軟土地基路段路基拼接施工技術(shù)分析

蘇成

[上海公路橋梁（集團(tuán)）有限公司，湖北武漢430000]

0 引言

在目前的公路施工項(xiàng)目工程中，改擴(kuò)建高速路的大型項(xiàng)目工程占有較高比例。軟土地基普遍存在于高速路的地基部位，施工人員對(duì)于軟弱土層的特殊公路地基路段應(yīng)當(dāng)進(jìn)行全面的優(yōu)化整改處理，確保軟弱土層的公路地基的堅(jiān)固、安全。路基拼接施工的操作技術(shù)手段包括處理軟土復(fù)合地基、構(gòu)建碎石墊層以及選取適當(dāng)?shù)穆坊┕げ牧系取?/p>

1 軟土地基路段路基拼接施工的現(xiàn)存問題

1.1 施工材料的質(zhì)量與配比問題

路基拼接施工的材料需要達(dá)到最基本的材料質(zhì)量要求，并且滿足材料配比的數(shù)據(jù)指標(biāo)規(guī)范要求。路基拼接施工的常用材料應(yīng)當(dāng)包含砂石、混凝土與水泥漿液等。施工人員對(duì)于各種不同類型的施工材料應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格檢測(cè)，保證其滿足材料安全性能的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求，嚴(yán)格防止不合格的施工材料被使用在軟土層的路基拼接施工。但是從現(xiàn)狀來看，路基拼接施工的材料本身仍存在某些質(zhì)量缺陷與配比數(shù)據(jù)誤差，因而不利于路基拼接施工質(zhì)量的優(yōu)化提高。

1.2 施工操作的規(guī)范性問題

路基拼接施工的操作過程應(yīng)當(dāng)確保達(dá)到規(guī)范化的程度。路基拼接施工的現(xiàn)有技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)包含現(xiàn)行公路路基的施工技術(shù)指標(biāo)體系，全面設(shè)定了路基拼接施工的操作技術(shù)要求[1]。按照現(xiàn)行的施工技術(shù)指標(biāo)規(guī)定，施工人員需要確保路基拓寬段橫向拱起坡度的增加幅度在0.5%以內(nèi)，并且應(yīng)當(dāng)限定工后沉降范圍在10cm 以內(nèi)。

工程技術(shù)人員在計(jì)算現(xiàn)有的軟土路基沉降幅度過程中，需要結(jié)合立體化的路基施工模型來進(jìn)行客觀的判斷處理。通常情況下，工程技術(shù)人員在計(jì)算工后沉降的過程中，需要用到二維分析的技術(shù)方法，同時(shí)還需全面結(jié)合公路施工項(xiàng)目現(xiàn)有的側(cè)向滲流因素、豎向變形因素等進(jìn)行分級(jí)加載的模擬操作試驗(yàn)。但是在實(shí)際施工中，施工人員沒有嚴(yán)格規(guī)范路基拼接施工的操作過程，導(dǎo)致路基拼接段經(jīng)常存在沉陷等安全風(fēng)險(xiǎn)因素。

1.3 新老路段的沉降幅度差異問題

路基拼接段的新老路基如果存在較為顯著的沉降幅度差異，那么路基施工的整體質(zhì)量效果將會(huì)受到不利影響?，F(xiàn)行的工程監(jiān)管技術(shù)規(guī)范重點(diǎn)體現(xiàn)在全面監(jiān)控拼接段的新路與老路沉降幅度差異性[2]。施工人員針對(duì)拓寬路基以及原有路基的沉降幅度差異數(shù)據(jù)展開綜合性的判斷對(duì)比，確?？刂圃谧顬檫m宜的工程沉降范圍。工程技術(shù)人員對(duì)于沉降段的滲水與變形安全隱患因素也要給予重視，切實(shí)保證軟土地基的特殊公路路段通行安全。無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨土層深度變化的曲線如圖1所示，黏聚力的大小直接反映土體顆粒之間的相互吸引力，兩處土樣在8m 以內(nèi)的深度范圍內(nèi)，黏聚力不斷表現(xiàn)為下降趨勢(shì)，到了8m 的點(diǎn)位達(dá)到最低的黏聚力程度，強(qiáng)度下降約為20%。然后黏聚力逐漸上升，在14m 的土層深度部位恢復(fù)到表層硬殼層的強(qiáng)度。上述現(xiàn)象的根源主要在于表層土（4m 以內(nèi)）與底層土（大于等于14m）固結(jié)程度較高，孔隙水的壓力消散程度較高，那么就會(huì)導(dǎo)致土顆粒之間存在較小的間隔距離以及較大的顆粒吸引力作用。

圖1 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨土層深度變化的曲線圖

2 軟土地基路段路基拼接施工的技術(shù)問題分析

2.1 優(yōu)化材料配比技術(shù)

路基施工之前，每隔20m 使用全站儀來判斷與布置舊路基的外邊緣點(diǎn)，確保將樁號(hào)準(zhǔn)確標(biāo)注在老路基的護(hù)欄表面部位。每隔20m 對(duì)于舊路基和加寬路基原地面進(jìn)行復(fù)測(cè)，確保至少達(dá)到2 個(gè)每千米取樣觀測(cè)點(diǎn)。加寬路基的底部清理完畢后，應(yīng)當(dāng)確?？刂圃?0%的路基土層結(jié)構(gòu)壓實(shí)度。工程技術(shù)人員針對(duì)高性能的工程混凝土需要確保限定在150mm 以上的坍落度以及0.3 左右的水膠比。為了保證高性能混凝土良好的工程施工效果，需要科學(xué)設(shè)定集料成分、外加劑成分與水泥成分的配比數(shù)據(jù)誤差，避免超出5%的最大材料配比數(shù)據(jù)誤差。

2.2 處理軟土復(fù)合地基

在某些情況下，施工人員可能遇到軟土復(fù)合地基的特殊拼接段公路地質(zhì)構(gòu)造。軟土復(fù)合地基包含了較大覆蓋面積的軟弱土層結(jié)構(gòu)，明顯增加路基拼接段的操作處理難度。工程技術(shù)人員對(duì)于振沖置換軟土復(fù)合型路基的操作方法應(yīng)當(dāng)合理進(jìn)行選擇，確保將加筋排水的墊層結(jié)構(gòu)均勻布置在軟弱土層路基的特殊地質(zhì)區(qū)域范圍。工程技術(shù)人員對(duì)于臺(tái)階形狀的路基邊坡體系結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)給予格外重視，確保嚴(yán)格控制與限定開挖路基臺(tái)階體系結(jié)構(gòu)的機(jī)械操作力度。

2.3 構(gòu)建軟土路基的路段拼接碎石墊層

老路基的填料如果為亞黏土或者卵礫石土，那么應(yīng)當(dāng)達(dá)到1m 的拼接臺(tái)階基本寬度以及1.5m 的拼接臺(tái)階高度。如果確定粉砂土或者砂土為拼接土層，則需要限定在0.6m 的寬度與0.4m 的臺(tái)階高度。工程技術(shù)人員針對(duì)公路原有車道以及加寬拓建后的公路車道進(jìn)行了準(zhǔn)確的尺寸計(jì)算，確保公路加寬車道以及原有車道的長(zhǎng)度相同，并且限定車道坡度比例在1∶1.5。路基與路面的結(jié)構(gòu)參數(shù)見表1。

表1 路基與路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)

3 項(xiàng)目施工實(shí)例

某大規(guī)模的高速路目前已經(jīng)達(dá)到了15年的工程運(yùn)行使用期限，公路項(xiàng)目工程原有的設(shè)計(jì)寬度與長(zhǎng)度都無法滿足承載交通量的要求，因此亟待實(shí)現(xiàn)針對(duì)高速路路段的拓寬改建施工。工程技術(shù)人員擬定針對(duì)上述的高速路路段進(jìn)行雙側(cè)的公路地基拓寬改造處理，確保加寬后的公路車道能夠符合全新的工程使用效能指標(biāo)。工程技術(shù)人員針對(duì)公路拓寬改建的區(qū)域土層結(jié)構(gòu)，展開全方位的工程地質(zhì)勘測(cè)，確定公路擴(kuò)建路段所在的土層地質(zhì)構(gòu)造主要為軟土地基。

具體而言，高速路的拼接施工路段總體達(dá)到3.5m的斷面路堤高度，表面部位均勻覆蓋0.8m 左右厚度的亞黏土層（外觀呈現(xiàn)黃灰色）。公路軟土地基的下層部位主要包含流塑形態(tài)的亞黏土以及粉質(zhì)黏土，外觀呈現(xiàn)灰黑色與灰黃色，并且包含較少比例的飽和粉砂層。在此前提下，工程技術(shù)人員針對(duì)上述公路工程的路基拼接段，重點(diǎn)選擇了復(fù)合地基與粉噴樁的施工工藝，確保達(dá)到1m 的復(fù)合樁基間隔距離長(zhǎng)度以及7.2m 的樁基延伸長(zhǎng)度。

軟土拼接段路基的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包含如下要點(diǎn)：上面層為5cm 瀝青混凝土+SBS 改性瀝青，下面層為粗粒式的7cm 瀝青混凝土AC-25C（對(duì)于面層噴灑乳化瀝青的黏性層），格柵為BJG80×80 玻璃纖維格柵、0.6cm 乳化瀝青稀漿封層。

工程技術(shù)人員通過實(shí)施連續(xù)性的軟土路基拼接部位地質(zhì)觀測(cè)，確定改造拓寬后的路基拼接段沒有出現(xiàn)較為顯著的路基裂縫。公路路基的累計(jì)沉降被控制在10mm 以內(nèi)，因此體現(xiàn)了路基拼接施工工藝良好的應(yīng)用效果。工程技術(shù)人員能夠正確操作智能化的公路軟弱土層觀測(cè)儀器，有效確保了獲得的各項(xiàng)公路施工項(xiàng)目觀測(cè)數(shù)據(jù)的完整性以及真實(shí)性。試驗(yàn)土樣的物理參數(shù)指標(biāo)見表2。

表2 試驗(yàn)土樣的物理參數(shù)指標(biāo)（力學(xué)特性分析）

4 軟土地基路段路基拼接施工的優(yōu)化改進(jìn)對(duì)策

4.1 正確應(yīng)用噴射注漿工藝

噴射注漿目前被普遍用于高速路的路基拼接施工，體現(xiàn)了良好的適用性。在路基拼接施工過程中，工程技術(shù)人員需嚴(yán)格控制噴射注漿管的噴射幅度與持續(xù)性，限定一次完成路基噴射注漿的操作環(huán)節(jié)。施工人員應(yīng)當(dāng)將隔離墻布置在軟弱土層的重點(diǎn)區(qū)域部位，避免存在過多的地基土層夾層，導(dǎo)致注漿施工被頻繁中斷。工程技術(shù)人員需要合理地控制搭接墻體的平均厚度，確保達(dá)到15cm 的搭接墻體最小厚度。工程技術(shù)人員需要科學(xué)界定噴射注漿的操作時(shí)間以及角度等關(guān)鍵指標(biāo)參數(shù)，確保不會(huì)超出1%的墻體傾斜率。

工程負(fù)責(zé)人員需要重點(diǎn)針對(duì)公路基礎(chǔ)部位、路面部位以及其他關(guān)鍵部位進(jìn)行養(yǎng)護(hù)監(jiān)管操作，確保達(dá)到28d 的混凝土養(yǎng)護(hù)周期。工程技術(shù)人員針對(duì)目前現(xiàn)有的混凝土體系結(jié)構(gòu)強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)實(shí)施專門的檢測(cè)，結(jié)合灑水養(yǎng)護(hù)以及其他的養(yǎng)護(hù)手段來保證混凝土的使用效果。在旋噴施工時(shí)，施工人員只需在土層中鉆一個(gè)孔徑為50mm 或30mm 的小孔，便可在土中噴射直徑為0.4～4.0m 的固結(jié)體，因而能貼近已有建筑物基礎(chǔ)建設(shè)新建筑物。噴射注漿設(shè)備既可在鉆孔的全長(zhǎng)成柱型固結(jié)體，也可僅作其中一段，如在鉆孔的中間任何部位。旋噴法施工時(shí)，噴嘴一面噴射一面旋轉(zhuǎn)并提升，固結(jié)體呈圓柱狀。噴射注漿主要用于加固地基，提高地基的抗剪強(qiáng)度，改善土的變形性質(zhì)，也可組成閉合的帷幕，用于阻擋地下水流和治理流沙。采樣設(shè)備儀器如圖2所示。

圖2 采樣設(shè)備儀器

4.2 妥善處理軟弱地基土層結(jié)構(gòu)

軟弱地基地質(zhì)屬于較特殊的公路拼接段地質(zhì)構(gòu)造，因此需要施工人員的特別重視。工程技術(shù)人員對(duì)于出現(xiàn)較小拼接段沉降的區(qū)域應(yīng)當(dāng)進(jìn)行相應(yīng)處理，但是不必對(duì)原有的公路軟弱路基實(shí)施全面的換填操作或者其他特殊操作。相比而言，施工人員針對(duì)存在較差地質(zhì)條件狀況的分離式路基拼接段，應(yīng)當(dāng)布置必要的軟土層隔離墻，應(yīng)用實(shí)時(shí)性的路基沉降觀測(cè)儀器，準(zhǔn)確判斷公路路基所在位置的沉降變化規(guī)律。

施工人員目前對(duì)于路基拼接段的傾斜角、隔離墻的軸線長(zhǎng)度、搭接部位的厚度、噴射注漿的擺動(dòng)角度、擺動(dòng)幅度以及鉆孔角度等重要參數(shù)指標(biāo)都要進(jìn)行準(zhǔn)確的核對(duì)，避免對(duì)軟弱路基的土層結(jié)構(gòu)施工操作的盲目性。

例如，臺(tái)階面距離路床底部如果小于130cm，那么應(yīng)當(dāng)將其作為獨(dú)立的臺(tái)階開挖段。如果超出了130cm，則應(yīng)當(dāng)劃分為100cm 與130cm 的兩個(gè)臺(tái)階高度開挖施工。對(duì)于開挖位置的舊路基內(nèi)側(cè)向外側(cè)30cm 處應(yīng)當(dāng)進(jìn)行嚴(yán)格的沉降度檢測(cè)，確保達(dá)到80cm的臺(tái)階高度。

4.3 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)路基拼接段的沉降幅度數(shù)據(jù)

路基拼接段在經(jīng)過全面的整改施工處理以后，工程技術(shù)人員還需要重點(diǎn)針對(duì)現(xiàn)有的拼接段路基土層沉降幅度進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷與觀測(cè)。路基填筑邊緣部位應(yīng)當(dāng)高出坡腳線至少50cm。公路工程技術(shù)人員重點(diǎn)針對(duì)分離車道與原有車道的比例尺進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)算，確保限定在1∶1.5。在此基礎(chǔ)上，施工人員針對(duì)原有的公路地面高程實(shí)現(xiàn)了必要的整改優(yōu)化，結(jié)合沉降觀測(cè)取得的客觀數(shù)據(jù)結(jié)果，展開全面的軟土層固結(jié)處理。

5 結(jié)語

經(jīng)過分析可見，路基拼接施工的現(xiàn)行工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)達(dá)到較為完善的程度，工程技術(shù)人員需要嚴(yán)格遵守施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。軟土地基的特殊路段整體表現(xiàn)為濕陷性與較弱的承載力特征，因此施工人員務(wù)必做到全面展開公路地質(zhì)勘測(cè)工作，合理選擇路基施工材料，優(yōu)化路基拼接段的施工質(zhì)量效果。工程技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)全面掌握車道寬度以及地面高程等重要指標(biāo)要素，切實(shí)增強(qiáng)針對(duì)軟土地基施工的質(zhì)量管控力度。