特殊路基設(shè)計(jì)中綜合處理軟土方法的應(yīng)用

鄭志超

北京中咨華安交通科技發(fā)展有限公司 北京 100098

1 工程概況

某公路工程新干線是連接南北干線的重要組成部分，對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、交通的發(fā)展都有著重要意義。其主要位于平坦開(kāi)闊的海積平原上，多為水稻田和水池，沿線軟土廣布，主線及各匝道位置均有分布，路基設(shè)計(jì)主要問(wèn)題是路基的不均勻沉降。其中軟土層底的最大深度為11．3m。依據(jù)勘察地質(zhì)結(jié)果報(bào)告，可將土地分為7個(gè)大層，開(kāi)挖面主要位于上部?jī)蓪拥酿べ|(zhì)粉土，該土層的厚度為4．8～11．0。局部主要呈灰褐色和軟塑料狀態(tài)，切面較為光滑，干強(qiáng)度中等但韌性較差，內(nèi)含云母和氧化鐵等[1]。

2 特殊路基設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

2.1 處理特殊路基的主要目的

通過(guò)加強(qiáng)公路軟土地基處理質(zhì)量，其主要目的是提升軟土地基的整體施工強(qiáng)度，增強(qiáng)公路路基的抗滑性能，保證公路軟土地基能夠在施工周圍內(nèi)出現(xiàn)合理沉降，避免路基在施工結(jié)束后出現(xiàn)大面積沉降。

2.2 設(shè)計(jì)原則

對(duì)于特殊路基設(shè)計(jì)人員來(lái)講，要認(rèn)真遵守安全性原則、經(jīng)濟(jì)性原則與實(shí)用性原則，結(jié)合該公路軟土的具體分布情況，包括軟土路基的范圍與埋深，軟土路基的物理與化學(xué)性質(zhì)等等，制定經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、環(huán)保的軟土路基施工處理方案。路基設(shè)計(jì)人員還要根據(jù)該地區(qū)的地下水分布情況、排水情況等等，對(duì)軟土路基施工處理方案進(jìn)行優(yōu)化。

2.3 特殊路基處理設(shè)計(jì)內(nèi)容

在該公路工程中，軟土分布為兩層，其中，表層軟土主要分布在菜地與水田區(qū)域，因?yàn)榈貏?shì)比較低洼，地下水豐沛，長(zhǎng)時(shí)間在水的浸泡下，土質(zhì)很容易出現(xiàn)軟化，大量的有機(jī)物出現(xiàn)淤積。與表層軟土不同，二層軟土屬于沖洪積層，該層的軟土由淤泥與黏土組成，分布范圍比較廣，軟土的埋藏深度也各不相同，厚度變化特別大。

如果不妥善處理特殊路基，會(huì)降低公路路基的整體穩(wěn)定性，路基很容易出現(xiàn)大量沉降，降低公路路基的整體施工強(qiáng)度。公路路基處理設(shè)計(jì)人員要結(jié)合軟土的物理性質(zhì)，包括該地區(qū)的地形條件，可以采取先進(jìn)的軟土地基處理方法實(shí)施綜合治理[2]。

3 特殊路基設(shè)計(jì)中綜合處理軟土方法的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 特殊路基處理設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在該市政道路工程當(dāng)中，主要分布兩層軟土，表層軟土主要分布在水田與荒地等地段，因?yàn)樵摰貐^(qū)的地勢(shì)比較低洼，地下水較為豐富，地表積水也比較多，因?yàn)榈缆饭こ痰鼗L(zhǎng)時(shí)間在水中浸泡，使得道路路基的土質(zhì)較為軟化，有機(jī)物出現(xiàn)大量的淤積。第二層的軟土層是沖洪積層，軟土由淤泥與淤泥質(zhì)亞粘土組成，軟土的分布范圍比較廣，埋藏深度也不同，軟土層厚度變化較大，特別是表層的軟土埋深比較淺，使得軟土層的力學(xué)強(qiáng)度逐漸下降，含水量越來(lái)越大。因?yàn)樵撌姓缆饭こ痰牡鼗€(wěn)定性較差，軟土路基分布范圍比較廣，特別容易出現(xiàn)路基的不均勻沉降，因此，設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)軟土路基設(shè)計(jì)，制定完善的市政道路工程軟土路基設(shè)計(jì)處理方案，保證軟土地基的處理強(qiáng)度得到更好提升，更好的滿足道路軟土路基沉降要求。結(jié)合該軟土路基的化學(xué)性質(zhì)，包括該地區(qū)的地形條件，可以采用換填砂土與碎石加墊層設(shè)計(jì)處理方法進(jìn)行綜合治理[3]。

3.2 綜合處理軟土方法分析

綜合處理軟土的方法主要有以下幾種：

（1）強(qiáng)夯法施工要點(diǎn)。軟土?xí)r，并且軟土的深度在4．0m到6．0m之間，可以采用強(qiáng)夯法進(jìn)行施工。強(qiáng)夯法的合理運(yùn)用，能夠簡(jiǎn)化軟土路基施工處理流程，提高公路軟土路基的施工進(jìn)度。該方法的具體施工流程如下：利用起吊設(shè)備將10．0t到25．0t的重錘吊升到指定高度——重錘自由下落——有效夯實(shí)軟土路基。一般來(lái)說(shuō)，在1500．0KN/m到2500．0KN/m夯實(shí)能量之下，可以獲得4．0m到6．0m的夯實(shí)深度，保證軟土地層得到更好夯實(shí)。為了保證該軟土路基處理方法得到有效運(yùn)用，施工人員在施工之前，要做好周圍群眾民意調(diào)查工作并采用合理的施工管理方法，減少施工噪音，保證公路軟土路基施工進(jìn)度達(dá)到相關(guān)規(guī)定[4]。

（2）強(qiáng)夯置換法施工要點(diǎn)。針對(duì)挖出成本較高、埋藏深度超過(guò)6．0m的軟土層，應(yīng)用強(qiáng)夯置換法能夠取得良好施工效果。該方法的施工原理如下：采用樁體或者墩體進(jìn)行排水，保證軟土得到有效固結(jié)，將適量的碎石塊夯入軟土當(dāng)中，形成比較穩(wěn)定的樁體與墩體，在墩體和碎石樁體間鋪設(shè)碎石墊層，形成比較穩(wěn)定的復(fù)合地基，有效提升復(fù)合地基的穩(wěn)固性與承載力，防止公路地基出現(xiàn)大量沉降。為了保證該軟土地基處理方法得到更好運(yùn)用，設(shè)計(jì)人員需要明確公路地基軟土的置換率，包括軟土的置換深度并開(kāi)展相應(yīng)的試驗(yàn)，確定最終的軟土置換深度。

（3） 高壓旋噴樁法施工要點(diǎn)。該軟土處理方法采用鉆機(jī)，將帶有噴嘴注漿管放入設(shè)計(jì)軟土土層當(dāng)中，采用高壓設(shè)備，例如，高壓灌漿設(shè)備與高壓風(fēng)機(jī)，將漿液噴射到指定位置，對(duì)軟土土體產(chǎn)生嚴(yán)重的沖擊。高壓噴射注漿法按照噴射流的移動(dòng)情況，主要分為兩種，分別是旋轉(zhuǎn)噴射與定向噴射，旋轉(zhuǎn)噴射過(guò)程當(dāng)中，噴嘴一邊噴射一邊提升，固結(jié)體呈現(xiàn)圓柱狀，形成良好的旋噴樁體，和周圍的土體形成強(qiáng)度較高的復(fù)合地基，保證地基抗剪強(qiáng)度得到全面提升。

（4）加筋法施工要點(diǎn)。加筋法可以分為兩種，分別是土工織物法與加筋土法，所謂土工織物法，施工人員可以將砂墊層和土工格柵有效結(jié)合，形成平整的一層，利用該墊層將荷載傳遞于軟土路基內(nèi)部，因?yàn)樵搲|層和公路軟土路基的剛度不同，不但可以將其視為柔性基礎(chǔ)，而且能夠保證軟土固結(jié)排水效果得到更好的提升，保證地基更加均勻。

（5）水泥土攪拌法施工要點(diǎn)。所謂水泥土攪拌法，主要指的是利用水泥為固化劑主劑，運(yùn)用特制深層攪拌機(jī)械設(shè)備，直接將固化劑與地基土進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁ＷC公路地基軟土能夠有效硬結(jié)，提升公路軟土地基的穩(wěn)定性與可靠性。在該公路工程當(dāng)中，通過(guò)運(yùn)用水泥攪拌法，軟土地基處理效率與工程經(jīng)濟(jì)效益得到明顯提升。

（6）砂石樁法施工要點(diǎn)。這種軟土地基處理方法主要是施工人員在路基表層，按照網(wǎng)格狀或者梅花狀布置適量的樁體，樁體需要與軟土處理區(qū)域距離3．0～5．0m，樁體采用機(jī)械成孔，利用砂石進(jìn)行有效充填，形成良好的復(fù)合地基。常用的機(jī)械成孔法主要包括鉆孔法、沖孔法與振沖法，其中，振沖法應(yīng)用最多。砂石樁法的合理運(yùn)用，能夠保證公路軟土路基得到更好處理，施工速度特別快，具有廣闊的應(yīng)用前景。

3.3 綜合處理軟土方法在此道路工程特殊路基設(shè)計(jì)中的具體運(yùn)用

（1）換填法施工設(shè)計(jì)要點(diǎn)。在該道路工程特殊路基設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員要明確換填法施工設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并明確軟土路基的換填深度，做好核實(shí)工作，結(jié)合設(shè)計(jì)方案的具體要求，做好施工放樣測(cè)量工作。設(shè)計(jì)人員要找到放樣起點(diǎn)，了解軟土路基兩側(cè)寬度，明確軟土路基處理寬度之后，進(jìn)行相應(yīng)的處理。在開(kāi)挖之前，要將基坑內(nèi)部的浮土與積水全部清理干凈，為了防止基坑底部受到擾動(dòng)，可以保留400mm厚度的土層。在應(yīng)用換填法處理該道路軟土路基前，要將路基深度范圍之內(nèi)的軟土全部挖出，并結(jié)合軟土路基設(shè)計(jì)施工要求，采取分層鋪筑的方式進(jìn)行鋪筑，松鋪厚度不能夠超過(guò)400mm，針對(duì)軟土基底，實(shí)施碾壓處理，保證軟土基底碾壓質(zhì)量達(dá)標(biāo)后，方可進(jìn)行后續(xù)的回填施工，在填筑施工之前，設(shè)計(jì)人員還要結(jié)合松鋪厚度，準(zhǔn)確計(jì)算具體的鋪筑面積。

（2）加筋法施工設(shè)計(jì)要點(diǎn)。對(duì)于軟土路基設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，要嚴(yán)格控制加筋材料的質(zhì)量，加筋材料是加筋土結(jié)構(gòu)的核心組成，設(shè)計(jì)人員要明確軟土路基加筋法施工設(shè)計(jì)要求，結(jié)合各個(gè)施工段的加筋擋墻高度，包括坡比與土工格柵橫斷寬度，準(zhǔn)確計(jì)算加筋擋墻基坑開(kāi)挖深度，包括基坑的開(kāi)挖深度?；娱_(kāi)挖結(jié)束后，還要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)開(kāi)展地基承載力試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)一系列的檢驗(yàn)之后，方可鋪設(shè)土工格柵，在鋪設(shè)土工格柵時(shí)，要結(jié)合加筋擋墻的具體長(zhǎng)度，進(jìn)行科學(xué)的鋪設(shè)。一般情況下，可以預(yù)留出大約2m反包長(zhǎng)度。通過(guò)采用加筋施工方法進(jìn)行軟土路基設(shè)計(jì)，能夠幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)一步了解該地區(qū)的地質(zhì)條件，明確軟土路基的分布情況，制定出更為合理的特殊路基設(shè)計(jì)方案。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)科學(xué)介紹了特殊路基設(shè)計(jì)中綜合處理軟土方法的應(yīng)用要點(diǎn)，能夠保證該公路軟土路基得到高效處理，有效提升了公路軟土路基施工強(qiáng)度。對(duì)于公路工程軟土路基施工人員來(lái)說(shuō)，要根據(jù)公路軟土路基結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇合理的軟土路基施工工序，從而推動(dòng)公路工程的可持續(xù)發(fā)展。