公路路基設(shè)計(jì)中軟基的處理對策

倪楠楠

摘 要： 我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時對公路質(zhì)量性能的要求也越來越高，公路建設(shè)的質(zhì)量品質(zhì)尤為重要。在公路建設(shè)施工過程中涉及的施工內(nèi)容及工序非常復(fù)雜，其中地基處理的設(shè)計(jì)施工對整個項(xiàng)目的質(zhì)量安全和品質(zhì)帶來至關(guān)重要的影響，因此受到了廣泛的關(guān)注。為了使公路路基設(shè)計(jì)施工質(zhì)量得到可靠的保證，我們要能夠從多個方面對軟基處理技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行全面的掌握，從而能夠?qū)浲谅坊M(jìn)行科學(xué)正確地處理，該文就公路路基設(shè)計(jì)中軟基的處理對策進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞： 路基路面設(shè)計(jì);軟基地質(zhì);處理對策

【中圖分類號】U416 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.30.035

引言：公路的路基路面承受的壓力在不斷的變大。在這樣的情況下，如何更好的提升公路的使用壽命和穩(wěn)定性，就成為了施工單位和建設(shè)單位一同思考的問題。為了更好的達(dá)到這個目標(biāo)，在進(jìn)行公路路基設(shè)計(jì)的過程中，需要不斷提升軟基處理的質(zhì)量，以此來降低路面出現(xiàn)損壞的可能。作為作難處理的路基之一，軟基處理的相關(guān)技術(shù)還處于有待完善的狀態(tài)，因此對其進(jìn)行研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 軟基處理的特征

在設(shè)計(jì)工程建設(shè)質(zhì)量中，公路路基設(shè)計(jì)是一項(xiàng)很重要的內(nèi)容，但是在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展下，對工程建設(shè)需求隨之?dāng)U大，這就使工程項(xiàng)目所牽涉的范圍越發(fā)廣泛。在這樣的實(shí)際狀況下公路工程路基建設(shè)處于的地質(zhì)狀況越發(fā)復(fù)雜化，其中軟土路基直接影響著施工建設(shè)的整體質(zhì)量。軟土路基就是公路工程路基路面結(jié)構(gòu)處于一種承載力低、壓縮性能高的土壤環(huán)境中。有關(guān)研究結(jié)果證明，公路工程軟土路基空隙很大，這就表明公路工程地基經(jīng)常出現(xiàn)粉土等地質(zhì)條件較差的情況。在這樣的實(shí)際狀況下，軟土路基中孔隙就會出現(xiàn)含水量大、土質(zhì)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)等等狀況。同時觸變性較強(qiáng)也是軟土路基的特征，這就造成在外力影響軟土路基結(jié)構(gòu)時就會對建設(shè)整個工程穩(wěn)定性有所影響。因此公路工程軟土路基具備土質(zhì)分布不均衡、滲透性低等特征，這些問題嚴(yán)重影響著工程項(xiàng)目的整體穩(wěn)定性，所以有關(guān)工作人員應(yīng)對軟基處理問題充分了解和重視，并采取有針對性的地基處理措施。

2 工程概況

某公路合同段長4.2km，該段施工特殊之處在于：軟土路段較多，包含大量淤泥質(zhì)亞黏土和淤泥質(zhì)黏土，天然含水量普遍達(dá)到40%～70%，局部超過70%，壓縮系數(shù)為0.005～0.02，孔隙比為1.0，表現(xiàn)出含水量高、壓縮性強(qiáng)等多重特點(diǎn);將該處作為路基基礎(chǔ)缺乏可行性，后續(xù)易發(fā)生沉降、路堤失穩(wěn)等質(zhì)量問題。鑒于此，應(yīng)從軟土地基的基本特性出發(fā)，探討相適應(yīng)的加固處理技術(shù)，以改善軟土地基的使用狀態(tài)。

3 公路路基設(shè)計(jì)中軟基處理存在的問題

3.1 忽視軟基處理工作的重要性

軟基處理是公路建設(shè)中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，對公路整體質(zhì)量的影響較為顯著。當(dāng)前，公路建設(shè)規(guī)模正逐步擴(kuò)大，路面負(fù)載量呈現(xiàn)出了有增無減的發(fā)展趨勢。因此，加強(qiáng)路基的設(shè)計(jì)是順應(yīng)時代發(fā)展需求的必行之舉，必須以科學(xué)的設(shè)計(jì)方案為指導(dǎo)，提高公路的施工質(zhì)量。但是，很多公路建設(shè)單位對此方面的認(rèn)識存在一定的偏差，而輕視軟基處理便是其中一種情況。對于軟基處理來說，部分單位未采取行之有效的措施，導(dǎo)致軟基穩(wěn)定性不足，后續(xù)對路基路面的正常施工帶來不利影響，造成了道路通行服務(wù)品質(zhì)的下降。

3.2 人員綜合素質(zhì)普遍不高

軟基處理是一項(xiàng)系統(tǒng)性工作，包含多方面的專業(yè)技術(shù)，對工作人員要求較高。縱觀現(xiàn)狀，因人員失誤而導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案不合理、軟基處理效果欠佳的問題屢見不鮮。另外，路基路面設(shè)計(jì)階段的參與者專業(yè)水平不足，未采取與實(shí)際情況相適應(yīng)的軟基處理技術(shù)，難以保證軟基處理效果，引發(fā)了質(zhì)量下降、工期延長、成本增加等連鎖問題。

現(xiàn)階段，軟基處理工作中的可選方法較多，但技術(shù)適用性存在一定的差異。對此，公路建設(shè)單位需考慮處理面積、排水狀況、軟基含水量等方面的因素，而軟基處理人員一旦缺乏全面考慮，其作出的選擇將會偏離實(shí)際需求，最終導(dǎo)致軟基的處理效果偏離預(yù)期。

4 公路路基設(shè)計(jì)中軟基的處理對策

4.1 樁基法

當(dāng)軟土層偏厚且不具備大面積深度的處理?xiàng)l件時，可通過打樁的方式來加固軟基，即樁基法。樁基法的可選形式較多，如水泥攪拌樁、CFG樁等，各有其應(yīng)用特點(diǎn)。（1）水泥攪拌樁是現(xiàn)階段公路建設(shè)領(lǐng)域較為主流的軟基處理方法。其優(yōu)勢是成樁效率高、環(huán)境效益顯著、成本低等，主要適用于對飽和軟黏土地段的加固處理，且在20m深度內(nèi)不存在優(yōu)質(zhì)持力層的軟基中更具可行性。但此法也存在不足之處，即水灰比、輸漿量的控制難度較大，易導(dǎo)致局部成樁質(zhì)量偏差。從應(yīng)用范圍來看，水泥攪拌樁主要被應(yīng)用于承載力標(biāo)準(zhǔn)值<120kPa的黏性土地基中，規(guī)格通常為樁徑0.5m、間距1.0～1.4m;以加固土體的質(zhì)量為基準(zhǔn)，取該值的15%作為水泥摻入量的控制標(biāo)準(zhǔn)，水灰比設(shè)為0.5，單位復(fù)合地基承載力≥150kPa。（2）CFG樁以碎石、石屑、粉煤灰、水泥、水為原材料，按特定的配比拌和成混合料，再構(gòu)成具有穩(wěn)定性的樁體結(jié)構(gòu)。其力學(xué)性質(zhì)介于剛性樁和柔性樁之間，強(qiáng)度等級C15～C25間不等，在黏性土、粉土等軟基中都具有可行性，理論處理深度20m，樁體通常采取等邊三角形布置方式，樁頂鋪中粗砂或碎石，構(gòu)成厚度為30～50cm的墊層，以發(fā)揮出均衡向下傳力的作用。上方鋪土工格柵，有助于增強(qiáng)路基抗剪能力。CFG樁的成樁質(zhì)量良好，在公路工程軟基處理中得到廣泛的應(yīng)用，其技術(shù)水平已經(jīng)相對成熟，但與水泥攪拌樁相類似的是，CFG樁的工后沉降現(xiàn)象較為明顯，必須經(jīng)過某個特定的時間段后路基才會趨于穩(wěn)定。

4.2 換填法

換填法在路基處理中的使用頻率相對較高，即確定基底下方的軟弱土層，將該部分完全挖除后再換填中砂、碎石等散體材料，以達(dá)到排水固結(jié)、提高地基承載力的效果，解決了軟基凍脹或脹縮的現(xiàn)象。換填材料的可選擇形式較多，具體要結(jié)合軟基土質(zhì)特點(diǎn)、周邊地區(qū)填料分布情況、市場價格等因素作出正確選擇。淤泥、濕陷性黃土、暗溝暗塘等地段都可以使用換填法，若在稻田地填筑路基，首先要全面挖除腐殖土以及該處的淤泥，再以山皮石為材料換填1～2m，針對深厚淤泥的施工條件，宜選擇拋石擠淤的方式;對于垃圾填埋地段，基礎(chǔ)工作在于深度清理垃圾，再選用中粗砂換填，經(jīng)過壓實(shí)處理后可有效提高地基的密實(shí)度，減少沉降。

部分路基位于魚塘區(qū)，首先清淤到位，再向該處回填中粗砂，高度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)水位處或是超出地下水位線50cm（視實(shí)際情況增加超出量），路堤邊坡處采取漿砌片石護(hù)砌的方式，坡腳處設(shè)置干砌塊石墩，利用該結(jié)構(gòu)提高路基的穩(wěn)定性;若回填所用材料為塊石或山皮石，施工中可直接傾填。

對于路堤外為海水的情況，除了上述工作，還需在填石頂部設(shè)土工布，以免出現(xiàn)堿性水滲入路基的情況。部分路基段位于沖擊平原處，現(xiàn)狀土質(zhì)中粉土的含量相對較高，其具有透水性強(qiáng)、液限低的特點(diǎn)，經(jīng)過壓實(shí)處理后即可提高該段的承載力，但局限之處在于彎沉和壓實(shí)度表現(xiàn)欠佳，因此在設(shè)計(jì)工作中需要考慮到路基處理厚度的合理性，控制在15～30cm，換填材料可選擇級配砂礫。

4.3 預(yù)壓法

預(yù)壓法包含堆載預(yù)壓和真空預(yù)壓2種形式。合理應(yīng)用預(yù)壓法后，由于預(yù)壓期間地基已經(jīng)完成沉降，因此后續(xù)其他環(huán)節(jié)施工時路基可維持穩(wěn)定狀態(tài)而不發(fā)生變形現(xiàn)象。此外，預(yù)壓法的應(yīng)用有助于提高路基土的抗剪強(qiáng)度，經(jīng)過處理后地基整體的承載力大幅提升，不均勻沉降現(xiàn)象得到有效的解決。

堆載預(yù)壓包含了多種技術(shù)形式，主要以軟土層的厚度為參考作出選擇。若厚度<4m，以天然地基堆載預(yù)壓法較為合適;若厚度≥4m，此時可選擇豎向排水預(yù)壓法，具體包含塑料排水帶、砂井等。真空預(yù)壓法的關(guān)鍵在于鋪設(shè)砂墊層，再完整覆蓋土工薄膜，以真空泵為主要設(shè)備對砂墊層抽氣。通過此方式可以在薄膜下的地基內(nèi)形成負(fù)壓，此過程中存在于地基內(nèi)的氣和水能夠被有效抽出，具有較為良好的地基土固結(jié)效果。出于提高固結(jié)效率的目的，通常還會輔以打砂井的方式，在砂墊層與土工薄膜間增設(shè)砂井，有助于縮短排水距離。

真空預(yù)壓法主要被應(yīng)用于土基松軟、地下水位偏高的路段，具有較為良好的應(yīng)用效果，由于其含水量普遍偏大，因此上述所提的堆載預(yù)壓法缺乏適應(yīng)性，而在真空預(yù)壓法的支持下可以取得較好的地基處理效果，施工成本也相對較低。實(shí)際操作中，可向地基內(nèi)設(shè)置復(fù)合排水管，要求其具有足夠的強(qiáng)度和柔性，以便在地基內(nèi)可維持正常使用的狀態(tài)。各復(fù)合排水管緊密連接，形成完整的整體，通過真空抽水泵持續(xù)向其中抽水，并借助導(dǎo)管排至附近河道。經(jīng)過此流程后，地基土內(nèi)的含水量將明顯下降。

結(jié)語：在公路路基路面在設(shè)計(jì)過程中，加強(qiáng)對軟基的有效處理，是提升其路基路面質(zhì)量的基礎(chǔ)保障，同時也是提升公路應(yīng)用價值的重要條件。因此設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)全面了解和掌握公路軟基的特點(diǎn)，加強(qiáng)對軟基處理的重視。在公路施工建設(shè)時應(yīng)綜合考慮各種處理方法的適用范圍，分析地基狀況、道路性質(zhì)、施工條件以及周邊環(huán)境等各種因素，確保軟基處理方法能提高土體工程的特性，保證土體的承載力、變形、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等都能滿足規(guī)范要求，為公路建設(shè)的質(zhì)量和資料提供保障。

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