公路工程施工不良路段路基加固的處理方法

苗喜衛(wèi)

摘要：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，促進(jìn)公路建設(shè)項(xiàng)目的增多。許多公路需建在軟基上，軟土天然含水率高、天然孔隙比大、抗剪強(qiáng)度低、壓縮性高，二級(jí)以上公路建設(shè)中必須對(duì)地基進(jìn)行加固處理，目前常規(guī)堆載方法難以滿足施工穩(wěn)定與工后沉降要求，需采用新的技術(shù)措施處理。如果在施工的過程中，遇到不良路段的影響。應(yīng)該對(duì)路基進(jìn)行一定的加固，保證其穩(wěn)定性，對(duì)路面工程的支撐承載力。本文將對(duì)于不良路段路基加固的處理方法進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：公路工程;不良路段;路基加固;處理方法

引言

路基是公路工程的基礎(chǔ)，只有基礎(chǔ)的質(zhì)量好，具有一定的穩(wěn)定性，才能保證路面結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，將會(huì)使公路的使用壽命增長，避免發(fā)生危險(xiǎn)。因此，路基的處理是公路工程施工中較為核心的內(nèi)容。由于路基工程是隱蔽工程，在公路進(jìn)行使用時(shí)，不與外部交通荷載及環(huán)境直接接觸，常常不被重視，以至于公路建成后出現(xiàn)諸多的問題。不得不返工處理，給人們的出行帶來不便。所以，路基工程的施工應(yīng)該嚴(yán)格的按照國家的標(biāo)準(zhǔn)去建設(shè)，并且要采取一定的措施針對(duì)路基加固問題去解決。

一、公路路基的重要性

道路的路面形式一般分為兩種，一種是柔性瀝青混凝土路面，另一種則是剛性水泥混凝土路面。根據(jù)相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，瀝青路面的使用壽命要求不低于15年，水泥路面的使用壽命不低于30年。但是就現(xiàn)實(shí)而言很多瀝青或者水泥路面建成沒幾年路面就出現(xiàn)了塌陷或翻漿等不同程度的損害，出現(xiàn)這種問題的根本原因就是路基的施工出了問題。路基在施工和使用過程中要受到很多外在因素的影響，因此滿足路基施工的硬性要求是施工過程中的重要環(huán)節(jié)。路基在自然環(huán)境的承載力和抗壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到正常的使用標(biāo)準(zhǔn)，這時(shí)候就要運(yùn)用合理的路基施工技術(shù)來加固路基，保證路基的穩(wěn)定性。

二、公路工程施工中有哪些問題可以導(dǎo)致地基不良

1.濕陷性黃土路基的主要影響

對(duì)于濕陷性的黃土路基來說，是形成路面不均勻沉降的主要成因，主要是由于其土質(zhì)的特性。黃土具有很強(qiáng)的吸水性，雨水就會(huì)變的很黏，具有一定粘性，由于它受水浸濕后土的結(jié)構(gòu)迅速破壞而發(fā)生顯著下沉，所以在進(jìn)行路基施工中，很難保證路基的質(zhì)量，如多雨或者水大的地區(qū)，路基長時(shí)間接觸水，會(huì)使路基遭到破壞，從而直接影響公路的使用，大的問題會(huì)形成塌陷的危險(xiǎn)，給使用者造成一定的安全威脅及財(cái)產(chǎn)損失。小的問題會(huì)形成變形及凹陷，在使用上給使用者不好的體驗(yàn)，降低舒適度。在維修上需要耗費(fèi)大量的時(shí)間及人力、物力、財(cái)力。造成不好的影響，是國家的經(jīng)濟(jì)得到損失[1]。

2.軟土路基的主要影響

軟土也是一種沉積物，含水量較高，主要由承載能力較低的淤泥沉積物和少量腐殖質(zhì)所組成。由于它形成于水流不通暢、飽和缺氧的靜水盆地，這類土主要由粘粒和粉粒等細(xì)小顆粒組成。這些粘土礦物和有機(jī)質(zhì)顆粒表面帶有大量負(fù)電荷，與水分子作用非常強(qiáng)烈，因而在其顆粒外圍形成很厚的結(jié)合水膜，且在沉積過程中由于粒間靜電荷引力和分子引力作用，形成絮狀和蜂窩狀結(jié)構(gòu)。一般呈軟塑狀態(tài)，但當(dāng)其結(jié)構(gòu)一經(jīng)擾動(dòng)破壞，就會(huì)使其強(qiáng)度劇烈降低甚至呈流動(dòng)狀態(tài)，引起路基崩塌等現(xiàn)象。

三、不同種類

1.鹽漬土

鹽漬土在不良地質(zhì)中占據(jù)了主要的原因，所以我們?cè)诠沸藿ǖ倪^程中要盡可能避開鹽漬土地段，鹽漬土對(duì)于路基造成傷害一般都是發(fā)生在夏天。夏天的降水量比較大，容易在地表形成不同方向的徑流，這些徑流帶著鹽漬土里的成分，經(jīng)過一段沉積然后覆蓋土地，夏天的溫度高，當(dāng)這些水分被蒸發(fā)掉以后，剩下的部分就是鹽漬土。因?yàn)辂}分的重量相對(duì)來說比較沉重，所以在徑流的過程中即使不蒸發(fā)也是在靠地一側(cè)的。鹽漬土對(duì)于路基最大的危害就是破壞路基的穩(wěn)定度，也就是原本的健康路基強(qiáng)度和硬度是非常大的，但是如果覆蓋了鹽漬土，那它就可能會(huì)發(fā)生鼓包、開裂和翻漿等安全問題。鹽漬土具有強(qiáng)大的腐蝕性，短期內(nèi)我們不能夠看到安全問題，長期來看，它也會(huì)慢慢地腐蝕路基，降低路基的承載力[2]。

2.淤泥質(zhì)粘土地區(qū)

淤泥質(zhì)粘土是指天然強(qiáng)度低、壓縮性高、透水性小的土，一般出現(xiàn)在多雨的北方，這種土質(zhì)密度大，但容易變形。如果地基建立處是淤泥質(zhì)粘土土質(zhì)，那就容易造成地基不穩(wěn)定，不足以承載整個(gè)工程的重量。在這樣的地區(qū)如果有公路通過，那很可能會(huì)對(duì)公路造成損毀的結(jié)局。淤泥質(zhì)粘土地區(qū)的一個(gè)重要特點(diǎn)就是它的綠化面積一般是非常少的，所以土體的固結(jié)板體性就比較弱，長期雨水天氣時(shí)容易帶走泥沙形成大范圍的水泥混合流體，破壞力非常大。

四、公路工程施工不良路段路基加固的處理方法

1.在施工前編制適宜的施工方案

施工技術(shù)方案是進(jìn)行施工過程中的技術(shù)指導(dǎo)，對(duì)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)防。在施工方案的編制過程中，應(yīng)該嚴(yán)格地按照實(shí)際的路基情況，在進(jìn)行勘測(cè)后，路基的承載力不能滿足使用荷載或者穩(wěn)定性不足時(shí)，都要進(jìn)行路基加固處理。傳統(tǒng)的施工工藝是在路基土質(zhì)不能滿足使用要求時(shí)，將原有的部分全部挖除，然后換填滿足要求的土質(zhì)，并進(jìn)行分層壓實(shí)，保證壓實(shí)度合格，大大地增加了施工的成本，延誤工期，局部換填恰恰地解決了這些問題[3]。

2.路基排水措施

就路基排水措施作出分析，第一種為地面排水：施工人員在對(duì)地面進(jìn)行排水工作時(shí)，需要可以借助相關(guān)排水工具以及排水設(shè)施，如排水管道、急流槽等。同時(shí)在排水施工過程中還需要做好一下幾點(diǎn)工作內(nèi)容：①施工人員應(yīng)根據(jù)公路工程路基實(shí)際情況及施工要求，判斷該路基地面排水需要采用的排水工具種類及排水設(shè)施類型;②制定排水方案。為了最大化體現(xiàn)排水設(shè)備及工具的應(yīng)用價(jià)值，應(yīng)對(duì)地面排水先制定合理的排水方案，選定對(duì)應(yīng)的排水技術(shù);③在正式施工過程中施工人員需要掌握較強(qiáng)的技術(shù)操作水平，才能發(fā)揮排水技術(shù)的有效性，進(jìn)一步降低路基中的含水量及周邊地下水高度，達(dá)到加固并防護(hù)路基的施工效果。第二種為路面排水：人為或雨水天氣都會(huì)造成路面產(chǎn)生積水，施工人員應(yīng)及時(shí)對(duì)產(chǎn)生的積水進(jìn)行排出，且路拱橫坡應(yīng)大于等于2%，進(jìn)而有效降低水滲入路面的可能性，為路基的穩(wěn)固性提供保障。

3.基床底層加固處理

路橋過渡段的路基底層加固處理中，工作人員在對(duì)線路周圍分布的軟弱土質(zhì)與實(shí)際施工情況等進(jìn)行充分考量，最終選擇在使用級(jí)配碎石的基礎(chǔ)上，運(yùn)用夯實(shí)水泥土樁的方式達(dá)到加固路基底層的目的。夯實(shí)水泥土樁作為一種常用地基加固處理技術(shù)，其主要采用洛陽鏟等專業(yè)施工工具，直接在路基土上進(jìn)行成孔，而后將適宜的水泥土混合料填實(shí)孔中，將其徹底夯實(shí)直至與規(guī)定要求相符，此時(shí)該加固體和已經(jīng)過加密處理的樁間土能夠形成一種復(fù)合地基，進(jìn)而有效達(dá)到加固原地基的效果[4]。

4.換填法

換填法是去除路基范圍內(nèi)軟土，使用穩(wěn)定性較好的土石回填處理，常見的換填法有以下幾種：一是開挖換填法，即使用機(jī)械或者人工方式挖除軟土，采用石灰石、碎石等材料回填，如果一些部位不能使用大型機(jī)械壓實(shí)到位，需要采用小型夯實(shí)機(jī)械作業(yè)。二是拋石擠淤法，即通過路基底部拋投片石而從基底范圍擠出淤泥，以改善地基強(qiáng)度。這種方法操作簡(jiǎn)單、快速，適合在存在流動(dòng)泥沼、排水困難的洼地中使用。三是爆破擠淤法，利用炸藥能量擠走軟弱涂層，代替以穩(wěn)定性更好地材料。軟土稠度較大，可以選擇采用先填后爆法處理，即在原地面先進(jìn)行極限高度路堤填筑作業(yè)，再在基底開展爆破。

5.化學(xué)固結(jié)技木

化學(xué)固結(jié)法是現(xiàn)代公路工程軟土路基施工中常用的一種處理方法。與換填法那種通過更換土壤改變軟土地基土質(zhì)的方法相比，化學(xué)固結(jié)法也是通過改變土壤性質(zhì)來增強(qiáng)土壤強(qiáng)度，但是其施工難度相對(duì)較低，更加容易實(shí)現(xiàn)?；瘜W(xué)固結(jié)法是通過向軟土地基中添加其他物質(zhì)來增強(qiáng)地基強(qiáng)度，通常所采取的技術(shù)包括灌漿法和高壓噴注漿法。無論是哪種技術(shù)，其原理都是相同的，都是通過向軟土地基中加入膠結(jié)性較強(qiáng)的固化液與軟土混合，增強(qiáng)軟土的粘結(jié)性，使其能夠快速固結(jié)。

6.機(jī)械碾壓法

機(jī)械碾壓法是加固路基中使用最為廣泛的一種方法。也就是利用壓路機(jī)等大型的碾壓機(jī)械在路基的表面進(jìn)行滾動(dòng)，讓松散的土壤逐步的固結(jié)和加固，這樣能讓路基的不透水性加大，同時(shí)有效的提升了路基的穩(wěn)定性與強(qiáng)度，進(jìn)而減少了車輛超負(fù)載運(yùn)行時(shí)路基出現(xiàn)下沉。這種加固方法主要用于碎石土、雜填土、砂土等。

7.強(qiáng)夯法

在公路工程中，利用強(qiáng)夯法進(jìn)行路基加固時(shí)，主要是借助于重錘自由落體所產(chǎn)生的重力進(jìn)行加固，在應(yīng)用強(qiáng)夯法的時(shí)候，主要從以下幾點(diǎn)出發(fā)，其一，施工人員要全面清理施工場(chǎng)地，合理設(shè)定場(chǎng)地的高程。其二，對(duì)起重機(jī)進(jìn)行合理定位，將夯錘固定在合理的位置，然后，將夯錘抬到相應(yīng)的高度，使夯錘自由落體，在其重力作用下進(jìn)行加固。值得注意的是，在實(shí)際操作的過程中，一定要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的要求來實(shí)施，完成夯實(shí)作業(yè)之后，要使用推土機(jī)進(jìn)行填坑，確保路基面的平整度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)加固路基的目標(biāo)[5]。

8.預(yù)壓施工

為使路基加固時(shí)地基總應(yīng)力得到大幅提升，使地基能夠快速實(shí)現(xiàn)固結(jié)沉降，確保其具有較高強(qiáng)度。在該路橋過渡段的路基加固施工中，在使用排水固結(jié)技術(shù)的基礎(chǔ)上，配合使用路堤荷載預(yù)壓的方式，同時(shí)增設(shè)加筋土工網(wǎng)。該種土工網(wǎng)具有良好的變形能力，其彈性模量與強(qiáng)度均相對(duì)較高，在本工程中，施工人員在填筑臺(tái)背時(shí)運(yùn)用加筋土工網(wǎng)，使土體構(gòu)造的整體性得到有效加強(qiáng)。在實(shí)際施工中，在平行水平面上分層鋪設(shè)加筋土工網(wǎng)，并始終按照相關(guān)規(guī)定要求對(duì)加筋材料間距進(jìn)行嚴(yán)格控制，將間距控制在10～20cm，使其能與填料形成較高摩阻力，進(jìn)而充分發(fā)揮自身應(yīng)有效用，確保路基具有較高的強(qiáng)度、剛度，從根本上避免路橋過渡段出現(xiàn)地基不均勻沉降的情況，切實(shí)保障公路后期交通安全。

9.水泥攪拌樁技術(shù)

公路路基建設(shè)期間，施工人員為解決不良路基建設(shè)問題，增強(qiáng)公路路基的強(qiáng)度和硬度，在工程建設(shè)過程中，采用水泥攪拌樁施工技術(shù)，充分利用軟土層中淤泥、淤泥質(zhì)土以及粉土土質(zhì)特點(diǎn)，將軟土與水泥進(jìn)行融合，在二者之間形成化學(xué)反應(yīng)，選取合適比例的水泥與地基軟土層進(jìn)行攪拌。軟土在水泥的作用下，逐漸呈現(xiàn)柱狀，在城市公路路基結(jié)構(gòu)中作為承載柱，對(duì)路基起到強(qiáng)有力的支承作用。公路路基施工期間，采用水泥攪拌樁施工技術(shù)，有效解決了公路建設(shè)中不良路基帶來的公路質(zhì)量問題，具有操作簡(jiǎn)便、可靠性高的技術(shù)施工特點(diǎn)，在當(dāng)前公路建設(shè)工程中應(yīng)用較為廣泛。

結(jié)束語：

公路地質(zhì)不良地基處理按淤泥實(shí)際長度進(jìn)行挖出處理，分層回填天然砂石，煤矸石等隔水性好的粗顆粒材料，有的用重型光面壓路機(jī)補(bǔ)壓，由于提前處理，填筑路堤，未發(fā)生變形等情況。采用袋裝砂井排水法處理軟基路段，從處理前后路基密實(shí)度實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果分析，施工方法具有簡(jiǎn)單高效等優(yōu)點(diǎn)。泥質(zhì)粉砂巖挖方路段，可采用透水性材料置換法，必須與排水滲溝結(jié)合，避免被置換區(qū)形成水囊。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏秉孔.公路工程施工不良路段路基加固的處理方法[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2020（19）：126-127.

[2]邱曉偉.軟土地基施工技術(shù)在公路橋梁施工中應(yīng)用[J].中外建筑，2019（8）：218-219.

[3]徐斌.路橋工程中軟土地基施工工藝的實(shí)踐分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2020（5）：205.

[4]張澤豐，祝玉波，謝橋﹐等.軟土路基處理技術(shù)在公路工程施工中的應(yīng)用-工程技術(shù)研究，2020，5（2）：85—86.

[5]李明.公路工程軟土路基處理及施工管理對(duì)策探討0].中國建材，2020（1）：115-117.