，保證路基的穩(wěn)定性和整體性，保證路基沉降的均勻性和有效降低路基剩余沉降[4]。

土工布和土工格柵是鋪墊技術(shù)常用的材料。土工布主要運(yùn)用層鋪法和搭接法，鋪設(shè)于路基底部，其主要作用是隔離、應(yīng)力分散，增強(qiáng)路基的穩(wěn)定性。土工格柵主要應(yīng)用于和土層結(jié)合，通過(guò)與土層之間的摩擦作用、固定作用、阻抗作用，增強(qiáng)路基強(qiáng)度，改善路基的穩(wěn)定性和承載能力。

3.2添加劑技術(shù)

添加劑的使用主要分為兩種，一種是采用二氧化碳及其其他化學(xué)物質(zhì)，其作用主要是對(duì)軟土路基進(jìn)行凍結(jié)，再次基礎(chǔ)上加強(qiáng)路基強(qiáng)度;另一種方式是石灰等化學(xué)物質(zhì)，其作用主要是增強(qiáng)軟土路基的粘性，增強(qiáng)吸水和凝聚。

第一種方案稱為凍結(jié)法，主要是針對(duì)含水量較大的路基和高寒地區(qū)的路基，其凍結(jié)技術(shù)可以有效增強(qiáng)路基強(qiáng)度，保證路基的穩(wěn)定性和路基周圍環(huán)境的平衡性。此過(guò)程需要投入制冷設(shè)備，建設(shè)成本較高，建設(shè)周期較長(zhǎng)。第二種方案主要針對(duì)土質(zhì)粘性較低，含水量低，石灰等添加劑可以有效改善土質(zhì)的層狀分布，加強(qiáng)土質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)，從而改善土質(zhì)強(qiáng)度和穩(wěn)定，增強(qiáng)土著的凝聚效應(yīng)，提高固結(jié)效果。

3.3墊層法和灌注技術(shù)

墊砂層的厚度需要對(duì)路基的環(huán)境進(jìn)行考量，不同的路基環(huán)境，墊砂層的厚度和砂石料的比例含量不一致。20cm的墊砂層是基礎(chǔ)參數(shù)，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)不同的環(huán)境增減厚度。載荷試驗(yàn)是對(duì)墊層的砂石料成分和含量進(jìn)行確認(rèn)。保證土質(zhì)的吸收含量和排水速度，縮減凝結(jié)時(shí)間，是墊層施工技術(shù)的關(guān)鍵考量。

灌注技術(shù)主要是將水泥等固化物質(zhì)灌注到軟土路基，將水泥與軟土進(jìn)行充分的混合，經(jīng)過(guò)后期的風(fēng)干工藝處理，將軟土固化，以穩(wěn)定軟土的層狀結(jié)構(gòu)，提高固結(jié)系數(shù)，縮短固結(jié)時(shí)間，改善軟土的穩(wěn)定性。灌注時(shí)間、灌注深度、灌注量是灌注技術(shù)的關(guān)系技術(shù)參數(shù)。

3.4換填法

換填法也是在軟土路基處理當(dāng)中比較常見的一種處理方法，通常具有兩種實(shí)施方式。第一，可以直接開挖換填。也就是依照高速供公路施工的要求，直接將軟土路基當(dāng)中的軟土開挖出來(lái)，再換填入一些透水性比較好的地基材料[5]。使用這種方式施工，最主要的是軟土層比較薄，如此才能夠?qū)崿F(xiàn)比較好的效果。這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于，進(jìn)行換填時(shí)步驟簡(jiǎn)單、應(yīng)用到的機(jī)械要求也比較低，可以有效降低施工的預(yù)算。第二，拋石擠淤法，操作步驟是將一些石頭直接拋到高速公路路基的底部，直接將淤泥擠壓出來(lái)，從而提高路基的強(qiáng)度。使用這種方法需要保障石料的充足，一般常用于常年積水的淤泥路基。通過(guò)這種方式處理軟土路基，可以在一些機(jī)械設(shè)備無(wú)法直接進(jìn)入的路段進(jìn)行施工，且能夠有效提高路基的承載能力[6]。

3.5質(zhì)量保證措施

在施工期間應(yīng)該針對(duì)施工管理的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)，樹立施工人員的整體保護(hù)意識(shí)，有效保障每一道工序的質(zhì)量。施工期間應(yīng)該進(jìn)行質(zhì)量記錄，并對(duì)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行編寫、收集、分發(fā)、標(biāo)識(shí)、歸檔等處理做出明確規(guī)定。并進(jìn)行不合格產(chǎn)品質(zhì)量控制程度，對(duì)于出現(xiàn)的不合格項(xiàng)報(bào)告和建議處置方案即相關(guān)技術(shù)處理申報(bào)監(jiān)理審查之后才能夠進(jìn)行實(shí)施，必要時(shí)還應(yīng)該接收監(jiān)理針對(duì)糾正活動(dòng)的驗(yàn)證。力求將有損質(zhì)量和重復(fù)發(fā)生的不合格項(xiàng)以及質(zhì)量下滑的情況降到最低，及時(shí)糾正相關(guān)事項(xiàng)，避免重復(fù)出現(xiàn)。實(shí)施科學(xué)合理的全方位管理措施，針對(duì)關(guān)鍵部位、關(guān)鍵工序進(jìn)行嚴(yán)格檢查。建立相應(yīng)地質(zhì)量評(píng)估制度，在施工期間定期進(jìn)行檢查，及時(shí)針對(duì)工程當(dāng)中的質(zhì)量信息進(jìn)行反饋評(píng)定。

3.6其它

震動(dòng)擠密技術(shù)，采用機(jī)械方法，將軟土水分?jǐn)D出，壓縮土層，增強(qiáng)土層的力學(xué)性質(zhì)和改善層狀分布情況，從而提高軟土的強(qiáng)度和承載力。豎向排水固結(jié)技術(shù)，采用深水水井，降低路基下地下水深度，主要是針對(duì)土層較厚，水飽和度比較大的軟土情況。豎向排水技術(shù)，需針對(duì)路基的情況，找到最優(yōu)的施工方案，不僅要有效增強(qiáng)路基的強(qiáng)度和承載力，同時(shí)不能對(duì)周圍的山川地理環(huán)境有較大的破壞[7]。

換填技術(shù)，主要分為三種方法，即開挖換填法、拋石擠淤法、爆破排淤法。開挖換填法主要采用透水性好的砂石料進(jìn)行回填處理，主要是碎石、卵石、高強(qiáng)度且致密的砂等材料替換原路基中的軟土層，徹底改善路基構(gòu)成。拋石擠淤法主要采用片石，改善路基基底軟土成分比例，降低軟土的流動(dòng)性和含水量。爆破排淤法主要適用于軟土層較深，稠度較大，路基環(huán)境簡(jiǎn)單和施工期較短等情況。

堆載預(yù)壓技術(shù)、粒料樁擠密技術(shù)也是軟土路基施工技術(shù)中常采用的方法。軟土路基的施工需要根據(jù)軟土的情況和路基所處的周邊環(huán)境進(jìn)行考量，包括軟土的種類、深度、分布。針對(duì)不同的路基環(huán)境和路基周邊的環(huán)境，需采用多種施工技術(shù)相結(jié)合的方式，以實(shí)現(xiàn)路基的穩(wěn)定性，提高路基的承載能力，降低路基沉降和滑坡的概率，改善路基的沉降程度和路基的穩(wěn)定性[8]。

4 結(jié)語(yǔ)

軟土路基施工技術(shù)的關(guān)鍵要素是保證路基的可靠性和承載能力。軟土的環(huán)境是多樣化的，針對(duì)不同的情況，需不斷改進(jìn)現(xiàn)有的施工技術(shù)和發(fā)展新的施工技術(shù)，注重當(dāng)前科技的發(fā)展，新材料、新技術(shù)的應(yīng)用，不斷完善軟土路基施工技術(shù)，從而提高公路路基的可靠性和穩(wěn)定性，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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收稿日期：2020-03-09

作者簡(jiǎn)介：李燕（1973—），女，甘肅通渭人，本科，高級(jí)工程師，研究方向：公路工程施工與管理。